1、2020/7/27，1，4.1系統(tǒng)的輸入/輸出和測試系統(tǒng)4.2測試系統(tǒng)特性靜態(tài)特性4.3測試系統(tǒng)特性動態(tài)特性4.4動態(tài)測試無損條件4.5常規(guī)測試系統(tǒng)的頻率響應特性4.6測試系統(tǒng)的動態(tài)特性測試4.7配置測試系統(tǒng)需要考慮的因素，第4章測試系統(tǒng)的基本特性，2020/7/27，2，4.1系統(tǒng)的輸入，1 .測試系統(tǒng)，2020/7/27，3，簡單測試系統(tǒng)(紅外線體溫)，復雜測試系統(tǒng)(振動測量)，系統(tǒng)失真，2020/7/27，4，測試系統(tǒng)的傳輸特性3360，測試系統(tǒng)和輸入/輸出量，以及(預測)、系統(tǒng)分析的三個茄子問題：1)在輸入和輸出是可測量的(已知的)情況下，可以推斷系統(tǒng)的傳輸特性。(系統(tǒng)識別)，2)在系

2、統(tǒng)特性已知的情況下，可以測量輸出，從而估計導致輸出的輸入量。(反轉)，由此根據(jù)測試要達到的要求，正確合理地選擇了儀器。測試系統(tǒng)與輸入/輸出量之間的關系，2020/7/27，6，2。理想的測試系統(tǒng)是不線性變化的系統(tǒng)，理想的測試系統(tǒng)必須具有單值的確定輸入輸出關系。對于每個輸入量，只能對應單個輸出量。知道一個量就可以決定另一個量。在牙齒中，輸出和輸入最好是線性的。2020/7/27，7，測試系統(tǒng)輸入x(t)和輸出y(t)之間的關系可以用常數(shù)系數(shù)線性微分方程來描述。(a)線性系統(tǒng)，表達式中的an，an-1，上述方程是常數(shù)系數(shù)微分方程，描述了時間不變線性系統(tǒng)，也稱為常數(shù)線性系統(tǒng)。通常用于工程的測試系統(tǒng)(

3、測試設備)是線性系統(tǒng)。2020/7/27，8，(b)定線系統(tǒng)的性質，復疊性質的范例，(1)。復疊性質，2020/7/27，9，復疊性質：每個輸入總和的系統(tǒng)輸出與個別輸入的輸出相同，線性系統(tǒng)的復疊性質，2020/7/27，10，(2)。比例特性，常量輸入結果輸出等于原始輸入結果輸出的常量倍數(shù)。也就是說，如果3360 x(t) y(t)，則為Kx (t)，即x(t)y(t)x(t)y(t)t(t)y(t)，則初始條件為0時，原始輸入信號的積分等于原始輸出信號的積分即，如果x(t) y(t)，則為x (t) dt y。系統(tǒng)的正常狀態(tài)輸出是相同頻率的諧波信號。即，x(t)=Acos(t x) y(t)

4、=Bcos(t y)，遵守線性系統(tǒng)的主要特性，尤其是疊加原理和頻率保持性，在測量工作中起著重要作用。(5)。頻率保持特性，2020/7/27，13，(c)系統(tǒng)線性近似，測試系統(tǒng)的局部線性，在實際測試系統(tǒng)中，系數(shù)是隨時間慢慢變化的細微變化。測試系統(tǒng)在靜態(tài)測量中表示的響應特性稱為靜態(tài)響應特性，它可以充分確定大多數(shù)典型物理系統(tǒng)的系數(shù)、特定操作范圍。4.2測試系統(tǒng)靜態(tài)響應特性、穩(wěn)態(tài)信號、動態(tài)信號、2020/7/27，15，理想測試系統(tǒng)在輸入和輸出之間具有單調線性比的關系。也就是說，輸入和輸出關系是具有S=b0/a0斜率的理想直線。在靜態(tài)測試中，輸入和輸出不隨時間變化，輸入和輸出的每個階都為零。理想線型

5、，輸入正常狀態(tài)，1 .定義理想測試系統(tǒng)的靜態(tài)特性、實際線型、2020/7/27，16、測試系統(tǒng)的輸入X具有增量X，因此如果輸出Y發(fā)生相應變化，則定義：線性異常系統(tǒng)，輸入位移為0.01mm，輸出位移為10mm，則靜態(tài)測試靈敏度、靈敏度S=300/1=300mV/mm，放大倍數(shù)S=10/0.01=1000，(1)。實驗校正，2020/7/27，19，偏差：測試系統(tǒng)標稱輸出范圍(整個范圍)a內擬合善意最大偏差B與a的比率，即非線性誤差B/A100，a B校正曲線與擬合線以下的最大偏差為輸出量計。通過非線性誤差測量的非線性度，2020/7/27，20，10V的非線性度，1000V的非線性度，通過非線性

6、誤差B/A100，2020/7/27，21等輸入量獲得的兩個數(shù)值的徐璐其他輸出量之間的差異最大的是hmax，2.3通過測試系統(tǒng)的動態(tài)響應特性、特定輸入信號作用于測試系統(tǒng)并測量輸出(已知)來推斷系統(tǒng)的傳輸特性。(系統(tǒng)識別)，動態(tài)特性：輸入量隨時快速變化時測試系統(tǒng)的輸出隨輸入變化的關系。2020/7/27，23，條件：線性系統(tǒng)的初始狀態(tài)0 x(t) X(S)，y(t) Y(S)，拉普拉斯變換：結果：系統(tǒng)的傳遞函數(shù)h N表示微分方程的階。例如，n=1，n=2分別稱為主系統(tǒng)或次系統(tǒng)。1 .傳輸函數(shù)，2020/7/27，24，傳輸函數(shù)：系統(tǒng)動態(tài)特性說明，輸入量，輸出量，2020/7/27，25，傳輸函數(shù)

7、的特征，H(S，H(S)是測試系統(tǒng)本身的參數(shù)，表示輸入和輸出之間的關系，因此包含連接輸入量和輸出量所需的單位。2020/7/27，26，H(S)僅反映系統(tǒng)對輸入的響應特性，與測量信號無關，與特定物理結構無關。傳遞函數(shù)的特征，H(S)是將實際物理系統(tǒng)抽象到數(shù)學模型后的拉普拉斯變換，因此具有不同物理特性的系統(tǒng)或元件可以具有相同類型的傳遞函數(shù)H(S)。H(S)是測試系統(tǒng)本身的參數(shù)，表示輸入和輸出之間的關系，因此包含連接輸入量和輸出量所需的單位。H(S)的分母完全由系統(tǒng)的結構確定，分母中最高的平方N表示系統(tǒng)微分方程的階。分子與激勵位置、激勵方法、測量的變量和測量點的放置有關。2020/7/27，27，

8、2。用H(s)替換頻率響應函數(shù)(Frequency response function):頻率響應函數(shù)是傳播函數(shù)的特殊情況。2020/7/27，28，輸出信號的幅度、相位頻率圖表，輸入信號的幅度、相位頻率圖表，輸入：簡單諧波信號x(t)=X0sint正常狀態(tài)輸出：簡單諧波信號y (t)=y0sin相位差(t)，2020/7/27，29，物理意義：頻率響應函數(shù)是正弦信號的激勵作用下，測量裝置達到正常狀態(tài)后輸出和輸入之間的關系。輸入信號的幅度、相位頻率圖、輸出信號的幅度、相位頻率圖、2020/7/27，30、(1)。振幅頻率特性，(2)。相位頻率特性，統(tǒng)稱A()、()，將輸入信號的振幅、相位頻率圖

9、表、輸出信號的振幅、相位頻率圖表、諧波信號激勵下的恒定線性系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)輸出信號和輸入信號的振幅比記錄為A()。穩(wěn)態(tài)輸出對輸入相位差，記錄()；2020/7/27，31，H(j)通常以復數(shù)形式寫入真實和虛擬形式。其中：2020/7/27，32，A()-曲線稱為振幅頻率特性曲線()-曲線稱為相位頻率特性曲線。第一系統(tǒng)的振幅和頻率特性曲線，第一系統(tǒng)的相位頻率特性曲線，圖像說明，2020/7/27，33，伯德度(Bode度)20lgA()-lg曲線是對數(shù)振幅頻率曲線()-lg曲線代數(shù)相對頻率曲線。2020/7/27，34，Nyquist地圖。創(chuàng)建Im()-Re()曲線，并記錄其頻率、實際頻率、虛擬頻率圖

10、形H()=P() jQ() P()實際頻率特性曲線Q()虛擬頻率特性曲線。第一系統(tǒng)的nayquestertu，H()=A()ej()，2020/7/27，35，示例4.13360，測試系統(tǒng)傳遞函數(shù)，輸入信號，分別，信號，信號，信號權重函數(shù)(Weight function)、h(t)稱為測試設備的脈沖響應函數(shù)或權重函數(shù)。H(t)描述了測試裝置的瞬態(tài)響應過程。如果x(t)=(t):執(zhí)行races反向轉換：2020/7/27，37，Y(S)=H(S)X(S)，races，4線性系統(tǒng)的時域響應，2020/7/27，38，5。H(S)、h(t)、H(j)之間的關系、h(t)時域、臨時響應過程這反映了系統(tǒng)

11、的正常狀態(tài)輸出和輸入之間的關系，也稱為正弦傳遞函數(shù)。傳遞函數(shù)在系統(tǒng)中將輸入作為正弦信號，輸出作為正弦疊加瞬態(tài)信號轉導關系的說明。這包括正常狀態(tài)和臨時輸出和輸入之間的關系。加權函數(shù)通過時域中的瞬態(tài)響應過程描述系統(tǒng)的動態(tài)特性。2020/7/27，40，實際上很難得到，實驗方法，諧波信號的特性，6。系統(tǒng)描述方法比較，2020/7/27，41，優(yōu)點：簡單，信號發(fā)生器；4.4系統(tǒng)的無損測量條件，牙齒測試系統(tǒng)的輸出波形與輸入信號的波形完全一致，只是尺寸擴大了A0倍，在時間內延遲了t0牙齒。在牙齒情況下，測試系統(tǒng)被認為具有未失真的特性。2020/7/27，43，y (t)=a0x (t-t0)，h ()=a

12、 () EJ()，振幅和相位頻率特性必須分別得到滿足。x(t)x()y(t)y(t)y()，2020/7/27，44，a ()=A0=const，()=-t0，否，換句話說，相位頻率特性曲線是經過原點并具有負斜率的直線。1) A()不等于常數(shù)時發(fā)生的扭曲稱為振幅扭曲。2)()和非線性關系導致的扭曲稱為相位扭曲。3) ()=0時，如果輸出和輸入沒有落后，則測試度最好。，2020/7/27，45，輸出信號未失真，輸出信號失真，2020/7/27，46，數(shù)學表示：4.5通用系統(tǒng)的頻率響應特性，第一系統(tǒng)(firss傳遞函數(shù)：命令：)，1，約=1/5，2)，誤差不超過2%，y () x()，1)，=1，主系統(tǒng)的轉折頻率。3)，振幅誤差不超過5%，A() 0.95，1.05，2020/7/27，51，1，越小越有利于測試。1)必須，即測量的信號的最大頻率一定越低，系統(tǒng)輸出的振幅誤差就越小。A() 1，第一系統(tǒng)的時間常數(shù)，2)必須，即振幅誤差越小，系統(tǒng)可以測量的頻率越高。2020/7/27，52，振幅、相位頻率映射，budto，naquisterto，2020/7/27，53，階躍響應，溫度濕度酒精，傳遞函數(shù)，