中国农业大学：《工程测试技术》课程教学课件（PPT讲稿）第一章 测试系统的基本特性

工程测本科生试技术Advanced Measuring &Testing in Mechanical Engineering第一章测试系工程测试技术统的基本特性S1.1线性系统1.2静态特性S1.3动态特性第一章测试系统的81.4不失真测试1.5测试方法基本特性S1.6误差分析返回首页工学院机电工程系AU

工程测 试技术 本科生 CAU 1905 T Advanced Measuring & Testing in Mechanical Engineering 第一章 测试系 统的基本特性 工程测试技术 第一章 测试系统的 基本特性 工学院机电工程系 §1.1 线性系统 §1.2 静态特性 §1.3动态特性 §1.4不失真测试 §1.5测试方法 §1.6误差分析 返回首页

工程测本科生微分方程的类型线性定常系统特性试技术Advanced Measuring&Testingi测试系第一章第一节线性系统的基本特性统的基本特性$1.1线性系统微分方程的类型：d"-ly(t)d"y(t)dy(t)$1.2静态特性+aoy(t)+a,-l+adt"-idt"dt91.3动态特性d"--x(t)d"x(0)dx(t)s1.4不失真测试=b,+b+b,x(t)(1-1)+bdim-1dtmdt81.5测试方法Jin Mechanical Engineering1）线性微分方程：S1.6误差分析定常的时变的（2）非线性微分方程：返回首页CAT

工程测 试技术 本科生 CAU 1905 T Advanced Measuring & Testing in Mechanical Engineering 第一章 测试系 统的基本特性 §1.1 线性系统 §1.2 静态特性 §1.3动态特性 §1.4不失真测试 §1.5测试方法 §1.6误差分析 返回首页 第一节 线性系统的基本特性 微分方程的类型 线性定常系统特性 一、微分方程的类型: ( ) (1 1) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 = + + + + − + + + + − − − − − − b x t dt dx t b dt d x t b dt d x t b a y t dt dy t a dt d y t a dt d y t a m m m m m m n n n n n n   (1) 线性微分方程： 定常的 时变的 (2) 非线性微分方程：

本科生 工程测微分方程的类型线性定常系统特性试技术Advanced Measuring&线性定常系统特性：第一章测试系统的基本特性叠加特性：若xl (t)→yl (t),x2(t)y2(t),S1.1线性系统(1-2)则 [xl (t) ± x2(t)]→[yl (t) ± yl (t)]$1.2静态特性2、比例特性：对于任意常数a，有(1-3)ax(t)→ay(t)81.3动态特性TestinginMechanicalEngineering3、微分特性：对输入微分的响应等于对原输入响应的微分81.4不失真测试dx(t)、dy(t)(1- 4)1.5测试方法dtdt积分特性：系统初始状态为零条件下，对输入积分的响应4、S1.6误差分析等于原输入响应的积分f. x(t)dt -→ f' y(t)dt(1-5)5、频率保持性：稳态条件下，系统输出的频率与输入的频率返回首页保持一致若y(t) = Y sin( ot +0,)(1-6)CAUx()= X sin( ot+0,)则

工程测 试技术 本科生 CAU 1905 T Advanced Measuring & Testing in Mechanical Engineering 第一章 测试系 统的基本特性 1、叠加特性： 若 x1(t) y1(t)， x2(t) y2(t)， 则 [x1(t) ± x2(t)] [y1(t) ± y1(t)] （1-2） 2、比例特性：对于任意常数a，有 ax(t) ay(t) （1-3） 3、微分特性：对输入微分的响应等于对原输入响应的微分 4、积分特性：系统初始状态为零条件下，对输入积分的响应 等于原输入响应的积分 5、频率保持性：稳态条件下，系统输出的频率与输入的频率 保持一致 若 则 微分方程的类型 线性定常系统特性 二、线性定常系统特性： (1 4) ( ) ( ) → − dt dy t dt dx t ( ) ( ) (1 5) 0 0 → −   t t x t dt y t dt ( ) sin( ) x x t = X t + ( ) = sin( + ) (1− 6) y y t Y t  §1.1 线性系统 §1.2 静态特性 §1.3动态特性 §1.4不失真测试 §1.5测试方法 §1.6误差分析 返回首页

工程测本科生灵敏度分辨力与分辨率线性度回程误差稳定度和漂移试技术Advanced Measuring &Testing第一章测试系第二节测试装置的静态特性统的基本特性测试装置的静态特性是指被测量不随时间变化或S1.1线性系统随时间变化很缓慢时，测试装置的输入、输出关$1.2静态特性系的特性或技术指标。91.3动态特性s1.4不失真测试静态特性的参数：81.5测试方法灵敏度Jin Mechanical EngineeringS1.6误差分析灵敏度是指单位输入量所引起的输出量的大小。S= △y / △x局部灵敏度Si=△yi/△xi返回首页总灵敏度ISi=lNAT

工程测 试技术 本科生 CAU 1905 T Advanced Measuring & Testing in Mechanical Engineering 第一章 测试系 统的基本特性 = = n i i s s 1 测试装置的静态特性是指被测量不随时间变化或 随时间变化很缓慢时，测试装置的输入、输出关 系的特性或技术指标。 静态特性的参数： 一、灵敏度 灵敏度是指单位输入量所引起的输出量的大小。 S = Δy / Δx 局部灵敏度 Si= Δyi / Δxi 总灵敏度 第二节 测试装置的静态特性 灵敏度 分辨力与分辨率 线性度 回程误差 稳定度和漂移 §1.1 线性系统 §1.2 静态特性 §1.3动态特性 §1.4不失真测试 §1.5测试方法 §1.6误差分析 返回首页

工程测本科生灵敏度分辨力与分辨率线性度回程误差稳定度和漂移试技术Advanced Measuring&测试系第一章统的基本特性二、分辨力与分辩率S1.1线性系统S1.2静态特性1、分辨力：有效的辨别输入量最小变化的能力。81.3动态特性TestinginMechanicalEngineering81.4不失真测试1.5测试方法2、分辨率：分辨力与整个测量范围的百分比。S1.6误差分析返回首页AT

工程测 试技术 本科生 CAU 1905 T Advanced Measuring & Testing in Mechanical Engineering 第一章 测试系 统的基本特性 二、分辨力与分辨率 1、分辨力：有效的辨别输入量最小变化的 能力。 2、分辨率：分辨力与整个测量范围的百分比。 §1.1 线性系统 §1.2 静态特性 §1.3动态特性 §1.4不失真测试 §1.5测试方法 §1.6误差分析 返回首页 灵敏度 分辨力与分辨率 线性度 回程误差 稳定度和漂移

工程测本科生灵敏度分辨力与分辨率线性度回程误差稳定度和漂移试技术AdvancedMeasuring&Testing第一测试系章统的基本特性三、线性度：测量装置的标定曲线与其理想S1.1线性系统直线的最大不重合程度。$1.2静态特性S1.3动态特性S1.4不失真测试yB$1.5测试方法inMechanicalEngineeringYmaxx100%LES1.6误差分析Ymax-Ymin拟合直线B标定曲线Ymin返回首页0X线性度CAT

工程测 试技术 本科生 CAU 1905 T Advanced Measuring & Testing in Mechanical Engineering 第一章 测试系 统的基本特性 y 0 x ymin ymax B 拟合直线 标定曲线 线性度 100% max min  − = y y B L 三、线性度： 测量装置的标定曲线与其理想 直线的最大不重合程度。 §1.1 线性系统 §1.2 静态特性 §1.3动态特性 §1.4不失真测试 §1.5测试方法 §1.6误差分析 返回首页 灵敏度 分辨力与分辨率 线性度 回程误差 稳定度和漂移

工程测本科生灵敏度分辨力与分辨率线性度回程误差稳定度和漂移试技术Advanced Measuring&测试系第一章统的基本特性四、回程误差：S1.1线性系统加载与卸载过程中，同一输入量条件下两输出S1.2静态特性量的最大偏差值与标称测量范围的百分比。81.3动态特性TestinginMechanicalEngineering81.4不失真测试y1.5测试方法YmaxS1.6误差分析AhmaxR=×100%Ah'maxYmaxYminYmin返回首页oTX回程误差MAT

工程测 试技术 本科生 CAU 1905 T Advanced Measuring & Testing in Mechanical Engineering 第一章 测试系 统的基本特性 x 回程误差 100% max min max  −  = y y h R 四、回程误差： 加载与卸载过程中，同一输入量条件下两输出 量的最大偏差值与标称测量范围的百分比。 §1.1 线性系统 §1.2 静态特性 §1.3动态特性 §1.4不失真测试 §1.5测试方法 §1.6误差分析 返回首页 灵敏度 分辨力与分辨率 线性度 回程误差 稳定度和漂移

工程测本科生灵敏度分辨力与分辨率线性度回程误差稳定度和漂移试技术Advanced Measuring&第一章测试系五稳定度和漂移统的基本特性稳定度：测量装置在规S1.1线性系统漂移：测量装置的测量$1.2静态特性定条件下保持其测量恒特性随时间的慢变化。91.3动态特性Testing定不变的能力。s1.4不失真测试81.5测试方法Jin Mechanical EngineeringS1.6误差分析点漂：在规定条件对一个恒定的输下，返回首页入在规定时间内的零点漂移（零漂）：标输出变化；A称范围最低值处的点漂

工程测 试技术 本科生 CAU 1905 T Advanced Measuring & Testing in Mechanical Engineering 第一章 测试系 统的基本特性 零点漂移（零漂）：标 称范围最低值处的点漂 点漂： 在规定条件 下，对一个恒定的输 入在规定时间内的 输出变化； 漂移：测量装置的测量 特性随时间的慢变化。 稳定度：测量装置在规 定条件下保持其测量恒 定不变的能力。 五、稳定度和漂移 §1.1 线性系统 §1.2 静态特性 §1.3动态特性 §1.4不失真测试 §1.5测试方法 §1.6误差分析 返回首页 灵敏度 分辨力与分辨率 线性度 回程误差 稳定度和漂移

工程测本科生传递函数系统的特性频率响应函数试技术Advanced Measuring&测试系第一章统的基本特性第三节测试装置的动态特性S1.1线性系统测试装置的动态特性是指测试装置的输1.2静态特性出对快速变化的输入信号的动态响应特性。S1.3动态特性Testing81.4不失真测试传递函数1.5测试方法gin Mechanical Engineering（一）、拉氏变换S1.6误差分析1、拉氏变换的实质与目的返回首页AT

工程测 试技术 本科生 CAU 1905 T Advanced Measuring & Testing in Mechanical Engineering 第一章 测试系 统的基本特性 测试装置的动态特性是指测试装置的输 出对快速变化的输入信号的动态响应特性。 一、 传递函数 （一）、拉氏变换 1、拉氏变换的实质与目的 第三节 测试装置的动态特性 传递函数 系统的特性 频率响应函数 §1.1 线性系统 §1.2 静态特性 §1.3动态特性 §1.4不失真测试 §1.5测试方法 §1.6误差分析 返回首页

工程测本科生传递函数系统的特性频率响应函数试技术Advanced Measuring&第一章 测试系2、拉氏变换的定义式：统的基本特性S1.1线性系统若函数x（t）当t<0时为0当t0时在每$1.2静态特性个有限区间内分段连续，则可写出拉氏变换式S1.3动态特性为：TestingX(s) = L[x(t)] = (x(t)e-st dts1.4不失真测试81.5测试方法Jin Mechanical EngineeringS1.6误差分析式中X(s)一一象函数x(t)一原函数复变数S返回首页AT

工程测 试技术 本科生 CAU 1905 T Advanced Measuring & Testing in Mechanical Engineering 第一章 测试系 统的基本特性 2、拉氏变换的定义式： 若函数 ，当t＜0时为0，当t≥0时在每 个有限区间内分段连续，则可写出拉氏变换式 为: 式中 X(s) -象函数 -原函数 s -复变数   − = = 0 X(s) L[x(t)] x(t)e dt st x(t) x(t) §1.1 线性系统 §1.2 静态特性 §1.3动态特性 §1.4不失真测试 §1.5测试方法 §1.6误差分析 返回首页 传递函数 系统的特性 频率响应函数