机械工程测试与控制技术 课件 第8章 测试系统的特性.pdf

第8章测试系统的特性

本章学习要求：

1.了解测试系统与输入、输出的关系及其在典型输入

下的响应；

2.掌握描述测试系统的静态特性的各指标的含义；

3.掌握描述测试系统的动态特性方法；

4.掌握实现不失真测试的条件。

8.1对测试系统的基本要求：不失真测试

x(t)h(t)yxy(t)

ototot

x(t)

x

0

x

0

8.2测试系统的静态特性

静态特性：在静态测量情况下描述实际测试系统与理想定常线

性系统的接近程度。

一、理想定常线性系统输入输出关系：

nn1

dy(t)dy(t)dy(t)

aa...aay(t)

ndtnn1dtn11dt0

mm1

dx(t)dx(t)dx(t)

bb...bbx(t)

mdtmm1dtm11dt0

b

在静态测量时，y0xSx

a

0

理想定常线性系统呈单调、线性比例的关系，即输入、输出

关系是一条理想的直线，斜率为常数。

二、实际测试系统输入输出之间的关系

实际测试系统是非理想定常线性系统，输入输出之间的关系

是通过实验方法测到的，通常是一条曲线——定度曲线。

三、描述静态特性的参数

1.非线性度：定度曲线与拟合直线的接近程度。

常用百分数表示

非线性度B

＝100%

A

拟合直线的确定，常用的主要有两种：端基直线和独立直线。

（1）端基直线是指通过测量范围的上下限点的直线。

显然用端基直线来代替实际的输入、输出曲线，其求解过程

比较简单，但是其非线性度较差。

（2）独立直线是指使输入与输出曲线上各点的线性误差

B2最小的直线。

i

2.灵敏度☆

y

S＝

x

作用：用来描述测试系统对输入信号变化的一种反应能力。

（1）对于定常线性系统，其灵敏度恒为常数。

（2）实际的测试系统，灵敏度为定度曲线上该点处切线的斜率。

（3）量纲：取决于输入和输出量的单位。

3.分辨力：测试系统所能检测出来的输入量的最小变化量。

通常是以最小单位输出量所对应的输入量来表示。

数字测试系统－－输出显示系统的最后一位

模拟测试系统－－输出指示标尺最小分度值的一半

4.回程误差：描述的是测试系统的输出与输入变化方向有关的特性。

同一输入量的两条定度曲线之差的最大值

h

imax与标称的输出范围A之比。

h

i

即回程误差＝max