能源与动力工程测试技术 课件 第二章 测量技术的基本知识确定 .pptx

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;;第三节测量系统的静态特性;第三节测量系统的静态特性;第三节测量系统的静态特性;第三节测量系统的静态特性;第三节测量系统的静态特性;正行程;第三节测量系统的静态特性;第三节测量系统的静态特性;第三节测量系统的静态特性;第三节测量系统的静态特性;第三节测量系统的静态特性;第三节测量系统的静态特性;;第四节测量系统的动态特性;第四节测量系统的动态特性;第四节测量系统的动态特性;第四节测量系统的动态特性;第四节测量系统的动态特性;第四节测量系统的动态特性;第四节测量系统的动态特性;第四节测量系统的动态特性;第四节测量系统的动态特性;第四节测量系统的动态特性;第四节测量系统的动态特性;第四节测量系统的动态特性;第四节测量系统的动态特性;第四节测量系统的动态特性;第四节测量系统的动态特性;第四节测量系统的动态特性;第四节测量系统的动态特性;第四节测量系统的动态特性;三、频率响应函数

3、二阶测量系统的频率响应

当输入为正弦函数信号时，系统的频率响应函数为

若ks=1，且定义频率比η=ω/ωn

系统的频率响应函数

幅频特性和相频特性分别为;三、频率响应函数

3、二阶测量系统的频率响应

η??1或η?1、?=0.6?0.8范围内，幅值比A(ω)≈1，相位差?(ω)也很小且随??近乎线性变化，表明此范围内输出信号失真度很小。

当?1时，在η=1附近，即接近系统固有频率的频段时，系统频率响应特性变化较大，其中幅频特性受阻尼比?的影响显著，出现谐振现象，相频特性随频率的变化也很剧烈，而且?越小变化越大。

在应用测量系统时，应尽量避开上述η=1附近的谐振频段。;第四节测量系统的动态特性;四、实现不失真测量的条件

一个能够实现不失真测量的系统具有如下频率响应性能：

输??信号中不同频率成分通过测量系统所获得的增益相同，即增益为一个不随频率变化的常数，亦即，幅频特性曲线是一条平行于横坐标的直线；

输入信号中不同频率成分通过测量系统后产生的相位差与频率成正比，即相频特性曲线是一条通过坐标原点且斜率为–t0的直线。;五、测量系统动态参数的测定

动态标定试验方法有频率响应法、随机信号法和阶跃响应法。

频率响应法是通过输入正弦激励来测定系统的动态响应，这种方法需要对若干不同的频率进行测试，试验时间长。

随机信号法需要输入随机信号来确定测量系统的动态响应，但是该方法的测试系统相对复杂，使用起来不方便。

阶跃响应法通过输入阶跃信号获取测量系统动态响应，该方法相比其他两种方法更能简单、迅速地确定被测系统动态特性的全面信息，而且其结果与频率响应法并无多大区别，因此，工程实际中以阶跃响应法应用最为广泛。;?;五、测量系统动态参数的测定

2、二阶测量系统动态特性参数测定

标定的动态特性参数是固有频率ωn和阻尼比ξ

Ad为小阻尼二阶系统对阶跃输入瞬态响应曲线的最大超调量；Td为响应曲线的衰减振荡周期。

如果二阶系统的阻尼比ξ足够小，则可以测取较长的阶跃响应瞬变过程，阻尼比ξ可用下式近似求得;（1）构成一个测量系统的环节都有哪些？各环节的主要功能是什么？

（2）传感器中的敏感元件应至少满足哪些要求？

（3）简述测量系统的时间常数τ、固有频率ωn和阻尼比ξ的常用测定方法。

（4）用一个一阶系统测量100Hz的正弦信号，如果要求振幅误差在10％以内，时间常数应取多少？如果用该系统测试50Hz的正弦信号，其幅值误差和相位误差为多少？

（5）某测试装置由两个一阶环节串联而成。一阶测量系统的传递函数模型如下

取ks=1。两环节的时间常数分别为τ=0.5s和τ=1.5s。请分别根据幅频特性误差为1％的要求，求两个环节的动态频率范围和串联后的动态额率范围。

（6）利用一台电阻应变式压力传感器测试正弦变化的压力，频率为400Hz，已知压力传感器的阻尼比为0.4，固有频率为1600Hz，求测试时的幅值误差和相位误差。