测试系统的基本特性学习.ppt

测量范围 正常工作条件下，测试系统能够测量的输入量范围 通常以测量范围的下限值Al和上限值Ah来表示 例如：测温仪测量范围 -50℃ ～ +150℃、±100℃ 在测量范围内，测试系统的性能有保证 *量程：满度值 F.S（Full Scale) 测试系统能承受最大输入量的能力 测量范围上限值与下限值的代数之差 例如：测温仪的量程 200℃ *过载能力：承受超过量程而不损坏精度的能力 例如：过载能力≤150%F.S、 200％F.S 分辨率：测试系统有效辨别输入量最小变化的能力 以最小单位输出量所对应的输入量来表示 模拟测试系统，是用其输出指示标尺最小分度值的一半所代表的输入量来表示其分辨力，如0.1℃ 数字测试系统，其输出显示系统的最后一位所代表的输入量即为该系统的分辨力——分度值 ±5V?±2048，则分辨率为 测试系统所能检测出来的输入量的最小变化量，与灵敏度有密切的关系，为灵敏度的倒数 非线性度： 测试系统的特性曲线与拟合直线的接近/偏离程度 表示形式 拟合直线的确定：影响非线性度 精度：描述测量准确的可信程度——测量结果与被测真值一致的程度 用准确度等级指数表示 以最大引用误差来分级作为标准 代表允许误差的大小，不是实际出现的误差 （1）传递函数 从数学上可以用常系数线性微分方程表示系统的输出量y(t)与输入量 x(t)的关系，这种方程的通式如下： * * 允许的测量误差 ±ε% 最佳阻尼比 ζ 可用频率范围 ω/ωn ±10 0．54 0 ～ 1.028 ±5 0．59 0 ～ 0.867 ±2 0．63 0 ～ 0.692 ±1 0．66 0 ～ 0.585 最佳阻尼比：0.6～0.7； 实际可用频率范围0～0.6ωn 与不同误差相对应的最佳阻尼比和可用频率范围 结论 任何测试系统都存在一个有限的可用频率范围 测试系统的频响特性必须与被测信号的频率结构相适应 测试系统的可用频率范围取决于规定的允许幅值误差 定义：测量系统输出信号波形与输入信号波形相比有畸变 动态测量允许误差 动态误差是频率的函数 频率越高，动态误差越大 一般只规定、研究幅值误差 6、动态测量误差补偿 系统的动态测量误差: 示例 设有一阶测量装置其时间常数为0.1秒，问：输入信号频率为多少时其输出信号的幅值误差不大于6%？这时输出信号的滞后角是多少？ 解：已知 时间常数、幅值误差、可测最高频率三者是互相制约的 示例 有两个结构相同的二阶系统，其固有频率相同，但两者阻尼比不同，一个是0.1，另一个是0.65，若允许的幅值误差10％，问它们的可用频率范围是多少？ 解：求二阶系统的可用频率范围，实际上就是求幅频特性曲线与A(ω)＝1±ε两根直线的交点的横坐标 坐标点1：0.303 坐标点3：0.815 动态误差与非线性误差 动态误差：被测信号的频率变化引起的——频响特性 非线性误差：被测信号的幅值大小变化引起的 当被测信号的频率构成比较简单，而幅值变化比较大时，主要考虑非线性度误差 当被测信号的频率构成比较复杂，而幅值变化较小时，主要考虑频响特性误差，而非线性度误差可以通过系统标定来减小 当被测信号的频率构成比较复杂，并且幅值变化比较大时，频响特性误差和非线性度误差必须同时考虑 动态测量误差的补偿方法 频域补偿 测量系统具有特性曲线：灵敏度是频率的函数 （波动性、畸变点） 修正信号的主要频率分量： 不同频率下的信号放大系数不同 修改不同频率分量的幅值 相位修改 ωr 转折频率 教材 P45： 3-3，3-7，3-12 作业 * * 机械电子系统：机械和电子的有机集成，这种集成通过信息处理来实现的。从大的方面讲，机械电子系统由三个部分组成：机械系统、电气系统、计算机系统，实际上是将电子器件的信息处理和控制功能融入到机械系统中，使其硬件软性化，这种机械、电子、信息等技术的有机组织、渗透和综合，实现了机械电子系统…. * * * * * 机械电子系统中，信息处理软件被称为柔性智能零件，涉及的范围越来越广，但是基本的问题主要围绕着采集、处理、管理、分析、控制、传输等。 * * 机械电子系统：机械和电子的有机集成，这种集成通过信息处理来实现的。从大的方面讲，机械电子系统由三个部分组成：机械系统、电气系统、计算机系统，实际上是将电子器件的信息处理和控制功能融入到机械系统中，使其硬件软性化，这种机械、电子、信息等技术的有机组织、渗透和综合，实现了机械电子系统…. * 机械电子系统：机械和电子的有机集成，这种集成通过信息处理来实现的。从大的方面讲，机械电子系统由三个部分组成