-檢測(cè)裝置基本特性

主要內(nèi)容2.12.22.32.4

線性檢測(cè)裝置概述

檢測(cè)裝置的動(dòng)態(tài)特性

不失真測(cè)量條件和裝置組建

檢測(cè)裝置的靜態(tài)特性2.5

檢測(cè)裝置的基本特性測(cè)試檢測(cè)裝置的特性分析應(yīng)用參數(shù)檢測(cè)：已知裝置的特性和輸出信號(hào),求出輸入信號(hào)。多環(huán)節(jié)檢測(cè)裝置組建：已知裝置的特性和輸入信號(hào),求出輸出信號(hào)。裝置的特性分析：由裝置的輸入輸出信號(hào)，推斷裝置的特性。（系統(tǒng)辯識(shí)）輸出與輸入之間的關(guān)系檢測(cè)裝置基本特性動(dòng)態(tài)特性靜態(tài)特性

當(dāng)輸入量隨時(shí)間較快地變化時(shí)，這一關(guān)系稱為動(dòng)態(tài)特性。

當(dāng)輸入量為常量，或變化極慢時(shí)，這一關(guān)系稱為靜態(tài)特性；檢測(cè)裝置的最基本特性是線性特性2.1線性檢測(cè)裝置概述

無論復(fù)雜度如何，把檢測(cè)量裝置作為一個(gè)系統(tǒng)來看待。問題簡(jiǎn)化為處理輸入量x(t)、系統(tǒng)傳輸特性h(t)和輸出y(t)三者之間的關(guān)系。x(t)h(t)y(t)輸入量系統(tǒng)特性輸出常系數(shù)線性微分方程任何一個(gè)具體的輸入量和輸出量之間的關(guān)系都可以寫成下列數(shù)學(xué)形式y(tǒng)：輸出量；x：輸入量；t：時(shí)間系統(tǒng)的階次由輸出量最高微分階次n決定。

理想的檢測(cè)裝置應(yīng)該具有單值的、確定的輸入－輸出關(guān)系。對(duì)于每一輸入量都應(yīng)該只有單一的輸出量與之對(duì)應(yīng)。知道其中一個(gè)量就可以確定另一個(gè)量。其中以輸出和輸入成線性時(shí)不變關(guān)系最佳。xy線性xy線性xy非線性線性時(shí)不變系統(tǒng)(時(shí)域描述)

系統(tǒng)輸入x(t)和輸出y(t)間的關(guān)系可以用常系數(shù)線性微分方程來描述：一般在工程中使用的測(cè)試裝置都是線性系統(tǒng)。線性時(shí)不變檢測(cè)裝置服從疊加性、齊次性、微分、積分和頻率保持特性。1.疊加性

系統(tǒng)對(duì)各輸入之和的輸出等于各單個(gè)輸入的輸出之和，即若x1(t)→y1(t)，x2(t)→y2(t)

則x1(t)±x2(t)→y1(t)±y2(t)2.齊次性（比例性）

常數(shù)倍輸入所得的輸出等于原輸入所得輸出的常數(shù)倍，即:

若x(t)→y(t)則Cx(t)→Cy(t)3.微分性

系統(tǒng)對(duì)原輸入信號(hào)的微分等于原輸出信號(hào)的微分，即若x(t)→y(t)則x'(t)→y'(t)4.積分特性當(dāng)初知始條執(zhí)件為戚零時(shí)攪，系浴統(tǒng)對(duì)盒原輸米入信懸號(hào)的訪積分疾等于享原輸忘出信五號(hào)的騎積分污，即若x(籃t)魄→壘y薯(t部)則劃∫x(需t)因dt棵→桿∫沸y(六t)抱dt5.頻率過保持幫性若系豪統(tǒng)的濁輸入訪為某壯一頻榴率的緣瑞諧波申信號(hào)屋，則需系統(tǒng)戚的穩(wěn)錦態(tài)輸傲出將桃為同致一頻禽率的舊諧波吹信號(hào)笛，即若x(乒t)蠅=A叢co檔s(徒ωt承+φ覆x)則y(軌t)線=B旅co射s(撓ωt陵+φ街y)線性次系統(tǒng)鉆的這拋些主刺要特障性，閘特別穿是符纏合疊晶加原員理和薪頻率壁保持受性，鞭在測(cè)莖量工猴作中爹具有到重要正作用鏈。2.年2檢測(cè)權(quán)裝置低的靜姿態(tài)特丸性1、靜曉態(tài)特頁性的慘定義付被測(cè)屠量的煩值處策于穩(wěn)定洪狀態(tài)時(shí)，朋傳感作器的沫輸出羅與輸剪入的雪關(guān)系午。靜態(tài)傾測(cè)量對(duì)緩吊慢變的化的久對(duì)象草進(jìn)行誼測(cè)量雨亦屬佛于靜喉態(tài)測(cè)負(fù)量。2、靜羅態(tài)特像性描匪述：禮數(shù)學(xué)灣公式伶或數(shù)邊學(xué)模濾型。以溫病度檢辰測(cè)為蛙例若溫芬度為竄零時(shí)匆，水咳銀溫糟度計(jì)驕液柱麥高度榴不為般零，餐則檢測(cè)暴裝置堡的輸掌出與突輸入宿關(guān)系剩通用奇表達(dá)踢式：2.痰2.溜1檢測(cè)龜裝置追的靜海態(tài)特凍性參啊數(shù)（1）零烘點(diǎn):當(dāng)輸真入為皺零時(shí)釋，檢袖測(cè)裝間置的友輸出宮量不隆為零識(shí)的數(shù)促值。一般建檢測(cè)遵裝置浮應(yīng)將零點(diǎn)季調(diào)整身為零（2）靈歇敏度:測(cè)試培裝置啄的輸蛛入x有一冬增量?！鱴,引起雨輸出y發(fā)生法相應(yīng)灘變化伸△yyx△x△y線性川傳感張器,k=枕Δy偉/Δ脈x為常雹數(shù),非線鴨性傳另感器費(fèi)的靈系敏度,k=礦dy錢/d桐x。k隨X變化朗而變抗化。一般例測(cè)量且范圍坦越大蘋，非論線性帽越嚴(yán)句重，蟲靈敏過度變則化越耕大。當(dāng)被鮮測(cè)量員的變喪化小篩于分衣辨力擦?xí)r，斷傳感悉器對(duì)錯(cuò)輸入血量的搜變化洲無任本何反細(xì)應(yīng)。竊對(duì)數(shù)簽字儀故表而碗言，惕如果逐沒有稿其他淚附加格說明窩，可喂以認(rèn)錫為該寧表的恢最后秩一位遠(yuǎn)所表嚴(yán)示的帝數(shù)值肆就是赴它的狼分辨收力。（3）分卷辨力指能戴引起粱輸出輛量發(fā)狂生變著化時(shí)年輸入輩量的婚最小畜變化磨量，反映丹檢測(cè)趕裝置店能夠朽有效匹辨別償最小秀輸入衫變化每量的構(gòu)能力肺。（4）量蠻程是指體測(cè)試伯裝置辯能正直常測(cè)辨量最稀小輸藥入量棍和最厚大輸職入量晉之間萍的范父圍。評(píng)反映議檢測(cè)然裝置慈能夠慕有效凝測(cè)量局最大粥輸入識(shí)變化貿(mào)量的便能力織。2.秧2.緒2靜態(tài)咸特性告的質(zhì)愧量指辱標(biāo)滯差系、重宮復(fù)性藍(lán)、線堵性度鑒、訓(xùn)靈敏盾度、泡準(zhǔn)確贏度、禽穩(wěn)定駕性和畏可靠隸性（1）滯宮差檢測(cè)散裝置這在正責(zé)（輸注入量獸增大谷）反壟（輸耕入量跨減小施）行駱程期幕間其飄輸出-輸入霞特性決曲線淺不重術(shù)合的渡現(xiàn)象績稱為菠遲滯旨。滯差以滿終量程炎輸出厘的百孫分?jǐn)?shù)璃表示0y⊿yHMyFS遲滯立特性如稱附重傳僅感器望，加鄉(xiāng)豐載，緩卸載街，同帖一重杏量，剛輸出建不同誓。（2）熱重復(fù)求性重復(fù)女性誤渣差的插計(jì)算重復(fù)獸性是驅(qū)指?jìng)髦衅骺拊谳攪肓慷d按同作一方勵(lì)向（咸增大再或減恒?。┓易魅幜砍糖葸B續(xù)后多次樹變化喪時(shí),所得尊特性下曲線描不一慘致的悅程度鋸。重復(fù)嚇性特長性曲諸線（3）線斗性度檢測(cè)衛(wèi)裝置嶼的輸細(xì)出與蛋輸入喘之間起數(shù)量夕關(guān)系跪的線積性程悅度。①檢測(cè)執(zhí)裝置賀非線宰性大串小評(píng)競(jìng)定方踢法校準(zhǔn)性曲線做即實(shí)秀測(cè)曲勾線：通過誓實(shí)際惠測(cè)試償獲得碑。偉首先聚在標(biāo)輸準(zhǔn)工漆作狀戰(zhàn)態(tài)下越，用暈標(biāo)準(zhǔn)梯儀器醋設(shè)備抵對(duì)傳糞感器擔(dān)進(jìn)行漲標(biāo)定略（測(cè)溉試）泊，得收到其茫輸入茫輸出葵曲線妙即為校準(zhǔn)研曲線柜。擬合嘩直線或即理斯想直平線：人為誼作出搖。校準(zhǔn)街曲線交與擬睬合直文線之糟間的調(diào)最大午偏差家與傳落感器省滿量籃程輸傾出之刑比，袍稱為頂傳感剩器的減非線候性誤品差（慎或線退性度玩）線性母度的禿計(jì)算胞公式最大榮非線貴性誤鴨差量程處輸出非線澆性偏榮差的晴大小技是以處一定自的擬愿合直楚線為亞基準(zhǔn)趣直線急而得破出來旁的。幫擬合濕直線槽不同另，非概線性兵誤差沾也不豬同。姑所以彩，選具擇擬芹合直粉線的嬸主要臟出發(fā)且點(diǎn)，淘應(yīng)是咸獲得潮最小樓的非禁線性延誤差童。溫度儀恒溫油槽標(biāo)準(zhǔn)水銀溫度計(jì)傳感器探頭可控硅溫度控制儀標(biāo)準(zhǔn)器具TxyΔLmaxyFS0xMxyΔL2ΔL1yxΔLmaxyFSxm0yxyFSxm0(c汁)端點(diǎn)招連線及擬合(b貧)過零歲旋轉(zhuǎn)私擬合(a規(guī))理論經(jīng)擬合(d造)最小鉤二乘嚷擬合目的:1、用溫?cái)M合卵直線豈代替招校準(zhǔn)脹曲線衰，方粘便計(jì)駛算。2、檢它驗(yàn)傳愁感器戒或儀宰表是騰否合縱格。用最提小二復(fù)乘法重求取劃的擬哲合直色線的呼擬合堪精度吸最高轟。擬合松直線狗方程Y=b芹+k蝦Xn對(duì)測(cè)貌量數(shù)邪據(jù)（xi,膚yi）,用直肥線方蹄程Y=腸b亮+k皺X擬合,根據(jù)紐奉測(cè)量疫數(shù)據(jù)臨值,求方冷程中局系數(shù)b、k的最澇佳估童計(jì)值森。(2嶄-1罩2)應(yīng)用敗最小績二乘招法原歡理:使各累測(cè)量惱數(shù)據(jù)注點(diǎn)yi與直物線輸豈出Y偏差盒的平型方和刑為最羞小。將k和b代入蛙擬合層直線選方程轟，即警可得員到擬婚合直包線，傻然后丙求出歸殘差敲的最紹大值Lm芒ax即為深非線帶性誤趕差。（4）準(zhǔn)慨確度說明禍檢測(cè)創(chuàng)裝置然輸出對(duì)值與哨真值盯的偏守離程置度。洪如,某速直度傳孩感器丹的準(zhǔn)果確度秘為0.夜3m福/s，表名示該杯傳感申器的倒輸出會(huì)值與呈真值膊偏離0.待3m鹽/s。準(zhǔn)減確度綱是系抹統(tǒng)誤伙差大公小的承標(biāo)志妄，準(zhǔn)辛確度件高意晶味著糕系統(tǒng)嘩誤差忍小。準(zhǔn)確踢度等墳級(jí)a表示錯(cuò)產(chǎn)品畢精度紡的一故項(xiàng)指味標(biāo)。嚴(yán)儀表工產(chǎn)品狀的精偷度等徹級(jí)由今國家稈計(jì)量衫部門屯給定宰，儀怕表的屈實(shí)際釀相對(duì)統(tǒng)誤差抽應(yīng)小瞞于精避度等隊(duì)級(jí)。（5）穩(wěn)呈定性網(wǎng)和可年靠性穩(wěn)定蜜性：胃在規(guī)猛定的摟工作貸條件辰下，肌在規(guī)票定的假時(shí)間嘗內(nèi)，狀裝置慘性能覆保持惹不變?cè)醯哪荏H力。裝置榮的穩(wěn)練定性論取決牙于其逗內(nèi)部坡元器辣件的壘穩(wěn)定顧性?？煽烤啃裕郝┰诒Ｕ质乖\用環(huán)報(bào)境和反運(yùn)行挽指標(biāo)遍不超單過極愚限的道情況復(fù)下，營裝置扭性能匹保持王不變柴的能突力。衡量階裝置棋可靠搬性的嬌指標(biāo)正：平均粗無故瘦障時(shí)撓間（MT碰BF）和敲故障陸率。例：輩某臺(tái)冷儀表MT副BF為50傳0K名h，故偉障率前為0.害2%鉤/k略h。10頭00臺(tái)儀幻玉表工戒作10食00小時(shí)租，有佩多少燃臺(tái)儀遭表可饑能出沫現(xiàn)故露障。2.志2.健3檢測(cè)押裝置滑的標(biāo)社定標(biāo)準(zhǔn)皮裝置待測(cè)君裝置XY2Y1在標(biāo)舟準(zhǔn)條返件下花，由冤標(biāo)準(zhǔn)宗器具拉給出蠻一系攀列已挑知輸術(shù)入量仗，對(duì)蔽待測(cè)膨裝置管輸入躺輸出衰關(guān)系量進(jìn)行切測(cè)量上處理套過程撫。標(biāo)準(zhǔn)初器具校準(zhǔn)將檢侵測(cè)裝閉置在戶使用左一定肅時(shí)間抬后進(jìn)暴行性愿能復(fù)景測(cè)。標(biāo)定所用劇的測(cè)為量儀校器的黑精度享至少款要比戀被標(biāo)齊定的漂裝置膠的精淹度高躍一個(gè)劣等級(jí)盈。標(biāo)定燙儀器困的精辰度等霸級(jí)靜態(tài)獅標(biāo)定士的目淹的確定糊檢測(cè)桑裝置搭的輸樂入和任輸出險(xiǎn)關(guān)系武。確醉定靜遷態(tài)性德能指鈔標(biāo)（瘦線性參度、活遲滯叨、重爛復(fù)性插、靈蕩敏度縱等）對(duì)檢寸測(cè)裝康置進(jìn)杏行正孟、反斃行程汁全量室程多欣點(diǎn)測(cè)胃試，化將得菠到的娛輸出鑼－輸蜘入測(cè)董試數(shù)貓據(jù)用借表格致列出巨或畫擺成曲吩線。對(duì)測(cè)喂試數(shù)溉據(jù)進(jìn)燒行處烘理，些根據(jù)罩處理墾結(jié)果嚼就確螺定傳伐感器辱的線次性度都、靈喘敏度卸、滯隆后和侵重復(fù)尾性等辨靜態(tài)率特性很指標(biāo)舒。3.靜態(tài)觀特性穴標(biāo)定搶的方也法例：周溫度手傳感品器或刮測(cè)溫舒儀表寶標(biāo)定凍。溫度儀恒溫油槽標(biāo)準(zhǔn)水銀溫度計(jì)傳感器探頭可控硅溫度控制儀標(biāo)準(zhǔn)器具T溫度室標(biāo)定腹系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)溫度℃待測(cè)溫度傳感器輸出值℃正行程反行程0.000.010.0010.0010.0210.0120.0020.0320.0230.0030.0330.0340.0040.0440.0350.0050.0450.0460.0060.0560.0470.0070.0670.0680.0080.0780.0990.0090.0890.07100.00100.08100.082.排3檢測(cè)延裝置啟的動(dòng)黎態(tài)特警性地震勞測(cè)量振動(dòng)劈燕波形1、定已義傳感襪器輸風(fēng)出對(duì)助隨時(shí)薄間變鎖化的郊輸入飼量的樣響應(yīng)禾特性侄。2、研尋究方犁法時(shí)域求瞬態(tài)扁響應(yīng)再法，鬧標(biāo)準(zhǔn)般的輸古入信恢號(hào)階躍搬輸入喉。頻域室頻率晝響應(yīng)惠法，煉標(biāo)準(zhǔn)垃的輸孕入信翻號(hào)正弦叔輸入柔。動(dòng)態(tài)訊特性籌的三絞種表肝示方頑法微分訓(xùn)方程近、傳揉遞函肌數(shù)、藥頻率餓響應(yīng)栗特性2.涉3.尋1微分降方程褲（時(shí)戰(zhàn)域）(2采.1昌.1捎)經(jīng)拉旱氏變番換傳遞識(shí)函數(shù)野（復(fù)技域）(2遇.3壇.2旋)動(dòng)態(tài)甲特性乞的傳進(jìn)遞函栗數(shù)在卻線性活或線指性化共定常耀系統(tǒng)秋中是輝指初始猴條件耕為0時(shí)，系統(tǒng)唱輸出郵量的絮拉氏宇變換哭與輸千入量票的拉用氏變桶換之晶比。2.深3.宣3頻率騰響應(yīng)善特性罷（頻樣率域僑）2.棕4.野2輸出鴉信號(hào)狼不失爪真條斤件(2早.3芽.4尾)正弦曬輸入表下檢射測(cè)系床統(tǒng)的葬動(dòng)態(tài)鐘特性2.踢5.耽1常見刮裝置撒的數(shù)格學(xué)模堤型（1）一津階裝憑置的痛傳遞婚函數(shù)CKX（t）y（t）A（a）彈尤簧-阻尼厲器一腳階環(huán)汽節(jié)電容-電阻RC電路v（t）RCu（t）溫度丘傳熱濁裝置無論勸哪個(gè)秤領(lǐng)域用，什攤么裝摩置，一階扮裝置數(shù)學(xué)譯模型網(wǎng)是一福致的漠。一集階環(huán)潮節(jié)的屢時(shí)間協(xié)常數(shù)謀和放撕大倍軟數(shù)取婆決于亂裝置頓的結(jié)蒜構(gòu)參磨數(shù)。溫度一階歉裝置特征咐：測(cè)量亭滯后階躍響應(yīng)一階祥裝置苗時(shí)間棄常數(shù)蔽測(cè)量區(qū)：階躍響應(yīng)0.63（2）二印階裝喂置的刃