机械工程测试技术基础 第3版 教学课件 ppt 作者 熊诗波 黄长艺 第2章测试装置的基本特性
103页1、第二章 测试装置的基本特性,本章学习要求:,1.建立测试系统的概念 2.了解测试系统特性对测量结果的影响 3.了解测试系统特性的测量方法,测试系统与线性系统,测试系统是指由传感器、信号调理电路、信号处理电路、记录显示设备组成并具有获取某种信息之功能测整体。,复杂测试系统(轴承缺陷检测),1、测试系统基本要求,测试系统的输出信号能够真实地反映被测物理量(输入信号)的变化过程,不使信号发生畸变,即实现不失真测试。,系统的传递(传输)特性:系统的输出与输入量之间的变换或运算关系。,系统分析的三类问题,1)当输入、输出是可测量的(已知),则可推断系统的传输特性。(系统辨识) 2)当系统特性已知,输出可测量,则可推断导致该输出的输入量。(反求) 3)如果输入和系统特性已知,则可以推断和估计系统的输出量。(预测),输入、输出与系统传输特性之间的关系,卷积,y(t)=x(t)*h(t),理想的测试系统传输特性:,1)具有单值的、确定的输入-输出关系。对于每一输入量都应该只有单一的输出量与之对应。知道其中一个量就可以确定另一个量。其中以输出和输入成线性关系最佳。,2)系统的特性不随时间的推移发生改变。
2、,线性,线性,非线性,最佳的测试系统具有线性时不变特性。,许多实际测试系统无法在较大工作范围内满足线性时不变要求,但在有效测量范围内近似满足线性时不变传输特性要求也可。 本课程所讨论的测试系统限于线性时不变系统。,一般在工程中使用的测试装置都可看作线性时不变系统。,2、线性系统及其特性,系统输入x(t)和输出y(t)间的关系可以用常系数线性微分方程来描述:,常系数线性微分方程中的系数为常数,所描述的是线性时不变系统。,线性系统的主要性质:,a)叠加特性,系统对各输入之和的输出等于各单个输入的输出之和,即,线性时不变系统的各输入分量所引起的输出互不影响,即一个输入的存在并不影响另一个输入的响应。,若,则,b)比例特性,常数倍输入所得的输出等于所得输出的常数倍,即,若,则,叠加特性和比例特性可统一表示为,若,则,c)微分特性,系统对原输入信号的微分等于原输出信号的微分,即,若,则,d)积分特性,当初始条件为零时,系统对原输入信号的积分等于原输出信号的积分,即,若,则,e)频率保持性,若系统的输入为某一频率的谐波信号,则系统的稳态输出将为同一频率的谐波信号,即,若,则,线性系统的主要特性,特
3、别是符合叠加原理和频率保持性,在测试工作中具有重要作用。,3、测试系统传输特性的分类,静态特性(Static characteristics) :即输入量和输出量不随时间变化或变化缓慢时,输出与输入之间的关系,可用代数方程表示。 动态特性(Dynamic characteristics):即输入量和输出量随时间迅速变化时,输出与输入之间的关系,可用微分方程表示。,对于静态测量的测试系统,一般只需衡量其静态特性、负载效应和抗干扰特性指标。 在动态测试中,则需要以上四方面的特性指标来衡量。,静态特性,动态特性,负载效应,抗干扰特性,传输特性(重要),为了获得准确的测量结果,常常对测试系统提出多方面的性能要求:,第三节 测量装置的动态特性,测试系统的动态特性不仅取决于系统的结构参数,而且与输入信号有关。研究测试系统的动态特性的实质就是建立输入信号、输出信号和系统结构参数三者之间的关系数学建模。,动态特性的数学描述 1)微分方程 2)传递函数 3)频率响应函数 4)阶跃响应函数等 5)脉冲响应函数,微分方程是最基本的数学模型,求解微分方程,就可得到系统的动态特性。 对于一个复杂的测试系统和复杂
4、的测试信号,求解微分方程比较困难,甚至成为不可能。为此,根据数学理论,不求解微分方程,而应用拉普拉斯变换求出传递函数、频率响应函数等来描述动态特性。,1)线性微分方程,1、动态特性的数学描述,2)传递函数,定义:系统的初始条件为零时,输出y(t)的拉氏变换Y(s)和输入x(t)的拉氏变换X(s)之比称为系统的传递函数,记为H(s)。,称为拉氏变换算子,当系统的初始条件为零时,对微分方程进行拉氏变换,可得,则传递函数,1)H(s)与输入信号x(t)及系统的初始状态无关,系统的动态特性完全由H(s)决定。 2)H(s)只反映系统传输特性,而和系统具体物理结构无关。即同一形式的传递函数可表征具有相同传输特性的不同物理系统。 3)H(s)中的分母取决于系统的结构(分母中s的幂次n代表系统微分方程的阶数),分子则和系统与外界之间的关系,如输入(激励)点的位置、输入方式、被测量及测点布置情况有关。 传递函数与微分方程完全等价,可以互相转化。,传递函数的特点:,H(s)是复频域中表达系统的动态特性,而微分方程则是在时域表达系统的动态特性,而且这两种动态特性的表达形式对于任何输入信号形式都适用。,当n
《机械工程测试技术基础 第3版 教学课件 ppt 作者 熊诗波 黄长艺 第2章测试装置的基本特性》由会员E****分享,可在线阅读,更多相关《机械工程测试技术基础 第3版 教学课件 ppt 作者 熊诗波 黄长艺 第2章测试装置的基本特性》请在金锄头文库上搜索。
逍遥游复习 知识点整理
近现代法德关系史 高三展示课3稿
当代大学生人生信仰及追求的调查研究
长相思 纳兰性德-ppt课件
课件:危机意识 一
英语ppt演讲关于阿甘正传
发达国家基础教育改革的动向与趋势 修改版
中国民间美术 课件.ppt
生物质发电技术与系统 课程ppt 第1章 生物质发电技术现状及发展趋势 2学时 -----2016
现代信号处理思考题 含答案
执业药师继续教育 抑郁症的药物治疗 100分
小学生的成长档案模板不用修改 万能型
增订六版 现代汉语 上册 第二章文字 思考与练习答案
国家财政ppt课件
加拿大英语介绍
六年级统计图的选择课件
中学生成长档案ppt
中国现代文学史期末复习整理
lohi和hihilo训练对女子赛艇运动员运动能力影响的比较研究
风雨贾平凹阅读答案
2024-03-21 39页
2024-03-21 41页
2024-03-21 40页
2024-03-21 34页
2024-03-21 33页
2024-03-21 35页
2024-03-21 21页
2024-03-21 45页
2024-03-21 33页
2024-02-20 85页