第二章測量方法與測量系統(tǒng)

第二章測量方法與測量系統(tǒng)第1頁，共73頁，2023年，2月20日，星期三2.1.2電子測量的特點（1）測量頻率范圍寬。測量交流信號的頻率范圍低至10-6Hz以下，高至THz（1THz=1012Hz）（2）量程范圍寬。如對電壓測量量程達12個數(shù)量級（3）測量準確度高。如采用原子頻標和原子秒作為基準，可以使測量準確度達到10-13～10-14的數(shù)量級。（4）測量速度快。（5）易于實現(xiàn)遙測（6）易于實現(xiàn)測量過程的自動化和測量儀器智能化第2頁，共73頁，2023年，2月20日，星期三2.1.3電子測量的內(nèi)容廣義上說，電子測量是泛指以電子科學(xué)技術(shù)為手段而進行的測量，即以電子科技理論為依據(jù)，以電子測量儀器和設(shè)備為工具，對電量和非電量進行的測量。狹義上講，電子測量則是利用電子技術(shù)對電子學(xué)中有關(guān)的電量所進行的測量。

第3頁，共73頁，2023年，2月20日，星期三（1）按具體的測量對象來看①電能量的測量各種頻率及波形下的電壓、電流、功率、電場強度等的測量。②電路參數(shù)的測量電阻、電感、電容、阻抗、品質(zhì)因數(shù)、電子器件參數(shù)等的測量。③電信號特征的測量信號、頻率、周期、時間、相位、調(diào)幅度、調(diào)頻指數(shù)、失真度、噪音以及數(shù)字信號的邏輯狀態(tài)等的測量。④電子設(shè)備性能的測量放大倍數(shù)、衰減、靈敏度、頻率特性、通頻帶、噪聲系數(shù)的測量。⑤特性曲線的測量幅頻特性曲線、晶體管特性曲線等的測量和顯示。第4頁，共73頁，2023年，2月20日，星期三（2）按基本的測量對象來看①電子測量的基本對象是未知的信號與系統(tǒng)②電子測量的基本工具是已知的信號與系統(tǒng)③電子測量的基本工作機理是信號與系統(tǒng)的相互作用第5頁，共73頁，2023年，2月20日，星期三2.2電子測量的對象——信號與系統(tǒng)測量的目的是獲取被測對象的信息，信息描述了被測對象的狀態(tài)及其變化方式。信號就是信息的某種物理表現(xiàn)方式，信號是信息的載體，是物質(zhì)，具備能量。同一個信息可以用不同的信號來運載，反之，同一種信號也可以運載不同的信息。2.2.1信號的基本概念第6頁，共73頁，2023年，2月20日，星期三信號的特點是：①信號是用變化著的物理量來表示信息的一種函數(shù)；②信號中包含著信息，它是信息的載體，具有能量。被測對象的信息感知任務(wù)，是把信息變換成信號；③信號不是信息本身，必須對信號進行測量后，才能從信號中提取出信息，這是電子測量的根本目的。第7頁，共73頁，2023年，2月20日，星期三2.2.2信號的分類1.確定性信號和非確定性信號電子測量中被測信號大多是時間的函數(shù)x(t)，可分：①確定性信號：在相同試驗條件下，能夠重復(fù)實現(xiàn)的信號。確定性信號又分為：恒定（直流）信號；周期信號；非周期信號；②非確定性（隨機）信號：在相同試驗條件下，不能夠重復(fù)實現(xiàn)的信號。隨機信號又分為：平穩(wěn)隨機信號；非平穩(wěn)隨機信號。第8頁，共73頁，2023年，2月20日，星期三2.周期性信號與非周期性信號周期信號為時域無限信號。3.連續(xù)信號與離散信號4.時限信號和頻限信號時限信號在時間的有限區(qū)間內(nèi)有定義、在區(qū)間外信號值恒等于零的信號。如：矩形脈沖等。頻限信號指在頻率域內(nèi)只占據(jù)有限的帶寬（f1～f2）、在這一帶寬之外信號值恒等于零的信號。第9頁，共73頁，2023年，2月20日，星期三（5）信號的時間特性和頻率特性時間特性：隨時間變化，包括信號出現(xiàn)時間的先后、持續(xù)時間的長短、重復(fù)周期的大小、隨時間變化速率的快慢、幅度的大小等等。頻率特性一個復(fù)雜信號可以分解成許多不同頻率的正弦分量。將各個正弦分量的幅度和相位分別按頻率高低依次排列就成為頻譜。（6）信號的空間分布結(jié)構(gòu)許多信號，既具有時間特性、也具有空間特性如大氣壓隨海拔高度變化；飛機機翼上應(yīng)變分布的信號，其自變量表示結(jié)構(gòu)尺寸；第10頁，共73頁，2023年，2月20日，星期三2.2.3系統(tǒng)的基本概念信號的產(chǎn)生、傳輸、處理、存儲和再現(xiàn)都需要一定的物理裝置，這種裝置通常就稱為系統(tǒng)。一般意義講，系統(tǒng)是由若干相互依賴、相互作用的事物組合而成的具有特定功能的整體。1.系統(tǒng)的外部特性即系統(tǒng)的輸入與輸出之間的關(guān)系或系統(tǒng)的功能。第11頁，共73頁，2023年，2月20日，星期三2.系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)測量系統(tǒng)的外部特性是由其內(nèi)部參數(shù)也即系統(tǒng)本身的固有屬性決定。系統(tǒng)模型指系統(tǒng)物理特性的數(shù)學(xué)抽象，即以數(shù)學(xué)表達式或具有理想特性的符號組合圖形來表征系統(tǒng)的輸入-輸出特性第12頁，共73頁，2023年，2月20日，星期三2.2.4被測系統(tǒng)的分類1.單輸入/輸出與多輸入/輸出系統(tǒng)2.線性系統(tǒng)與非線性系統(tǒng)

線性系統(tǒng)滿足兩個條件：①疊加。②響應(yīng)與輸入信號的作用無關(guān)。線性系統(tǒng)對任意輸入的響應(yīng)都可用傅氏變換表示。輸出信號的頻譜函數(shù)為第13頁，共73頁，2023年，2月20日，星期三4.模擬系統(tǒng)與數(shù)字系統(tǒng)

模擬系統(tǒng)是分析和處理模擬信號的系統(tǒng)，數(shù)字系統(tǒng)是分析和處理脈沖與數(shù)字信號的系統(tǒng)。

3.即時系統(tǒng)與動態(tài)系統(tǒng)即時系統(tǒng)在任何時刻t的輸出都只與該時刻的輸入有關(guān)；動態(tài)系統(tǒng)在時刻t的輸出不僅與該時刻的輸入有關(guān)，還與該時刻以前或以后的輸入有關(guān)。第14頁，共73頁，2023年，2月20日，星期三2.2.5系統(tǒng)的可測性與可控性系統(tǒng)可觀測能通過周圍環(huán)境表現(xiàn)出來，也就是說，能通過外部世界觀測到。系統(tǒng)是可控能接收周圍環(huán)境的影響，變更系統(tǒng)的運動狀態(tài)。第15頁，共73頁，2023年，2月20日，星期三2.3測量方法的分類概述（1）直接測量——用已標定的儀器，直接地測量出某一待測未知量的量值。（2）間接測量——對與未知待測量y有確切函數(shù)關(guān)系的其他變量x進行直接測量，然后通過函數(shù)，計算出待測量。（3）組合測量2.3.1直接測量與間接測量第16頁，共73頁，2023年，2月20日，星期三2.3.2有源參量與無源參量的測量被測對象可按有源量或無源量劃分為兩大類1.有源量的測量2.無源量的測量第17頁，共73頁，2023年，2月20日，星期三3.電子測量儀器的功能結(jié)構(gòu)

信號特性參量為常見的有源量包含信號的電壓與功率、頻率與波長、周期與時間、波形與頻譜等；電壓表、電流表、功率計、頻率計、示波器、頻譜儀、邏輯分析儀等儀器不含激勵信號源系統(tǒng)特性參數(shù)為常見的無源量，包括集總與分布參數(shù)系統(tǒng)的特性，例如，電阻、電感、電容、導(dǎo)磁率、駐波比、散射系數(shù)、衰減等。RLC測試儀、網(wǎng)絡(luò)分析儀、晶體管特性圖示儀等儀器，均包含有激勵信號源。第18頁，共73頁，2023年，2月20日，星期三2.3.3集中式與分布式的多路測量

（a）網(wǎng)絡(luò)化測量系統(tǒng)（b）無線電遙測系統(tǒng)第19頁，共73頁，2023年，2月20日，星期三2.3.4頻域、時域、數(shù)域及隨機域測量1.頻域測量技術(shù)：幅值和相位隨頻率的變化（1）正弦波點頻法（2）正弦波掃頻法2.時域測量技術(shù)：——幅值隨時間的變化測試信號是脈沖、方波及階躍信號第20頁，共73頁，2023年，2月20日，星期三3.頻域測量和時域測量比較從理論上講，時域函數(shù)的付里葉變換就是頻域函數(shù)，而頻域函數(shù)的付里葉逆變換也就是時域函數(shù)。4.隨機測量技術(shù)：測量噪聲信號和使用隨機信號源噪聲是一種與時間因素有關(guān)的隨機變量，對噪聲的研究使用概率統(tǒng)計方法

第21頁，共73頁，2023年，2月20日，星期三（1）噪聲信號統(tǒng)計特性的測量，如時域中的均值、均方根性，頻域中的頻譜密度函數(shù)、功率譜密度函數(shù)等；（2）將已知特性的噪聲作激勵源對被測系統(tǒng)進行統(tǒng)計性測量，研究被測系統(tǒng)的特性；（3）在背景噪聲信號不可忽略時對信號、特別是微弱信號的精確測量。第22頁，共73頁，2023年，2月20日，星期三5.數(shù)字測量技術(shù)：在輸入端加激勵信號，觀察由此產(chǎn)生的輸出響應(yīng)，并與預(yù)期的正確結(jié)果進行比較，一致則表示系統(tǒng)正常；不一致則表示系統(tǒng)有故障。LSI測試系統(tǒng)的簡化框圖

第23頁，共73頁，2023年，2月20日，星期三2.3.5靜態(tài)、穩(wěn)態(tài)和動態(tài)測量1.靜態(tài)測量與動態(tài)測量的基本概念靜態(tài)測量：對靜止的物理量進行的測量動態(tài)測量：對隨時間變化的物理量測量。在電子測量中常見的動態(tài)信號有兩種：①幅值隨時間變化的信號： 指非周期性信號、幅值瞬變或躍變信號；②頻率隨時間變化的信號：指正弦波掃頻信號或頻率瞬變的周期性信號。第24頁，共73頁，2023年，2月20日，星期三2.靜態(tài)、穩(wěn)態(tài)和動態(tài)測量的基本方法①靜態(tài)（直流）測試技術(shù)測量過程不受時間限制，測量系統(tǒng)的輸出與輸入有著一一對應(yīng)的關(guān)系和理想的特性，測量精度高。②穩(wěn)態(tài)（交流）測試技術(shù)：正弦測試技術(shù)用幅值隨時間正弦變化的電信號作激勵，觀測輸出響應(yīng)，以頻率為變量對被測線性系統(tǒng)進行測量。可測線性系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)參數(shù)，系統(tǒng)的阻抗、增益或損耗、相移、群延遲和非線性失真度，以及這些參量隨頻率變化的情況第25頁，共73頁，2023年，2月20日，星期三③動態(tài)（脈沖）測試技術(shù)自然界存在大量瞬變沖激的物理現(xiàn)象，如力學(xué)中的爆炸、碰撞等，電學(xué)中的放電、閃電等，對這類隨時間瞬變對象進行測量，為動態(tài)測量和瞬態(tài)測量。瞬態(tài)測試技術(shù)有兩種方式：1.測量有源量，測量幅值隨時間呈非周期形變化（突變、瞬變）的電信號；2.測量無源量，以脈沖或階躍信號作被測系統(tǒng)的激勵，觀察輸出響應(yīng)，研究被測系統(tǒng)的瞬態(tài)特性。第26頁，共73頁，2023年，2月20日，星期三2.4測試系統(tǒng)的靜態(tài)特性測量系統(tǒng)單臺的測量儀器和由多臺儀器及設(shè)備等組成的完整測試系統(tǒng)，也可指組成測量系統(tǒng)中的某一環(huán)節(jié)或單元。測量系統(tǒng)的基本特性可由其輸入、輸出的關(guān)系來表征，它是測量系統(tǒng)所呈現(xiàn)出的外部特性，并由其內(nèi)部參數(shù)也即系統(tǒng)本身的固有屬性所決定。2.4.1測試系統(tǒng)的靜態(tài)特性和動態(tài)特性概述第27頁，共73頁，2023年，2月20日，星期三測量系統(tǒng)的基本特性可分為兩類：1.被測量是靜止不變或變化極緩慢的情況，此時工作在靜止狀態(tài)下的測量系統(tǒng)，其輸入與輸出量間的函數(shù)關(guān)系，稱為測量系統(tǒng)的靜態(tài)特性；2.被測量不斷變化的情況此時，工作在動態(tài)下的測量系統(tǒng)其輸入量與輸出量間的函數(shù)關(guān)系稱為測量系統(tǒng)的動態(tài)特性。

第28頁，共73頁，2023年，2月20日，星期三2.4.2測量系統(tǒng)的靜態(tài)特性指標1.靜態(tài)特性的數(shù)學(xué)模型非線性時：非線性獲得靜態(tài)特性的方法：

對一個測量系統(tǒng)進行

標定或定期進行校準。第29頁，共73頁，2023年，2月20日，星期三2.靜態(tài)特性的基本參數(shù)（1）零位（零點）當輸入量為零x=0時，測量系統(tǒng)的輸出量不為零的數(shù)值零位值為

零位值應(yīng)設(shè)法從測量結(jié)果中消除。例如可以通過測量系統(tǒng)的調(diào)零機構(gòu)或者由軟件扣除。第30頁，共73頁，2023年，2月20日，星期三（2）靈敏度是描述測量系統(tǒng)對輸入量變化反應(yīng)的能力。靈敏度：當靜態(tài)特性為一直線時，直線的斜率即為靈敏度，且為一常數(shù)第31頁，共73頁，2023年，2月20日，星期三多級測量系統(tǒng)的靈敏度若測量系統(tǒng)是由靈敏度分別為S1，S2，S3等多個相互獨立的環(huán)節(jié)組成時，測量系統(tǒng)的總靈敏度S為第32頁，共73頁，2023年，2月20日，星期三（3）分辨力又稱靈敏度閾，它表征測量系統(tǒng)有效辨別輸入量最小變化量的能力。對模擬式測量系統(tǒng)，其分辨力一般為最小分度值的1/2～1/5。對具有數(shù)字顯示器的測量系統(tǒng)，其分辨力是當最小有效數(shù)字增加一個字時相應(yīng)示值的改變量，也即相當于一個分度值。對于一般測量儀表的要求是：靈敏度應(yīng)該大而分辨力應(yīng)該小.第33頁，共73頁，2023年，2月20日，星期三（4）測量范圍、量程測量范圍:系統(tǒng)所能測量到的最小被測量（輸入量）與最大被測量（輸入量）之間的范圍。量程:系統(tǒng)測量范圍的上限值與下限值之差的模即稱為量程。又稱滿度值，表征測量系統(tǒng)能夠承受最大輸入量的能力。例如一溫度測量系統(tǒng)的測量范圍是－60～+1200C，那么它的量程為1800C第34頁，共73頁，2023年，2月20日，星期三3.靜態(tài)特性的質(zhì)量指標（1）遲滯亦稱“滯后”或“回差”，表征測量系統(tǒng)在全量程范圍內(nèi)，輸入量由小到大（正行程）或由大小到（反行程）兩者靜態(tài)特性不一致的程度。第35頁，共73頁，2023年，2月20日，星期三（2）重復(fù)性測量系統(tǒng)輸入量按同一方向作全量程連續(xù)多次變動時，靜態(tài)特性不一致的程度重復(fù)性是指標定值的分散性，是一種隨機誤差，可以根據(jù)標準偏差來計算S——子樣標準偏差；K——置信因子。第36頁，共73頁，2023年，2月20日，星期三（3）線性度測量系統(tǒng)的輸出——輸入關(guān)系應(yīng)當具有直線特性，線性度（又稱非線性誤差）說明輸出量與輸入量的實際關(guān)系曲線偏離其擬合直線的程度選定的擬合直線不同，計算所得的線性度數(shù)值也就不同第37頁，共73頁，2023年，2月20日，星期三設(shè)擬合直線方程：0yyixy=kx+bxI最小二乘擬合法最小二乘法擬合y=kx+b若實際校準測試點有n個，則第i個校準數(shù)據(jù)與擬合直線上響應(yīng)值之間的殘差為最小二乘法擬合直線的原理就是使為最小值，即Δi=yi-(kxi+b)對k和b一階偏導(dǎo)數(shù)等于零，求出a和k的表達式第38頁，共73頁，2023年，2月20日，星期三即得到k和b的表達式將k和b代入擬合直線方程，即可得到擬合直線，然后求出殘差的最大值Lmax即為非線性誤差。第39頁，共73頁，2023年，2月20日，星期三最小二乘法的應(yīng)用銅的電阻值R與溫度t之間關(guān)系為Rt=R0(1+αt),在不同溫度下,測定銅電阻的電阻值如下表所示。試估計0℃時的銅電阻電阻值R0和銅電阻的電阻溫度系數(shù)α。ti(℃)19.125.030.136.040.045.150.0Ri(Ω)76.377.879.7580.8082.3583.985.10解：列出誤差方程(i=1,2,3,…,7)式中:是在溫度ti下測得銅電阻電阻值。第40頁，共73頁，2023年，2月20日，星期三令x=r0,y=αr0,則誤差方程可寫為76.3-(x+19.1y)=v177.8-(x+25.0y)=v279.75-(x+30.1y)=v380.80-(x+36.0y)=v482.35-(x+40.0y)=v583.9-(x+45.1y)=v685.10-(x+50.0y)=v7

第41頁，共73頁，2023年，2月20日，星期三其正規(guī)方程按式(1-39）為［a1a1］x+［a1a2］y=［a1l］［a2a1］x+［a2a2］y=［a2l］于是有將各值代入上式,得到7x+245.3y=566245.3x+9325.38y=20044.5第42頁，共73頁，2023年，2月20日，星期三解得x=70.8Ωy=0.288Ω/℃即r0=70.8Ω第43頁，共73頁，2023年，2月20日，星期三(4)精確度精密度：輸出值的分散性，即對某一穩(wěn)定的被測量，由同一個測量者，用同一個傳感器，在相當短的時間內(nèi)連續(xù)重復(fù)測量多次，其測量結(jié)果的分散程度。準確度：輸出值與真值的偏離程度。準確度是系統(tǒng)誤差大小的標志，準確度高意味著系統(tǒng)誤差小。同樣，準確度高不一定精密度高。第44頁，共73頁，2023年，2月20日，星期三精確度：是精密度與準確度兩者的總和，精確度高表示精密度和準確度都比較高。（a）準確度高而精密度低（b）準確度低而精密度高（c）精確度高在測量中我們希望得到精確度高的結(jié)果。

第45頁，共73頁，2023年，2月20日，星期三（5）可靠性在規(guī)定的時期內(nèi)保持其運行指標不超限的情況下執(zhí)行其功能的性能。反映產(chǎn)品是否耐用的一項綜合指標。①平均無故障時間MTBF標準工作條件下不間斷地工作，到發(fā)生故障失去工作能力稱作為無故障時間。②可信任概率P表示儀表誤差在給定時間內(nèi)仍然保持在技術(shù)條件規(guī)定限度以內(nèi)的概率。③故障率或失效率平均無故障時間MTBFF的倒數(shù)。④有效度或可用度

第46頁，共73頁，2023年，2月20日，星期三（6）穩(wěn)定性和影響系數(shù)①穩(wěn)定性在規(guī)定工作條件范圍之內(nèi)，在規(guī)定時間內(nèi)系統(tǒng)或儀器性能保持不變的能力。②影響系數(shù)指示值變化與影響量變化量的比值一般儀器都有給定的標準工作條件，如環(huán)境溫度20oC、相對濕度60%、電源電壓220V等。如電源電壓變化10％引起示值變化1％(相對誤差)；溫度變化1oC引起示值變化3.1×10-3(引用誤差)第47頁，共73頁，2023年，2月20日，星期三(7)輸入電阻與輸出電阻輸入電阻與輸出電阻值對于組成測量系統(tǒng)的各環(huán)節(jié)而言甚為重要。前一環(huán)節(jié)的輸出電阻R01相當于后面環(huán)節(jié)的信號源內(nèi)阻，所以輸出電阻理想值應(yīng)為零。后一環(huán)節(jié)的輸入電阻Ri2相當于前面環(huán)節(jié)的負載；輸入電阻理想值為無窮大。第48頁，共73頁，2023年，2月20日，星期三2.4.3電子測量儀器的技術(shù)條件及誤差的表示方法1.技術(shù)條件是規(guī)定儀器的用途、工作特性、工作條件，以及運輸、貯存條件的技術(shù)文件。所以，它既是設(shè)計制造廠商的產(chǎn)品標準，也是用戶正確使用和維護儀器的重要依據(jù)。測量儀器的工作特性：是用數(shù)值、公差范圍等來表征儀器性能的量值，習(xí)慣上又稱為技術(shù)指標。分為電氣工作特性和一般工作特性兩類儀器的工作條件：分基準、額定和極限三種。第49頁，共73頁，2023年，2月20日，星期三2.測量儀器的工作特性及儀器誤差工作特性包括①誤差；②穩(wěn)定性；③分辨力；④有效范圍（量程）；⑤測試速率；⑥可靠性等容許誤差用工作誤差、固有誤差、影響誤差、穩(wěn)定誤差等來描述。為了保證測量儀器示值的準確，儀器出廠前必須由檢驗部門對誤差指標進行檢驗。在使用期間，必須定期進行校準檢定，凡各項誤差指標在容許誤差范圍之內(nèi)，儀器視為合格。第50頁，共73頁，2023年，2月20日，星期三（1）工作誤差：在額定工作條件下儀器誤差極限（2）固有誤差：在規(guī)定的一組影響量的基準條件下給出的誤差第51頁，共73頁，2023年，2月20日，星期三（3）影響誤差用來表明一個影響量對儀器測量誤差的影響。如溫度誤差、頻率誤差。它是當一個影響量在其額定使用范圍內(nèi)取任一值，而其它影響量和影響特性均處于基準條件時所測得的誤差。（4）穩(wěn)定誤差是儀器的標稱值在其他影響量和影響特性保持恒定的情況下，規(guī)定時間內(nèi)產(chǎn)生的誤差極限。第52頁，共73頁，2023年，2月20日，星期三3.測量儀器誤差表示①以量程的百分數(shù)的形式，給出儀器的準確度等級（或稱精度等級）s。此時儀器誤差為：

②以讀數(shù)誤差和滿度誤差的形式，給出儀器容許誤差或基本誤差，此時儀器誤差為：第53頁，共73頁，2023年，2月20日，星期三第54頁，共73頁，2023年，2月20日，星期三2.5測量系統(tǒng)的動態(tài)特性測量系統(tǒng)的特性用數(shù)學(xué)模型來描述，有三種形式：①時域中的微分方程；②復(fù)頻域中的傳遞函數(shù)；③頻域中的頻率特性。1.微分方程2.5.1描述測量系統(tǒng)動態(tài)特性的數(shù)學(xué)模型第55頁，共73頁，2023年，2月20日，星期三2.傳遞函數(shù)為簡化運算，通常采用拉普拉斯變換來研究線性微分方程。傳遞函數(shù)：表達式為在初始條件為零時，系統(tǒng)輸出量的拉氏變換與輸入量的拉氏變換之比。第56頁，共73頁，2023年，2月20日，星期三傳遞函數(shù)有以下特點：①H(S)和輸入x(t)無關(guān)，它只反映測量系統(tǒng)本身固有的特性②H(S)反映系統(tǒng)的響應(yīng)特性，包含瞬態(tài)、穩(wěn)態(tài)的時間響應(yīng)和頻率響應(yīng)的全部信息，而與具體的物理結(jié)構(gòu)無關(guān)。③不同的物理系統(tǒng)可以有相同的傳遞函數(shù)。④傳遞函數(shù)與微分方程等價。第57頁，共73頁，2023年，2月20日，星期三3.頻率響應(yīng)函數(shù)

穩(wěn)定的常系數(shù)線性系統(tǒng)，用傅里葉變換代替拉氏變換頻率特性是在初始條件為零的情況下，輸出的傅里葉變換和輸入的傅里葉變換之比物理意義上說，傅里葉變換可把滿足一定條件的任意信號分解成不同頻率的正弦信號之和。頻率響應(yīng)函數(shù)在頻率域中反映一個系統(tǒng)對正弦輸入的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)，故又稱其為正弦傳遞函數(shù)第58頁，共73頁，2023年，2月20日，星期三（1）幅頻特性和相頻特性幅頻特性——當輸入正弦信號的頻率改變時，輸出、輸入正弦信號的振幅之比隨頻率的變化相頻特性——輸出、輸入正弦信號的相位差隨頻率的變化第59頁，共73頁，2023年，2月20日，星期三常見測量系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型1.一階系統(tǒng)幅頻特性：相頻特性：

——時間常數(shù)第60頁，共73頁，2023年，2月20日，星期三一階系統(tǒng)的階躍響應(yīng)特性與特性參數(shù)當系統(tǒng)輸入階躍信號x(t)時,響應(yīng)為y(t)0.95A第61頁，共73頁，2023年，2月20日，星期三2.二階系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型微分方程為系統(tǒng)固有角頻率，為阻尼比傳遞函數(shù)頻率特性第62頁，共73頁，2023年，2月20日，星期三二階系統(tǒng)的頻率特性幅頻特性相頻特性第63頁，共73頁，2023年，2月20日，星期三二階系統(tǒng)的階躍響應(yīng)第64頁，共73頁，2023年，2月20日，星期三2.5.3測量系統(tǒng)動態(tài)特性的評價指標及其測量測量系統(tǒng)的動態(tài)特性用動態(tài)性能指標進行評價?？刹捎脙煞N方法：①采用階躍信號作為系統(tǒng)輸入量，獲得系統(tǒng)對階躍響應(yīng)的過渡過程曲線與在時域中描述系統(tǒng)動態(tài)特性的指標；②采用正弦信號作為系統(tǒng)輸入量，獲得系統(tǒng)的頻率響應(yīng)特性與在頻域中描述系統(tǒng)動態(tài)特性的指標。第65