西南交《机械电测技术》第四章 测试装置的基本特性 课堂笔记
主要知识点掌握程度
了解并掌握测试装置的静态特性,测试系统对任意输入的影响以及实现不失真测试的条件,重点掌握测试装置的动态特性.
知识点整理
一,概述
通常的工程测试问题总是处理输入量x(t),装置(系统)的传输特性h(t)和输出量y(t)三者之间的关系,如下图所示:
(一)对测试装置的基本要求
理想的测试装置应该具有单值的,确定的输入——输出关系,即对应于每一个输入量,都应只有单一的输出量与之对应.知道其中的一个量就可以确定另一个量,其中以输出和输入成线性关系为最佳.一些实际测试装置无法在较大工作范围内满足这种要求,而只能在较小工作范围内和在一定误差允许范围内满足这项要求.
(二)定常线性系统的定义及特性
1,定常线性系统
系统的输入与输出的关系可用常系数线性微分方程来描述的系统称为时不变线性系统,也称作定常线性系统
从数学来看,这种系统的系数an,an-1,…,a1,a0和bm,bm-1,…,b1,b0均为常数,既不随时间而变化,也不是自变量x,因变量y及它们各阶导数的函数.
严格来说,实际的物理系统都是时变的,因为构成物理系统的材料,元件,部件的特性并非是稳定的.但是在工程上,常可以以足够的精确度认为多数常见物理系统的参数是时不变的常数,从而把一些时变线性系统当作时不变线性系统来处理.
2,特性
(1)叠加性
若:
则:
(2)比例特性
比例特性又称为齐次性,均匀性,即对于任意常数a有:
(3)频率保持性
若输入为某一频率的简谐信号(正弦或余弦信号),则系统的稳态输出必是,也只是同频率的简谐信号.
(4)微分特性
(5)积分特性
二,测试装置的静态特性
(一)静态特性的定义
在测量过程中,当输入信号不随时间变化或变化很缓慢时,输出信号与输入信号之间的函数关系称为测试装置(或系统)的静态特性.
(二)静态特性指标
1,灵敏度
2,分辨力
3,线性度
4,滞环
5,重复性
6,稳定度
7,飘移
三,测试装置的动态特性
(一)动态特性的定义
研究测试装置(系统)的输出量随时间变化的曲线与被测量随同一时间变化的曲线的一致程度或接近程度.
(二)动态特性的数学模型
1,线性常系数微分方程
2,传递函数
如果系统初始条件为零,那么对上述微分方程作拉普拉斯变换后可得:

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