測試裝置的基本特性2

1、華南農(nóng)業(yè)大學(xué)工程學(xué)院華南農(nóng)業(yè)大學(xué)工程學(xué)院測試裝置的基本特性測試裝置的基本特性被測對象被測對象傳感器傳感器信號信號調(diào)理調(diào)理顯示記顯示記錄裝置錄裝置華南農(nóng)業(yè)大學(xué)工程學(xué)院華南農(nóng)業(yè)大學(xué)工程學(xué)院測試裝置的基本特性測試裝置的基本特性4.1 4.1 誤差描述誤差描述“一切測量都有誤差，誤一切測量都有誤差，誤差自始至終存在于所有科差自始至終存在于所有科學(xué)試驗(yàn)的過程中學(xué)試驗(yàn)的過程中” 誤差：誤差：測量裝置的示值和被測量的真值之間的差值測量裝置的示值和被測量的真值之間的差值 0 xxx華南農(nóng)業(yè)大學(xué)工程學(xué)院華南農(nóng)業(yè)大學(xué)工程學(xué)院測試裝置的基本特性測試裝置的基本特性 真值真值是在理想情況下表征一個(gè)物理量真實(shí)的值，他是在

2、理想情況下表征一個(gè)物理量真實(shí)的值，他客觀存在卻不能測量得到，隨著科技的不斷發(fā)展，客觀存在卻不能測量得到，隨著科技的不斷發(fā)展，測量結(jié)果的數(shù)值會(huì)不斷接近真值；測量結(jié)果的數(shù)值會(huì)不斷接近真值； 約定真值約定真值是按照國際公認(rèn)的單位定義，利用科技發(fā)是按照國際公認(rèn)的單位定義，利用科技發(fā)展的最高水平所復(fù)現(xiàn)的單位基準(zhǔn)約定，與真值相似展的最高水平所復(fù)現(xiàn)的單位基準(zhǔn)約定，與真值相似并可供使用的值。并可供使用的值。實(shí)際測量中，常用某一被測量多實(shí)際測量中，常用某一被測量多次測量的平均值或上一級標(biāo)準(zhǔn)儀器測得的示值作約次測量的平均值或上一級標(biāo)準(zhǔn)儀器測得的示值作約定真值。定真值。4.1 4.1 誤差描述誤差描述華南農(nóng)業(yè)大學(xué)工

3、程學(xué)院華南農(nóng)業(yè)大學(xué)工程學(xué)院測試裝置的基本特性測試裝置的基本特性按誤差按誤差表示方法表示方法 按被測量按被測量隨時(shí)間變化隨時(shí)間變化 按誤差按誤差出現(xiàn)的規(guī)律出現(xiàn)的規(guī)律 絕對誤差絕對誤差相對誤差相對誤差系統(tǒng)誤差系統(tǒng)誤差隨機(jī)誤隨機(jī)誤差差粗大誤粗大誤差差動(dòng)態(tài)誤動(dòng)態(tài)誤差差靜態(tài)誤靜態(tài)誤差差4.1 4.1 誤差描述誤差描述華南農(nóng)業(yè)大學(xué)工程學(xué)院華南農(nóng)業(yè)大學(xué)工程學(xué)院測試裝置的基本特性測試裝置的基本特性絕對誤差：絕對誤差：被測參數(shù)的測量值被測參數(shù)的測量值x x與真值與真值x x0 0的差值：的差值：0 xxx相對誤差：相對誤差：用絕對誤差與真值之比的百分?jǐn)?shù)表示的，用絕對誤差與真值之比的百分?jǐn)?shù)表示的，當(dāng)分母為約定真值

4、時(shí)，該誤差稱為當(dāng)分母為約定真值時(shí)，該誤差稱為實(shí)際相對誤差實(shí)際相對誤差。相。相對誤差較絕對誤差更能說明測量的精確程度。對誤差較絕對誤差更能說明測量的精確程度。 %1000 xx示值相對誤差：示值相對誤差：示值相對誤差是用絕對誤差與示值之示值相對誤差是用絕對誤差與示值之比的百分?jǐn)?shù)來表示，即：比的百分?jǐn)?shù)來表示，即： %100 xxr測量裝置的測量裝置的誤差描述誤差描述4.1 4.1 誤差描述誤差描述華南農(nóng)業(yè)大學(xué)工程學(xué)院華南農(nóng)業(yè)大學(xué)工程學(xué)院測試裝置的基本特性測試裝置的基本特性引用誤差（滿度相對誤差）：引用誤差（滿度相對誤差）：分母為儀器量程分母為儀器量程滿度值滿度值x xm m 。引用誤差是為評價(jià)測。

5、引用誤差是為評價(jià)測量儀表的精確度等級而引入的，常以允許引用誤差量儀表的精確度等級而引入的，常以允許引用誤差值來作為準(zhǔn)確度級別的代號。國際上規(guī)定：值來作為準(zhǔn)確度級別的代號。國際上規(guī)定：電測儀電測儀表的精度等級指數(shù)分為表的精度等級指數(shù)分為0.10.1、0.20.2、0.50.5、1.01.0、1.51.5、2.52.5、5.05.0七級。七級。 %100mxxr4.1 4.1 誤差描述誤差描述被測量值與量程被測量值與量程x xm m相差越小，測量精度越高。選量相差越小，測量精度越高。選量程時(shí)，應(yīng)盡可能將測量值近似儀表滿度值，程時(shí)，應(yīng)盡可能將測量值近似儀表滿度值，一般不一般不小于滿度值的小于滿度值的

6、2/32/3。華南農(nóng)業(yè)大學(xué)工程學(xué)院華南農(nóng)業(yè)大學(xué)工程學(xué)院測試裝置的基本特性測試裝置的基本特性系統(tǒng)誤差：系統(tǒng)誤差：每次測量同一量時(shí)，呈現(xiàn)出相同的或確定性每次測量同一量時(shí)，呈現(xiàn)出相同的或確定性方式的那些測量誤差。它常常由標(biāo)定誤差、持久發(fā)生的方式的那些測量誤差。它常常由標(biāo)定誤差、持久發(fā)生的人為誤差、不良儀器造成的誤差、負(fù)載產(chǎn)生的誤差、裝人為誤差、不良儀器造成的誤差、負(fù)載產(chǎn)生的誤差、裝置分辨率局限產(chǎn)生的誤差等因素所產(chǎn)生。置分辨率局限產(chǎn)生的誤差等因素所產(chǎn)生。 隨機(jī)誤差：隨機(jī)誤差：每次測量同一量時(shí)，其數(shù)值均不一致，但卻每次測量同一量時(shí)，其數(shù)值均不一致，但卻具有零均值的哪些測量誤差。它產(chǎn)生的原因有：測量人具有

7、零均值的哪些測量誤差。它產(chǎn)生的原因有：測量人員的隨機(jī)因素、設(shè)備受到干擾、試驗(yàn)條件的波動(dòng)、測量員的隨機(jī)因素、設(shè)備受到干擾、試驗(yàn)條件的波動(dòng)、測量儀器靈敏度不夠等。比如機(jī)械摩擦或振動(dòng)可能會(huì)使指示儀器靈敏度不夠等。比如機(jī)械摩擦或振動(dòng)可能會(huì)使指示值在真值附近波動(dòng)。值在真值附近波動(dòng)。 粗大誤差：粗大誤差：意想不到而存在的誤差，如試驗(yàn)中因過失或意想不到而存在的誤差，如試驗(yàn)中因過失或 錯(cuò)誤引起的誤差，試驗(yàn)之后的計(jì)算誤差等。錯(cuò)誤引起的誤差，試驗(yàn)之后的計(jì)算誤差等。4.1 4.1 誤差描述誤差描述華南農(nóng)業(yè)大學(xué)工程學(xué)院華南農(nóng)業(yè)大學(xué)工程學(xué)院測試裝置的基本特性測試裝置的基本特性測試裝置測試裝置輸入（激勵(lì)）輸入（激勵(lì)）輸出

8、（響應(yīng)）輸出（響應(yīng)）X(t)y(t)Y( )X( )對測試裝置的基本要求對測試裝置的基本要求（1 1）若已知輸入量和系統(tǒng)的傳遞特性，則可求）若已知輸入量和系統(tǒng)的傳遞特性，則可求出系統(tǒng)的輸出量；出系統(tǒng)的輸出量； （預(yù)測）（預(yù)測）（2 2）已知系統(tǒng)的輸入和輸出量，可求系統(tǒng)的傳）已知系統(tǒng)的輸入和輸出量，可求系統(tǒng)的傳遞特性；遞特性； （系統(tǒng)辨識）（系統(tǒng)辨識）（3 3）已知系統(tǒng)的傳遞特性和輸出量，可推知系）已知系統(tǒng)的傳遞特性和輸出量，可推知系統(tǒng)的輸入量統(tǒng)的輸入量 （反求）（反求）4.2 4.2 線性時(shí)不變特征線性時(shí)不變特征 華南農(nóng)業(yè)大學(xué)工程學(xué)院華南農(nóng)業(yè)大學(xué)工程學(xué)院測試裝置的基本特性測試裝置的基本特性理想

9、的測試裝置理想的測試裝置 （1 1）應(yīng)該具有單值的、確定的輸入輸）應(yīng)該具有單值的、確定的輸入輸出關(guān)系；（出關(guān)系；（2 2）系統(tǒng)為時(shí)不變線性系統(tǒng)）系統(tǒng)為時(shí)不變線性系統(tǒng)實(shí)際的測試裝置實(shí)際的測試裝置 （1 1）只能在較小工作范圍內(nèi)只能在較小工作范圍內(nèi)和在一定誤差允許范圍和在一定誤差允許范圍內(nèi)滿足線性要求；（內(nèi)滿足線性要求；（2 2）很多物理系統(tǒng)是時(shí)變的。很多物理系統(tǒng)是時(shí)變的。在工程上，?？梢砸宰阍诠こ躺?，?？梢砸宰銐虻木_度認(rèn)為系統(tǒng)中夠的精確度認(rèn)為系統(tǒng)中的參數(shù)是時(shí)不變的常數(shù)的參數(shù)是時(shí)不變的常數(shù)。xy線性線性xy非線性非線性4.2 4.2 線性時(shí)不變特征線性時(shí)不變特征華南農(nóng)業(yè)大學(xué)工程學(xué)院華南農(nóng)業(yè)大學(xué)工

10、程學(xué)院測試裝置的基本特性測試裝置的基本特性4.2 4.2 線性時(shí)不變特征線性時(shí)不變特征線性時(shí)不變裝置的輸入線性時(shí)不變裝置的輸入x x( (t t) )和輸出和輸出y y( (t t) )的關(guān)系可以用的關(guān)系可以用常系數(shù)線性微分方程常系數(shù)線性微分方程來進(jìn)行描述：來進(jìn)行描述：)()()()(01111tyadttdyadttydadttydannnnnn )()()()(01111txbdttdxbdttxdbdttxdbmmmmmm 方程中的各系數(shù)方程中的各系數(shù)a an n，a an-n-1 1，a a1 1，a a0 0和和b bm m，b bm-m-1 1，b b1 1，b b0 0均均為不隨

11、時(shí)間變化、完全由測試裝置本身所決定的常數(shù)。則該方為不隨時(shí)間變化、完全由測試裝置本身所決定的常數(shù)。則該方程便是常系數(shù)微分方程。所描述的系統(tǒng)為程便是常系數(shù)微分方程。所描述的系統(tǒng)為線性時(shí)不變系統(tǒng)線性時(shí)不變系統(tǒng)（LTILTI：Linear Time-InvariantLinear Time-Invariant），也稱），也稱定常線性系統(tǒng)定常線性系統(tǒng)。在測試技。在測試技術(shù)中，測試裝置或系統(tǒng)本身一般是一個(gè)線性的系統(tǒng)。術(shù)中，測試裝置或系統(tǒng)本身一般是一個(gè)線性的系統(tǒng)。 華南農(nóng)業(yè)大學(xué)工程學(xué)院華南農(nóng)業(yè)大學(xué)工程學(xué)院測試裝置的基本特性測試裝置的基本特性)()(11tytx)()(22tytx)()()()(2121ty

12、tytxtx疊加性意味著作用于線性裝置的各個(gè)輸入所產(chǎn)生的輸出疊加性意味著作用于線性裝置的各個(gè)輸入所產(chǎn)生的輸出是互不影響的；是互不影響的；一個(gè)輸入絕不影響另一輸入所引起的輸一個(gè)輸入絕不影響另一輸入所引起的輸出。出。在分析眾多輸入同時(shí)加在裝置上所產(chǎn)生的總效果時(shí)，在分析眾多輸入同時(shí)加在裝置上所產(chǎn)生的總效果時(shí)，可以先分別分析單個(gè)輸入的效果，然后將這些效果疊加可以先分別分析單個(gè)輸入的效果，然后將這些效果疊加起來表示總的效果。起來表示總的效果。4.2 4.2 線性時(shí)不變特征線性時(shí)不變特征疊疊 加加 原原 理理幾個(gè)輸入所產(chǎn)生的總輸出是各個(gè)輸入所產(chǎn)生的輸幾個(gè)輸入所產(chǎn)生的總輸出是各個(gè)輸入所產(chǎn)生的輸出疊加的結(jié)果。

13、即若：出疊加的結(jié)果。即若：華南農(nóng)業(yè)大學(xué)工程學(xué)院華南農(nóng)業(yè)大學(xué)工程學(xué)院測試裝置的基本特性測試裝置的基本特性4.2 4.2 線性時(shí)不變特征線性時(shí)不變特征同同 頻頻 性性 同頻性也稱頻率保持性同頻性也稱頻率保持性。若給測試裝置輸入。若給測試裝置輸入某一頻率的正（余）弦信號，則某一頻率的正（余）弦信號，則穩(wěn)態(tài)輸出穩(wěn)態(tài)輸出必必定是與輸入相同頻率的正（余）弦信號。定是與輸入相同頻率的正（余）弦信號。 )sin()()sin()(00yxtYtytXtx華南農(nóng)業(yè)大學(xué)工程學(xué)院華南農(nóng)業(yè)大學(xué)工程學(xué)院測試裝置的基本特性測試裝置的基本特性已知系統(tǒng)是線性的和其輸入的頻率，那么依據(jù)頻率已知系統(tǒng)是線性的和其輸入的頻率，那么依

14、據(jù)頻率保持性，保持性，可以認(rèn)定測得信號中只有與輸入頻率相同可以認(rèn)定測得信號中只有與輸入頻率相同的成分才真正是由該輸入引起的輸出，而其它頻率的成分才真正是由該輸入引起的輸出，而其它頻率成分都是噪聲。成分都是噪聲。進(jìn)而依據(jù)這一特性，采用相應(yīng)的濾進(jìn)而依據(jù)這一特性，采用相應(yīng)的濾波技術(shù)，在很強(qiáng)的噪聲干擾下，把有用的信息提取波技術(shù)，在很強(qiáng)的噪聲干擾下，把有用的信息提取出來；出來； 由于信號的頻域函數(shù)實(shí)際上用信號的各頻率成分的由于信號的頻域函數(shù)實(shí)際上用信號的各頻率成分的疊加來描述的。因此，同頻性與疊加原理相結(jié)合，疊加來描述的。因此，同頻性與疊加原理相結(jié)合，研究復(fù)雜輸入信號所引起的輸出時(shí)，就可以轉(zhuǎn)換到研究復(fù)雜

15、輸入信號所引起的輸出時(shí)，就可以轉(zhuǎn)換到頻域中去研究頻域中去研究，研究輸入頻域函數(shù)所產(chǎn)生的輸出的，研究輸入頻域函數(shù)所產(chǎn)生的輸出的頻域函數(shù)頻域函數(shù)4.2 4.2 線性時(shí)不變特征線性時(shí)不變特征華南農(nóng)業(yè)大學(xué)工程學(xué)院華南農(nóng)業(yè)大學(xué)工程學(xué)院測試裝置的基本特性測試裝置的基本特性誤差因素誤差因素測試裝置測試裝置輸入輸入 x輸出輸出 y = f(x)溫溫度度濕濕度度壓壓力力沖沖擊擊振振動(dòng)動(dòng)磁磁場場電電場場摩摩擦擦間間隙隙松松動(dòng)動(dòng)遲遲滯滯蠕蠕變變變變形形老老化化外界干擾外界干擾4.3 4.3 測試裝置的靜態(tài)特性測試裝置的靜態(tài)特性華南農(nóng)業(yè)大學(xué)工程學(xué)院華南農(nóng)業(yè)大學(xué)工程學(xué)院測試裝置的基本特性測試裝置的基本特性靜態(tài)測量是指測

16、量期間被測量值是恒定的或慢靜態(tài)測量是指測量期間被測量值是恒定的或慢變的物理量。而動(dòng)態(tài)測量是為確定量的瞬時(shí)值變的物理量。而動(dòng)態(tài)測量是為確定量的瞬時(shí)值及其隨時(shí)間變化的量所進(jìn)行的測量。測試裝置及其隨時(shí)間變化的量所進(jìn)行的測量。測試裝置所對應(yīng)的特性也分為：所對應(yīng)的特性也分為：靜態(tài)特性和動(dòng)態(tài)特性。靜態(tài)特性和動(dòng)態(tài)特性。4.3 4.3 測試裝置的靜態(tài)特性測試裝置的靜態(tài)特性測試裝置測試裝置輸入（激勵(lì)）輸入（激勵(lì)）輸出（響應(yīng)）輸出（響應(yīng)）X(t)y(t)Y( )X( )華南農(nóng)業(yè)大學(xué)工程學(xué)院華南農(nóng)業(yè)大學(xué)工程學(xué)院測試裝置的基本特性測試裝置的基本特性4.3 4.3 測試裝置的靜態(tài)特性測試裝置的靜態(tài)特性)()()()(0

17、1111tyadttdyadttydadttydannnnnn )()()()(01111txbdttdxbdttxdbdttxdbmmmmmm LTILTI裝置的數(shù)學(xué)描述為：裝置的數(shù)學(xué)描述為： 在靜態(tài)測量中，定常線性系統(tǒng)的輸入在靜態(tài)測量中，定常線性系統(tǒng)的輸入- -輸出微分方輸出微分方程式變成：程式變成： Sxxyab00華南農(nóng)業(yè)大學(xué)工程學(xué)院華南農(nóng)業(yè)大學(xué)工程學(xué)院測試裝置的基本特性測試裝置的基本特性 即使是同類裝置即使是同類裝置, , 擬合直線不同擬合直線不同, , 其線性度也是不其線性度也是不同的。同的。 選取擬合直線的方法很多選取擬合直線的方法很多, , 用用最小二乘法最小二乘法求取求取的擬

18、合直線的擬合精度最高。的擬合直線的擬合精度最高。 擬合直線方程擬合直線方程 y=k+bxy=k+bx 設(shè)有設(shè)有n n對測量數(shù)據(jù)（對測量數(shù)據(jù)（x xi i,y,yi i）, , 用直線方程用直線方程y= k +bxy= k +bx擬擬合合, , 根據(jù)測量數(shù)據(jù)值根據(jù)測量數(shù)據(jù)值, , 求方程中系數(shù)求方程中系數(shù)k k 、b b的最佳估計(jì)值。的最佳估計(jì)值。 可應(yīng)用最小二乘法原理可應(yīng)用最小二乘法原理, , 使各測量數(shù)據(jù)點(diǎn)使各測量數(shù)據(jù)點(diǎn)y yi i與直線輸出與直線輸出偏差的平方和為最小。偏差的平方和為最小。 v擬合直線擬合直線華南農(nóng)業(yè)大學(xué)工程學(xué)院華南農(nóng)業(yè)大學(xué)工程學(xué)院測試裝置的基本特性測試裝置的基本特性靈靈

19、敏敏 度度線線 性性 度度重重 復(fù)復(fù) 性性回程誤差回程誤差穩(wěn)穩(wěn) 定定 性性漂漂 移移分分 辨辨 力力閾閾 值值總總 精精 度度靜態(tài)特性：靜態(tài)特性：當(dāng)被測量是恒定的、或是緩慢變化的物理當(dāng)被測量是恒定的、或是緩慢變化的物理量時(shí)所涉及的是系統(tǒng)的靜態(tài)特性問題。當(dāng)輸入信號為量時(shí)所涉及的是系統(tǒng)的靜態(tài)特性問題。當(dāng)輸入信號為一靜態(tài)量時(shí)，測試裝置的輸出也是靜態(tài)量，這時(shí)輸出一靜態(tài)量時(shí)，測試裝置的輸出也是靜態(tài)量，這時(shí)輸出與輸入之間的關(guān)系稱為測試裝置的靜態(tài)特性。是測試與輸入之間的關(guān)系稱為測試裝置的靜態(tài)特性。是測試裝置的重要指標(biāo)。裝置的重要指標(biāo)。 4.3 4.3 測試裝置的靜態(tài)特性測試裝置的靜態(tài)特性華南農(nóng)業(yè)大學(xué)工程學(xué)院

20、華南農(nóng)業(yè)大學(xué)工程學(xué)院測試裝置的基本特性測試裝置的基本特性線性度線性度 亦稱非線性度或非線性誤差。指裝置的亦稱非線性度或非線性誤差。指裝置的輸出與輸入偏差線性關(guān)系的程度。實(shí)際輸出與輸入偏差線性關(guān)系的程度。實(shí)際的輸出、的輸出、 輸入曲線與輸入曲線與擬合曲線擬合曲線( (工作曲工作曲線，一般為直線線，一般為直線) )間必有偏差，其最大偏間必有偏差，其最大偏差的相對值差的相對值 E EL L 即為線性度即為線性度maxFSymxyxmaxFSymxyxmaxFSymxyxEL=maxYFS100%最大偏差最大偏差輸出滿量程值輸出滿量程值4.3 4.3 測試裝置的靜態(tài)特性測試裝置的靜態(tài)特性華南農(nóng)業(yè)大學(xué)工

21、程學(xué)院華南農(nóng)業(yè)大學(xué)工程學(xué)院測試裝置的基本特性測試裝置的基本特性靈敏度靈敏度 當(dāng)裝置輸入一個(gè)變化量當(dāng)裝置輸入一個(gè)變化量x x時(shí)，產(chǎn)生輸出的變時(shí)，產(chǎn)生輸出的變化量化量y y；輸出的變化量；輸出的變化量y y與輸入的變化量與輸入的變化量x x的比值稱作裝置的靈敏度。的比值稱作裝置的靈敏度。 xySx yxy ixyxxySn ixxinxdydS 4.3 4.3 測試裝置的靜態(tài)特性測試裝置的靜態(tài)特性華南農(nóng)業(yè)大學(xué)工程學(xué)院華南農(nóng)業(yè)大學(xué)工程學(xué)院測試裝置的基本特性測試裝置的基本特性4.3 4.3 測試裝置的靜態(tài)特性測試裝置的靜態(tài)特性重復(fù)性重復(fù)性 重復(fù)性亦稱精度，是測試裝置最重要的靜態(tài)特重復(fù)性亦稱精度，是測試

22、裝置最重要的靜態(tài)特性。重復(fù)性表示由同一觀察者采用相同的測量性。重復(fù)性表示由同一觀察者采用相同的測量條件、方法及儀器對同一被測量所作的一組測條件、方法及儀器對同一被測量所作的一組測量之間的接近程度。它表征測試裝置隨機(jī)誤差量之間的接近程度。它表征測試裝置隨機(jī)誤差接近于零的程度。重復(fù)性屬于隨機(jī)誤差，接近于零的程度。重復(fù)性屬于隨機(jī)誤差，一般一般根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)偏差來計(jì)算重復(fù)性指標(biāo)。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)偏差來計(jì)算重復(fù)性指標(biāo)。 max FSymxyxix1ijy2ijy%100/32maxFSxyE2112) 1/()(njiijnyy其中：根據(jù)貝塞爾公式：其中：根據(jù)貝塞爾公式：華南農(nóng)業(yè)大學(xué)工程學(xué)院華南農(nóng)業(yè)大學(xué)工程學(xué)院測試裝

23、置的基本特性測試裝置的基本特性4.3 4.3 測試裝置的靜態(tài)特性測試裝置的靜態(tài)特性回程誤差回程誤差 亦稱遲滯或滯后亦稱遲滯或滯后 。反映了測試裝置的輸入量。反映了測試裝置的輸入量在正向行程和反向行程全量程多次測試時(shí)，在正向行程和反向行程全量程多次測試時(shí)，所得到的特性曲線的不重合程度。所得到的特性曲線的不重合程度。m FSymxyx%max100FSmHyEE華南農(nóng)業(yè)大學(xué)工程學(xué)院華南農(nóng)業(yè)大學(xué)工程學(xué)院測試裝置的基本特性測試裝置的基本特性4.3 4.3 測試裝置的靜態(tài)特性測試裝置的靜態(tài)特性%100minFSxx分辨力分辨力 亦稱分辨率亦稱分辨率 。在規(guī)定的測量范圍內(nèi)，測試裝。在規(guī)定的測量范圍內(nèi)，測試

24、裝置所能檢測出輸入量的最小變化值。有時(shí)也用置所能檢測出輸入量的最小變化值。有時(shí)也用相對于輸入的滿量程的相對值表示。相對于輸入的滿量程的相對值表示。穩(wěn)定性穩(wěn)定性 測試裝置在相當(dāng)長的時(shí)間內(nèi)仍保持其原性測試裝置在相當(dāng)長的時(shí)間內(nèi)仍保持其原性能的能力。能的能力?？偩瓤偩?222HxLEEEE華南農(nóng)業(yè)大學(xué)工程學(xué)院華南農(nóng)業(yè)大學(xué)工程學(xué)院測試裝置的基本特性測試裝置的基本特性4.3 4.3 測試裝置的靜態(tài)特性測試裝置的靜態(tài)特性漂漂 移移測試裝置在外界的干擾下，輸出量發(fā)生了與測試裝置在外界的干擾下，輸出量發(fā)生了與輸入量無關(guān)的變化，主要有輸入量無關(guān)的變化，主要有“零點(diǎn)漂移零點(diǎn)漂移”和和“靈敏度漂移靈敏度漂移”，這

25、兩種漂移又可分為，這兩種漂移又可分為“時(shí)時(shí)間漂移間漂移 零點(diǎn)或靈敏度隨時(shí)間而發(fā)生緩零點(diǎn)或靈敏度隨時(shí)間而發(fā)生緩慢的變化慢的變化”和和“溫度漂移溫度漂移 零點(diǎn)或靈敏零點(diǎn)或靈敏度隨環(huán)境溫度的變化而改變度隨環(huán)境溫度的變化而改變”。閾閾 值值又稱死區(qū)。又稱死區(qū)。 有些裝置在零點(diǎn)附近存在嚴(yán)重的非線性有些裝置在零點(diǎn)附近存在嚴(yán)重的非線性 噪聲電平的干擾（噪聲電平的幅度超過了噪聲電平的干擾（噪聲電平的幅度超過了零點(diǎn)附近的輸出）。零點(diǎn)附近的輸出）。華南農(nóng)業(yè)大學(xué)工程學(xué)院華南農(nóng)業(yè)大學(xué)工程學(xué)院測試裝置的基本特性測試裝置的基本特性4.4 4.4 測試裝置的動(dòng)態(tài)特性測試裝置的動(dòng)態(tài)特性動(dòng)態(tài)特性是指測試裝置對于隨時(shí)間變化的輸入

26、量動(dòng)態(tài)特性是指測試裝置對于隨時(shí)間變化的輸入量的響應(yīng)特性的響應(yīng)特性 )()()()(01111tyadttdyadttydadttydannnnnn )()()()(01111txbdttdxbdttxdbdttxdbmmmmmm LTILTI裝置的數(shù)學(xué)描述為：裝置的數(shù)學(xué)描述為：對于動(dòng)態(tài)特性，微分方程對于動(dòng)態(tài)特性，微分方程不能直接反映測試系統(tǒng)對不同頻不能直接反映測試系統(tǒng)對不同頻率信號的動(dòng)態(tài)性能率信號的動(dòng)態(tài)性能；方程求解運(yùn)算也較復(fù)雜或困難。應(yīng)當(dāng)；方程求解運(yùn)算也較復(fù)雜或困難。應(yīng)當(dāng)采用一種更為簡單的形式來進(jìn)行描述。采用一種更為簡單的形式來進(jìn)行描述。 華南農(nóng)業(yè)大學(xué)工程學(xué)院華南農(nóng)業(yè)大學(xué)工程學(xué)院測試裝置的基

27、本特性測試裝置的基本特性4.4.1 4.4.1 傳遞函數(shù)傳遞函數(shù)拉普拉斯變換拉普拉斯變換 若若y(t)y(t)為時(shí)間變量為時(shí)間變量t t的函數(shù)，當(dāng)且僅當(dāng)?shù)暮瘮?shù)，當(dāng)且僅當(dāng)t t 0 0時(shí)，有時(shí)，有y(t)=0y(t)=0，則，則y y（t t）的拉普拉斯變換）的拉普拉斯變換Y(s)Y(s)定義為：定義為： dtetysYst0)()(s s為復(fù)變量，為復(fù)變量，s=p+jqs=p+jq，p0p0 若系統(tǒng)的初始條件為零，即認(rèn)為輸入若系統(tǒng)的初始條件為零，即認(rèn)為輸入x(t)x(t)和輸出和輸出y(t)y(t)以及他們的各階導(dǎo)數(shù)的初始值（以及他們的各階導(dǎo)數(shù)的初始值（t t0 0時(shí)的值）均為零，時(shí)的值）均為

28、零，對上微分方程作拉氏變換，并將對上微分方程作拉氏變換，并將輸出和輸入兩者的拉輸出和輸入兩者的拉氏變換之比定義為傳遞函數(shù)氏變換之比定義為傳遞函數(shù)H(s)H(s)即：即：華南農(nóng)業(yè)大學(xué)工程學(xué)院華南農(nóng)業(yè)大學(xué)工程學(xué)院測試裝置的基本特性測試裝置的基本特性01110111.)()()(asasasabsbsbsbsXsYsHnnnnmmmm 分母中分母中s s的冪次的冪次n n代表了系統(tǒng)微分方程的階數(shù)，代表了系統(tǒng)微分方程的階數(shù)，也稱為也稱為傳遞函數(shù)的階次傳遞函數(shù)的階次。 H(s)H(s)中的分母取決于系中的分母取決于系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，分子則和系統(tǒng)同外界之間的關(guān)系有關(guān)。統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，分子則和系統(tǒng)同外界之間的關(guān)系有關(guān)。

29、4.4.1 4.4.1 傳遞函數(shù)傳遞函數(shù)拉普拉斯變換拉普拉斯變換 華南農(nóng)業(yè)大學(xué)工程學(xué)院華南農(nóng)業(yè)大學(xué)工程學(xué)院測試裝置的基本特性測試裝置的基本特性4.4.1 4.4.1 傳遞函數(shù)傳遞函數(shù))()()(sXsYsH表征了一個(gè)系統(tǒng)的傳遞特性表征了一個(gè)系統(tǒng)的傳遞特性 ，其特點(diǎn)有：，其特點(diǎn)有：由傳遞函數(shù)由傳遞函數(shù)H(s)H(s)所描述的一個(gè)系統(tǒng)對于所描述的一個(gè)系統(tǒng)對于任一具體的輸入任一具體的輸入x x（t t）都明確給出了相）都明確給出了相應(yīng)的輸出應(yīng)的輸出y(t)y(t)； H(s)H(s)與輸入與輸入x(t)x(t)及系統(tǒng)的初始狀態(tài)無關(guān)及系統(tǒng)的初始狀態(tài)無關(guān)，只表達(dá)了系統(tǒng)的傳輸特性只表達(dá)了系統(tǒng)的傳輸特性 測

30、試測試裝置裝置系統(tǒng)激勵(lì)系統(tǒng)激勵(lì) 系統(tǒng)響應(yīng)系統(tǒng)響應(yīng)X(s)X(s)H(s)H(s)Y(s)Y(s)華南農(nóng)業(yè)大學(xué)工程學(xué)院華南農(nóng)業(yè)大學(xué)工程學(xué)院測試裝置的基本特性測試裝置的基本特性4.4.1 4.4.1 傳遞函數(shù)傳遞函數(shù)拉普拉斯變換拉普拉斯變換 一般測試裝置總是穩(wěn)定的系統(tǒng)，此時(shí)，一般測試裝置總是穩(wěn)定的系統(tǒng)，此時(shí)，分母中分母中s s的冪次總是高于分子中的冪次總是高于分子中s s的冪的冪次。次。 具有相同傳遞函數(shù)的系統(tǒng)可以具有具有相同傳遞函數(shù)的系統(tǒng)可以具有不同的物理結(jié)構(gòu)；不同的物理結(jié)構(gòu)； 測試裝置 系統(tǒng)激勵(lì)系統(tǒng)激勵(lì) 系統(tǒng)響應(yīng)系統(tǒng)響應(yīng)X(s)H(s)Y(s)()()(sXsYsH華南農(nóng)業(yè)大學(xué)工程學(xué)院華南農(nóng)業(yè)

31、大學(xué)工程學(xué)院測試裝置的基本特性測試裝置的基本特性4.4.1 4.4.1 傳遞函數(shù)傳遞函數(shù) 任何物理系統(tǒng)對給定激勵(lì)的響應(yīng)，只要系統(tǒng)任何物理系統(tǒng)對給定激勵(lì)的響應(yīng)，只要系統(tǒng)描述的微分方程相同，則它們在相同激勵(lì)函數(shù)下描述的微分方程相同，則它們在相同激勵(lì)函數(shù)下的響應(yīng)特性也相同。的響應(yīng)特性也相同。能用同一類型微分方程描述能用同一類型微分方程描述的不同系統(tǒng)稱為的不同系統(tǒng)稱為相似系統(tǒng)相似系統(tǒng)。 （例：機(jī)電模擬特（例：機(jī)電模擬特性：一個(gè)由電阻、電容、電感組成的電系統(tǒng)可以性：一個(gè)由電阻、電容、電感組成的電系統(tǒng)可以和一個(gè)由阻尼器、質(zhì)量、彈簧組成的機(jī)械系統(tǒng)相和一個(gè)由阻尼器、質(zhì)量、彈簧組成的機(jī)械系統(tǒng)相似）似） 。 機(jī)電

32、模擬是建立在機(jī)電模擬是建立在所研究的機(jī)械系統(tǒng)的微分所研究的機(jī)械系統(tǒng)的微分方程和等效電路的微分方程相似的方程和等效電路的微分方程相似的基礎(chǔ)上的?；A(chǔ)上的。華南農(nóng)業(yè)大學(xué)工程學(xué)院華南農(nóng)業(yè)大學(xué)工程學(xué)院測試裝置的基本特性測試裝置的基本特性RCx(t)y(t)kcy(t)(位移）x(t)(力）4.4.1 4.4.1 傳遞函數(shù)傳遞函數(shù)華南農(nóng)業(yè)大學(xué)工程學(xué)院華南農(nóng)業(yè)大學(xué)工程學(xué)院測試裝置的基本特性測試裝置的基本特性4.4.2 4.4.2 頻率響應(yīng)函數(shù)頻率響應(yīng)函數(shù)頻率響應(yīng)函數(shù)：頻率響應(yīng)函數(shù)：初始狀態(tài)為零時(shí)，初始狀態(tài)為零時(shí)，H(j)H(j)為輸出量的為輸出量的傅氏變換和輸入量的傅氏變換之比。頻率響應(yīng)函數(shù)是傅氏變換和輸

33、入量的傅氏變換之比。頻率響應(yīng)函數(shù)是傳遞函數(shù)的特例。傳遞函數(shù)的特例。 )()()(XYjH對于穩(wěn)定的線性定常系統(tǒng)，可設(shè)對于穩(wěn)定的線性定常系統(tǒng)，可設(shè) ，根據(jù)拉氏，根據(jù)拉氏定義有：定義有：js 0)()(dtetyjYtj此式為單邊傅里葉變換公式。相應(yīng)地有此式為單邊傅里葉變換公式。相應(yīng)地有 ：niiimrrrjajbXYjH00)()()()()( 定定 義義華南農(nóng)業(yè)大學(xué)工程學(xué)院華南農(nóng)業(yè)大學(xué)工程學(xué)院測試裝置的基本特性測試裝置的基本特性4.4.2 4.4.2 頻率響應(yīng)函數(shù)頻率響應(yīng)函數(shù)頻率響應(yīng)函數(shù)頻率響應(yīng)函數(shù)H H( (j j)是復(fù)變函數(shù)，可表達(dá)為：是復(fù)變函數(shù)，可表達(dá)為：)()()()()(jHjmee

34、jHjIRjH頻率響應(yīng)的模和相角與實(shí)部和虛部有下列關(guān)系：頻率響應(yīng)的模和相角與實(shí)部和虛部有下列關(guān)系：)()()(22meIRjH)()()(emRIarctgjH 物理含義物理含義華南農(nóng)業(yè)大學(xué)工程學(xué)院華南農(nóng)業(yè)大學(xué)工程學(xué)院測試裝置的基本特性測試裝置的基本特性兩者分別用兩者分別用A A()()和和()()來表達(dá)：來表達(dá)：)()()()()(eAejHjHjHj當(dāng)輸入為正（余）弦信號，根據(jù)頻率響應(yīng)的定義有：當(dāng)輸入為正（余）弦信號，根據(jù)頻率響應(yīng)的定義有：)()()()(xyjeXYtxtyjH4.4.2 4.4.2 頻率響應(yīng)函數(shù)頻率響應(yīng)函數(shù)物理含義物理含義比較以上兩式可以得到由頻率響應(yīng)函數(shù)所派生出的兩個(gè)

35、實(shí)變比較以上兩式可以得到由頻率響應(yīng)函數(shù)所派生出的兩個(gè)實(shí)變函數(shù)函數(shù)A A()()和和（）的表達(dá)式：）的表達(dá)式：XYjHA)()(xyjH)()(華南農(nóng)業(yè)大學(xué)工程學(xué)院華南農(nóng)業(yè)大學(xué)工程學(xué)院測試裝置的基本特性測試裝置的基本特性4.4.2 4.4.2 頻率響應(yīng)函數(shù)頻率響應(yīng)函數(shù) 幅頻、相頻特性分別表征裝置對輸入信號中各個(gè)頻率分量幅頻、相頻特性分別表征裝置對輸入信號中各個(gè)頻率分量幅值的縮放能力和相位角前后移動(dòng)能力。幅值的縮放能力和相位角前后移動(dòng)能力。 tXtxsin)(0)sin()(0tYty測試裝置測試裝置系統(tǒng)激勵(lì)系統(tǒng)激勵(lì) 系統(tǒng)響應(yīng)系統(tǒng)響應(yīng)模模A A()()反映的是裝置穩(wěn)態(tài)輸出與輸入的幅值比（反映的是裝

36、置穩(wěn)態(tài)輸出與輸入的幅值比（Y/XY/X）與被測信號頻率與被測信號頻率的對應(yīng)關(guān)系，稱為的對應(yīng)關(guān)系，稱為裝置的幅頻特性裝置的幅頻特性；其相角其相角()()反映的是裝置穩(wěn)態(tài)輸出與輸入的相位差角反映的是裝置穩(wěn)態(tài)輸出與輸入的相位差角（y-xy-x）與被測信號頻率）與被測信號頻率的對應(yīng)關(guān)系，稱為裝置的的對應(yīng)關(guān)系，稱為裝置的相頻特性相頻特性。統(tǒng)稱。統(tǒng)稱頻率特性頻率特性 華南農(nóng)業(yè)大學(xué)工程學(xué)院華南農(nóng)業(yè)大學(xué)工程學(xué)院測試裝置的基本特性測試裝置的基本特性4.4.2 4.4.2 頻率響應(yīng)函數(shù)頻率響應(yīng)函數(shù) 用傳遞函數(shù)和頻率響應(yīng)函數(shù)均可表達(dá)系統(tǒng)的傳遞特用傳遞函數(shù)和頻率響應(yīng)函數(shù)均可表達(dá)系統(tǒng)的傳遞特性，但兩者的含義不同。對于一

37、個(gè)從性，但兩者的含義不同。對于一個(gè)從t t0 0開始所施加開始所施加的簡諧信號激勵(lì)，采用拉氏變換解得的系統(tǒng)輸出將由的簡諧信號激勵(lì)，采用拉氏變換解得的系統(tǒng)輸出將由兩部分組成：兩部分組成：由激勵(lì)所引起的、反映系統(tǒng)固有特性的由激勵(lì)所引起的、反映系統(tǒng)固有特性的瞬態(tài)輸出瞬態(tài)輸出以及該以及該激勵(lì)所對應(yīng)的系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)輸出激勵(lì)所對應(yīng)的系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)輸出；而頻；而頻率響應(yīng)函數(shù)表達(dá)的僅僅是系統(tǒng)對簡諧輸入信號的穩(wěn)態(tài)率響應(yīng)函數(shù)表達(dá)的僅僅是系統(tǒng)對簡諧輸入信號的穩(wěn)態(tài)輸出。因此，輸出。因此，用頻率響應(yīng)函數(shù)不能反應(yīng)過渡過程用頻率響應(yīng)函數(shù)不能反應(yīng)過渡過程，必必須用傳遞函數(shù)才能反映全過程須用傳遞函數(shù)才能反映全過程。H(s)與與H(j

38、)華南農(nóng)業(yè)大學(xué)工程學(xué)院華南農(nóng)業(yè)大學(xué)工程學(xué)院測試裝置的基本特性測試裝置的基本特性一階裝置一階裝置RCx(t)y(t)根據(jù)電壓定律有根據(jù)電壓定律有 ：)()()(txtydttdyRC兩邊作傅氏變換：兩邊作傅氏變換：)()()(XyYj11)(jjH則頻率響應(yīng)為：則頻率響應(yīng)為： 2)(11)(A)()(arctg幅頻、相頻特性表達(dá)式為：幅頻、相頻特性表達(dá)式為： 4.4.2 4.4.2 頻率響應(yīng)函數(shù)頻率響應(yīng)函數(shù)華南農(nóng)業(yè)大學(xué)工程學(xué)院華南農(nóng)業(yè)大學(xué)工程學(xué)院測試裝置的基本特性測試裝置的基本特性4.4.2 4.4.2 頻率響應(yīng)函數(shù)頻率響應(yīng)函數(shù))()()()(jHjejHjQPjH曲線表達(dá)曲線表達(dá)XYjHA)(

39、)(xyjH)()(00A()()020lgA()(dB)()0幅頻特性曲線和相頻幅頻特性曲線和相頻特性曲線特性曲線 伯德圖伯德圖 BodeBode圖圖lglg華南農(nóng)業(yè)大學(xué)工程學(xué)院華南農(nóng)業(yè)大學(xué)工程學(xué)院測試裝置的基本特性測試裝置的基本特性PjQ0奈奎斯特圖奈奎斯特圖NyquistNyquist圖圖00P()Q()實(shí)頻特性曲線和虛實(shí)頻特性曲線和虛頻特性曲線頻特性曲線 4.4.2 4.4.2 頻率響應(yīng)函數(shù)頻率響應(yīng)函數(shù)曲線表達(dá)曲線表達(dá)華南農(nóng)業(yè)大學(xué)工程學(xué)院華南農(nóng)業(yè)大學(xué)工程學(xué)院測試裝置的基本特性測試裝置的基本特性 例例：低通濾波器的：低通濾波器的幅頻特性幅頻特性如圖如圖a a所示，其所示，其相頻特性相頻特

40、性為為0 0。若輸入如圖若輸入如圖b b所示的方波信號，試求濾波器的輸出。假定方波所示的方波信號，試求濾波器的輸出。假定方波信號為：信號為：基波頻率基波頻率 三次諧波頻率為三次諧波頻率為 . .由此可見由此可見, ,方波信號方波信號經(jīng)該濾波器以后經(jīng)該濾波器以后, ,其輸出將只包含有直流分量其輸出將只包含有直流分量E/2E/2和基波分量和基波分量, ,并且基波幅值被衰減為原來的并且基波幅值被衰減為原來的2/3,2/3,輸出表達(dá)式為輸出表達(dá)式為 華南農(nóng)業(yè)大學(xué)工程學(xué)院華南農(nóng)業(yè)大學(xué)工程學(xué)院測試裝置的基本特性測試裝置的基本特性)10cos(1)(5 . 0)(112111arctgtty)86. 210

41、cos(499. 0)(1tty)()()(21txtxtx（1 1）)5 .2645100cos(17. 0)(2tty)()()(21tytyty（3 3）線性疊加性，有：）線性疊加性，有：（2 2）輸入為）輸入為 時(shí)，則輸出時(shí)，則輸出)(1tx)(1ty例：求周期信號例：求周期信號 ，通過傳遞，通過傳遞函數(shù)為：函數(shù)為： 的傳感器后所得到的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)的傳感器后所得到的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)輸出。輸出。)45100cos(2 . 010cos5 . 0)(tttx1005. 01)(ssH華南農(nóng)業(yè)大學(xué)工程學(xué)院華南農(nóng)業(yè)大學(xué)工程學(xué)院測試裝置的基本特性測試裝置的基本特性4.4.2 4.4.2 頻率響應(yīng)函數(shù)頻率響應(yīng)

42、函數(shù)函數(shù)求取函數(shù)求取測試裝置測試裝置系統(tǒng)激勵(lì)系統(tǒng)激勵(lì)系統(tǒng)響應(yīng)系統(tǒng)響應(yīng)X(t)y(t)h(t)Y(Y( ) )X(X( ) )H( )H( )方法一：計(jì)算法。方法一：計(jì)算法。在初始條件全為零的情況下，同時(shí)測得在初始條件全為零的情況下，同時(shí)測得輸入輸入x(t) x(t) 和輸出和輸出y(t) y(t) ，并分別對，并分別對x(t) x(t) 、y(t) y(t) 進(jìn)行進(jìn)行FFTFFT求得求得X()X()和和Y ()Y ()，其比值就是，其比值就是H()H()。 方法二：實(shí)驗(yàn)法。方法二：實(shí)驗(yàn)法。依次將不同頻率依次將不同頻率i i但幅值但幅值X Xm m(i i ) )不變不變的正弦信號輸入給被測系統(tǒng)

43、的正弦信號輸入給被測系統(tǒng), ,同時(shí)測出系統(tǒng)達(dá)到穩(wěn)態(tài)時(shí)的同時(shí)測出系統(tǒng)達(dá)到穩(wěn)態(tài)時(shí)的相應(yīng)輸出信號的幅值相應(yīng)輸出信號的幅值Y Ym m ( (i i ) ) 和相角和相角m m ( (i i ) ) ，按實(shí)，按實(shí)測點(diǎn)作圖，可得到被測系統(tǒng)的幅頻與相頻特性曲線。測點(diǎn)作圖，可得到被測系統(tǒng)的幅頻與相頻特性曲線。華南農(nóng)業(yè)大學(xué)工程學(xué)院華南農(nóng)業(yè)大學(xué)工程學(xué)院測試裝置的基本特性測試裝置的基本特性4.4.2 4.4.2 頻率響應(yīng)函數(shù)頻率響應(yīng)函數(shù)函數(shù)測函數(shù)測定定 從系統(tǒng)最低測量頻率從系統(tǒng)最低測量頻率f fminmin到最高測量頻率到最高測量頻率f fmaxmax，逐步增加正弦激勵(lì)信號頻率逐步增加正弦激勵(lì)信號頻率f f，記錄

44、下各頻率對，記錄下各頻率對應(yīng)的幅值比和相位差，繪制曲線就得到系統(tǒng)幅頻應(yīng)的幅值比和相位差，繪制曲線就得到系統(tǒng)幅頻和相頻特性。和相頻特性。 華南農(nóng)業(yè)大學(xué)工程學(xué)院華南農(nóng)業(yè)大學(xué)工程學(xué)院測試裝置的基本特性測試裝置的基本特性4.4.2 4.4.2 頻率響應(yīng)函數(shù)頻率響應(yīng)函數(shù)函數(shù)測定函數(shù)測定華南農(nóng)業(yè)大學(xué)工程學(xué)院華南農(nóng)業(yè)大學(xué)工程學(xué)院測試裝置的基本特性測試裝置的基本特性 設(shè)測試系統(tǒng)的輸出設(shè)測試系統(tǒng)的輸出y(t)y(t)與輸入與輸入x(t)x(t)滿足關(guān)系：滿足關(guān)系： y(t)=Ay(t)=A0 0 x(t-tx(t-t0 0) )該系統(tǒng)的輸出波形該系統(tǒng)的輸出波形與輸入信號的波形與輸入信號的波形精確地一致，只是精確

45、地一致，只是幅值放大了幅值放大了A A0 0倍，倍，在時(shí)間上延遲了在時(shí)間上延遲了t t0 0而已。這種情況下，而已。這種情況下，認(rèn)為測試系統(tǒng)具有認(rèn)為測試系統(tǒng)具有不失真的特性。不失真的特性。t tA Ax(t)x(t)y(t)=Ay(t)=A0 0 x(t)x(t)y(t)=Ay(t)=A0 0 x(t- tx(t- t0 0) )時(shí)域條件時(shí)域條件4.4.3 4.4.3 裝置不失真測量條件裝置不失真測量條件華南農(nóng)業(yè)大學(xué)工程學(xué)院華南農(nóng)業(yè)大學(xué)工程學(xué)院測試裝置的基本特性測試裝置的基本特性 y(t)=Ay(t)=A0 0 x(t-tx(t-t0 0) ) Y()=AY()=A0 0e e-jt0-jt0

46、X()X() 不失真測試系統(tǒng)條件的幅頻特性和相頻特性應(yīng)分別滿足不失真測試系統(tǒng)條件的幅頻特性和相頻特性應(yīng)分別滿足 A()=AA()=A0 0= =常數(shù)常數(shù) ()=-t()=-t0 0對時(shí)域條件做傅立葉變換對時(shí)域條件做傅立葉變換 ：4.4.3 4.4.3 裝置不失真測量條件裝置不失真測量條件頻域定義頻域定義華南農(nóng)業(yè)大學(xué)工程學(xué)院華南農(nóng)業(yè)大學(xué)工程學(xué)院測試裝置的基本特性測試裝置的基本特性4.4.3 4.4.3 裝置不失真測量條件裝置不失真測量條件 實(shí)際測量裝置不可能在非實(shí)際測量裝置不可能在非常寬廣的頻率范圍內(nèi)都滿足常寬廣的頻率范圍內(nèi)都滿足無失真測試條件，即使在某無失真測試條件，即使在某一頻率范圍內(nèi)工作，

47、也難以一頻率范圍內(nèi)工作，也難以完全理想的實(shí)現(xiàn)不失真測試。完全理想的實(shí)現(xiàn)不失真測試。只能努力把波形失真限制在只能努力把波形失真限制在一定的誤差范圍內(nèi)。因此，一定的誤差范圍內(nèi)。因此，首先要選擇合適的測試裝置。首先要選擇合適的測試裝置。其次，應(yīng)對輸入信號做必要其次，應(yīng)對輸入信號做必要的前置處理，及時(shí)濾去非信的前置處理，及時(shí)濾去非信號頻帶內(nèi)的噪聲。號頻帶內(nèi)的噪聲。華南農(nóng)業(yè)大學(xué)工程學(xué)院華南農(nóng)業(yè)大學(xué)工程學(xué)院測試裝置的基本特性測試裝置的基本特性4.5 4.5 傳感器選用原則傳感器選用原則選擇傳感器主要考慮選擇傳感器主要考慮靈敏度、響應(yīng)特性、線性范圍、靈敏度、響應(yīng)特性、線性范圍、穩(wěn)定性、精確度、測量方式穩(wěn)定性

48、、精確度、測量方式等六個(gè)方面的問題。等六個(gè)方面的問題。靈敏度靈敏度 一般說來，傳感器靈敏度越高越好，但在一般說來，傳感器靈敏度越高越好，但在確定靈敏度時(shí)，要考慮以下幾個(gè)問題。確定靈敏度時(shí)，要考慮以下幾個(gè)問題。 a)a)靈敏度過高引起的干擾問題；靈敏度過高引起的干擾問題； b)b)量程范圍。量程范圍。 c)c)交叉靈敏度問題。交叉靈敏度問題。華南農(nóng)業(yè)大學(xué)工程學(xué)院華南農(nóng)業(yè)大學(xué)工程學(xué)院測試裝置的基本特性測試裝置的基本特性4.5 4.5 傳感器選用原則傳感器選用原則響應(yīng)特性響應(yīng)特性 傳感器的響應(yīng)特性是指在所測頻率傳感器的響應(yīng)特性是指在所測頻率范圍內(nèi)，保持不失真的測量條件。范圍內(nèi)，保持不失真的測量條件。

49、 實(shí)實(shí)際上傳感器的響應(yīng)總不可避免地有一際上傳感器的響應(yīng)總不可避免地有一定延遲，但總希望延遲的時(shí)間越短越定延遲，但總希望延遲的時(shí)間越短越好好線性范圍線性范圍 任何傳感器都有一定線性工作范圍。任何傳感器都有一定線性工作范圍。在線性范圍內(nèi)輸出與輸入成比例關(guān)系，在線性范圍內(nèi)輸出與輸入成比例關(guān)系，線性范圍愈寬，則表明傳感器的工作量線性范圍愈寬，則表明傳感器的工作量程愈大。程愈大。傳感器工作在線性區(qū)域內(nèi)，是傳感器工作在線性區(qū)域內(nèi)，是保證測量精度的基本條件。保證測量精度的基本條件。華南農(nóng)業(yè)大學(xué)工程學(xué)院華南農(nóng)業(yè)大學(xué)工程學(xué)院測試裝置的基本特性測試裝置的基本特性4.5 4.5 傳感器選用原則傳感器選用原則穩(wěn)定性穩(wěn)定性 穩(wěn)定性是表示傳感器經(jīng)過長期使用以后，穩(wěn)定性是表示傳感器經(jīng)過長期使用以后，其輸出特性不發(fā)生變化的性能。影響傳感器其輸出特性不發(fā)生變化的性能。影響傳感器穩(wěn)定性的因素是時(shí)間與環(huán)境。穩(wěn)定性的因素是時(shí)間與環(huán)境。精確度精確度 傳感器的精確度是表示傳感器的輸出與被傳感器的精確度是表示傳感器的輸出與被測量的對應(yīng)程度。測量的對應(yīng)程度。測量方式測量方式 傳感器工作方式，也是選擇傳感器時(shí)應(yīng)考慮的傳感器工作方式，