测试技术课件3测试系统特性(精选)
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测试系统的基本特性课件
测试系统的重要性
产品质量保障
通过测试系统的应用，可以发现 产品中存在的问题，提高产品质
量。
系统性能优化
通过对测试数据的分析，可以了解 系统的性能状况，为优化系统提供 依据。
降低开发成本
通过早期发现和解决问题，可以降 低开发成本和减少不必要的浪费。
02
测试系统的基本特性
准确性
准确性是指测试系统能够准确地测量和评估被测对象的性能或功能的能力。
测试系统的未来发展
自动化测试
自动化测试的优势
01
提高测试效率、减少人为错误、可重复性和一致性、24小时不
间断测试等。
自动化测试的挑战
02
测试脚本编写难度大、测试数据管理困难、测试结果解释和调
试复杂等。
自动化测试工具
03
Selenium、Appium、Junit等，用于Web应用、移动应用等的
安全性测试
安全性测试的定义
安全性测试是测试系统的安全防护措 施是否有效，包括身份认证、授权控 制、数据加密等。
安全性测试的目的
安全性测试的方法
通过模拟攻击行为、漏洞扫描等方式 ，验证系统的安全性能和防护能力。
发现系统存在的安全漏洞和隐患，提 高系统的安全性。
04
测试系统的应用场景
软件开发
单元测试
提高测试系统的可维护性需要从测试系统的设计、编 码、文档等方面进行优化和改进。
03
测试系统的分类
功能测试
01
02
03
功能测试的定义
功能测试是测试系统是否 满足设计要求和功能需求 的过程，包括正常和异常 情况下的测试。
功能测试的目的
确保系统功能正常，符合 用户需求，能够完成预期 的任务。
测试技术基础课件：测试系统的基本特性
测试系统的基本特性
2. 环节串、并联的运算法则 (1)两个环节 H 1 ( s )和 H 2 ( s )串联组成的系统如图 3-5 ( a )所示,如果它们之间没有能量交换,则串联后形成的系统 的传递函数 H (s )为
(3-12)
( 2 )两个环节 H1 ( s )和 H2 ( s )并联组成的系统如图 3 5 ( b ) 所示,则环节并联后形成的系统的传递函数 H (s)为
测试系统的基本特性
2.比例性 比例性又称齐次性，是指激励扩大了a倍，则响应也扩 大a倍。如有x(t)→y(t)，则对任意常数a，均有
(3－3)
3.微分特性 微分特性是指线性系统对输入微分的响应等于对该响 应的微分。如有x(t)→y(t)，则有
(3－4)
测试系统的基本特性
4.积分特性 积分特性是指若线性系统的初始状态为零(当输入为零 时，其输出也为零)，则对输入积分的响应等于对该输出响 应的积分。如有x(t)→y(t)，则当系统初始状态为零时，有
普拉斯变换之比。若 y (t )为时间变量 t 的函数,且当 t ≤0 时,有 y (t) =0 ,则 y ( t )的拉普拉斯变换 Y ( s )定义为
(3－9 )
测试系统的基本特性
则系统的传递函数 H (s)为
(3-10 ) (3-11 )
测试系统的基本特性
传递函数 H ( s )表征了一个系统的传递特性。其公式分 母中的 s 的幂次 n 代表了系统微分方程的阶次,也称为传递 函数的阶次。传递函数有以下几个特点:
(3－7 )
式中, B 为标定曲线偏离拟合直线的最大偏差; A为标称(全量程) 输出范围。
测试系统的基本特性
图 3-3 测试系统的标定曲线
测试系统特性78页PPT
式中：S 斜率
测试系统的静态特性曲
线如图。静态特性指标均反
映在曲线上。
7
一、静态特性指标
一、静态特性指标
1. 灵敏度
灵敏度——测试系统输出量的变化与 输入量的变化之比。
x 系统 y
x+x 系统 y+y
灵敏度
S y x
输入、输出同量纲时，S称为放大倍数 8
一、静态特性指标
线性的 Syyb0 常数 x x a0
❖当测试装置本身存在某些随机因素影响输出
时，可在相同条件下进行多次重画出静
态特性曲线。
17
二、静态特性参数的测定
❖有回差的测试装置，正行程和反行程组成一 个循环。在相同条件下进行多次循环测量， 求出平均值，便可得到正反行程的静态特性 曲线。
18
§2-2 测试系统的动态特性
anddnnytan1ddn nt11 y a1ddyta0y bmddmm xtbm1ddmm t1x1 b1ddxtb0x
式中： an，an-1，a0和bn，bn-1，b0是与测试装置
结构参数有关的系数。若这些系数是常数，该方 程是常系数微分方程，所描述的是时不变系统。21
一、线性系统的主要特性
测试系统特性
第二章 测试系统的特性
2
测试系统的组成
❖测试系统的组成
被测量 传感器
信号调理器
记录显示器
1. 传感器 感受被测物理量并把它变换为便
于传输处理的电信号。它是整个测试系统实 现测试和自动控制的首要的、关键的环节。
2. 信号调理器 将传感器输出的微弱电信号
进行再次变换、放大、衰减、滤波、调制和
动 态 特 性
❖静态特性可以用代数方程表示；动态特性可以用 微分方程表示。
测试系统的静态特性曲
线如图。静态特性指标均反
映在曲线上。
7
一、静态特性指标
一、静态特性指标
1. 灵敏度
灵敏度——测试系统输出量的变化与 输入量的变化之比。
x 系统 y
x+x 系统 y+y
灵敏度
S y x
输入、输出同量纲时，S称为放大倍数 8
一、静态特性指标
线性的 Syyb0 常数 x x a0
❖当测试装置本身存在某些随机因素影响输出
时，可在相同条件下进行多次重画出静
态特性曲线。
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二、静态特性参数的测定
❖有回差的测试装置，正行程和反行程组成一 个循环。在相同条件下进行多次循环测量， 求出平均值，便可得到正反行程的静态特性 曲线。
18
§2-2 测试系统的动态特性
anddnnytan1ddn nt11 y a1ddyta0y bmddmm xtbm1ddmm t1x1 b1ddxtb0x
式中： an，an-1，a0和bn，bn-1，b0是与测试装置
结构参数有关的系数。若这些系数是常数，该方 程是常系数微分方程，所描述的是时不变系统。21
一、线性系统的主要特性
测试系统特性
第二章 测试系统的特性
2
测试系统的组成
❖测试系统的组成
被测量 传感器
信号调理器
记录显示器
1. 传感器 感受被测物理量并把它变换为便
于传输处理的电信号。它是整个测试系统实 现测试和自动控制的首要的、关键的环节。
2. 信号调理器 将传感器输出的微弱电信号
进行再次变换、放大、衰减、滤波、调制和
动 态 特 性
❖静态特性可以用代数方程表示；动态特性可以用 微分方程表示。
测试技术_3_测试系统的特性
习惯上,定度曲线是以输入x作为自变量,对应输出y作 为因变量,在直角坐标系中绘出的图形. y x y=sx y x y=s1x+s2x2 +s4x4 +
测试系统的静态特性(3/8) 测试系统的静态特性
1. 非线性度 非线性度 是指测试系统的输出与输入之间保持常值线 性比例关系的程度. 定度曲线 通常用实验测定的方法求得系统输入输出关 系曲线表示,通常定度曲线并非直线. 工程上,用一条反映定度数据的一般趋势而误差绝对值 为最小的拟合直线作为参考理想直线. 非线性度即是定度曲线偏离拟合直线的程度,用非线性 误差表示,即用装置标称输出范围(全量程)A 内,定 度曲线与拟合直线的最大偏差 B 表示.或表示成相对误 差形式 B 非线性度(误差) ×100% = A
H (ω ) = H ( s) s = jω 为复数,可以表示为
H (ω ) = P(ω ) + jQ(ω ) = A(ω )e j (ω )
式中: (ω ) = H ( jω ) = P 2 (ω ) + Q 2 (ω ) A
Q(ω ) (ω ) = ∠H ( jω ) = arctan P (ω )
3.3 测试系统的动态特性
(Dynamic Characteristics of Measurement System) 测试系统的动态特性 是指输入量随时间变化时,其输 一般地,在所考虑的测量范围 出随输入而变化的关系. 内,测试系统可以认为是线性系统. 基本方法: 传递函数 频率响应函数 拉普拉斯变换(Laplace transform) 傅里叶变换(Fourier transform)
测试系统的静态特性(8/8) 测试系统的静态特性
5. 漂移 漂移 是指测试系统在输入不变的条件下,输出随时间 变化的趋势. 反映测量装置的测量特性随时间的缓慢 变化. 点漂 在规定条件下,对一恒定输入在规定时间内的输出 变化. 零漂 是指标称范围最低值处的点漂. 产生原因: 仪器自身结构参数变化; 周围环境的变化.
测试系统的静态特性(3/8) 测试系统的静态特性
1. 非线性度 非线性度 是指测试系统的输出与输入之间保持常值线 性比例关系的程度. 定度曲线 通常用实验测定的方法求得系统输入输出关 系曲线表示,通常定度曲线并非直线. 工程上,用一条反映定度数据的一般趋势而误差绝对值 为最小的拟合直线作为参考理想直线. 非线性度即是定度曲线偏离拟合直线的程度,用非线性 误差表示,即用装置标称输出范围(全量程)A 内,定 度曲线与拟合直线的最大偏差 B 表示.或表示成相对误 差形式 B 非线性度(误差) ×100% = A
H (ω ) = H ( s) s = jω 为复数,可以表示为
H (ω ) = P(ω ) + jQ(ω ) = A(ω )e j (ω )
式中: (ω ) = H ( jω ) = P 2 (ω ) + Q 2 (ω ) A
Q(ω ) (ω ) = ∠H ( jω ) = arctan P (ω )
3.3 测试系统的动态特性
(Dynamic Characteristics of Measurement System) 测试系统的动态特性 是指输入量随时间变化时,其输 一般地,在所考虑的测量范围 出随输入而变化的关系. 内,测试系统可以认为是线性系统. 基本方法: 传递函数 频率响应函数 拉普拉斯变换(Laplace transform) 傅里叶变换(Fourier transform)
测试系统的静态特性(8/8) 测试系统的静态特性
5. 漂移 漂移 是指测试系统在输入不变的条件下,输出随时间 变化的趋势. 反映测量装置的测量特性随时间的缓慢 变化. 点漂 在规定条件下,对一恒定输入在规定时间内的输出 变化. 零漂 是指标称范围最低值处的点漂. 产生原因: 仪器自身结构参数变化; 周围环境的变化.
传感器与测试技术课件第三章测试系统特性3-动态特性
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传感器与测试技术
第3章 测试系统的特性
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)。
H ( s) Y ( s) / X ( s)
s j 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
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传感器与测试技术
第3章 测试系统的特性
线性系统的频率响应函数H(jω)实际上就等于用 虚数指数函数表示的正弦输出与正弦输入之比，因 此也将频率响应函数称为正弦传递函数。 依据：频率保持性
jt x ( t ) X sin t Xe 若
则 y(t ) Y sin(t ) Ye j (t ) 将输入、输出的各阶导数代入线性微分方程，可得
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传感器与测试技术
第3章 测试系统的特性
传递函数的特点： 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。 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。
H(s)的分母取决于系统的结构（分母中s的幂次n
(an s an1s a1s a0 )Y (s) (bm s bm1s
n m
n1
m1
b1s b0 ) X (s)
则传递函数
Y (s) bm s m bm1s m1 b1s b0 H ( s) X (s) an s n an1s n1 a1s a0
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第3章 测试系统的特性
串联
传感器与测试技术
第3章 测试系统的特性
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)。
H ( s) Y ( s) / X ( s)
s j 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
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第3章 测试系统的特性
线性系统的频率响应函数H(jω)实际上就等于用 虚数指数函数表示的正弦输出与正弦输入之比，因 此也将频率响应函数称为正弦传递函数。 依据：频率保持性
jt x ( t ) X sin t Xe 若
则 y(t ) Y sin(t ) Ye j (t ) 将输入、输出的各阶导数代入线性微分方程，可得
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传感器与测试技术
第3章 测试系统的特性
传递函数的特点： 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。 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。
H(s)的分母取决于系统的结构（分母中s的幂次n
(an s an1s a1s a0 )Y (s) (bm s bm1s
n m
n1
m1
b1s b0 ) X (s)
则传递函数
Y (s) bm s m bm1s m1 b1s b0 H ( s) X (s) an s n an1s n1 a1s a0
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第3章 测试系统的特性
串联
测试技术 测试系统的基本特性
系统
3.3 测试系统的动态传递特性
Testing System
单位脉冲函数δ(t)
动态传递特性的时域描述
系统
响应h(t)
(t )t 0 0, (t )dt 1
h(t)为单位脉冲响应，它反映了系统的传输特性。 条件：在输入前，系统内没有储存信号（零状态）
系统
3.3 测试系统的动态传递特性
Testing System
3.1 测试系统概述
线性系统的微分方程描述
二阶线性时不变系统
系统的二阶微分方程
k m x(t)
C
d y (t ) dy (t ) m C ky(t ) x(t ) 2 dt dt
2
y(t)
弹簧阻尼质量系统
Testing System
3.1 测试系统概述
线性系统的微分方程描述
输入、输出对时间 的各阶导数为零
b0 y (t ) x(t ) a0
静态传 递方程
Testing System
灵敏度
3.2 测试系统的静态传递特性
测试系统在静态测量时，输出量的增量与输入量的增量之比 的极限值。
y △y △x
x
y dy S lim dx x 0 x
对于线性系统
y b0 S tan 常数 x a0
3.3 测试系统的动态传递特性
Testing System
传递函数与频率响应函数
动态传递特性的频域描述
Y ( s ) bm s bm1s b1s b0 H ( s) X ( s ) an s n an 1s n 1 a1s a0
3.3 测试系统的动态传递特性
测试系统的特性PPT课件
输入x
测试装置 输出y
测试系统的基本特性
输出-输入特性
讨论测试装置与其输入、输出的关系
测试系统所测量的非电量一般有两种形式：一种是稳定的，即 不随时间变化或变化极其缓慢，称为静态信号；另一种是随时间 变化而变化的，称为动态信号。
由于输入量的状态不同，测试系统所呈现出来的输出-输入特性 也不同。存在所谓的静态（响应）特性和动态（响应）特性。
二、测试系统的静态特性
静态特性：在输入信号不随时间变化（即静态信号）情况下， 描述测试系统输出与输入量间的一种函数关系。
在不考虑测试系统的蠕动效应和迟滞特性的条件下，测试系统 的静态关系一般可用多项式代数方程来表示：
y a 0 a 1 x a 2 x 2 a n x n
式中：x ：输入量；y ：输出量； a0 ：零位输出； a1：线性灵敏度，常用 k 或 S 表示； a2…an ：非线性项的待定系数。
[例1]：人眼所能观察到的最小的模拟量仪表的指针偏移量为 y = 0.3mm，测力系统的灵敏度为 S = 10mm／kg，若用模拟 量仪表显示读数，则它的分辨力为
y MFmin S
0.3mm 0.03kg 10mm/kg
[例2]：某电容式压力传感器的噪声电平为N = 0.2mV，灵敏度
为S = 5mV/mmH2O，若取系数C=2，则该电容式压力传感器 的最小检测量为
由于传感器的最小检测量易受噪声的影响，一般用相当于噪声 电平若干倍的被测量为最小检测量，用公式表示为
M CN S
式中，M——最小检测量； C——系数(一般取1～5)； N——噪声电平；S——传感器的灵敏度
分辨率：最小检测量与满量程输入的比值。
对数字式传感器一般用分辨力表示，即输出数字指示值最后 一位数字所代表的输入量。
第二章 测试系统的特性.ppt
包装测试
正态分布（高斯分布）的概率密度函数：
f
x
1
2
exp
xu
2 2
2
1
2
exp
2
2 2
决定参数：μ、σ。
1 N
N
xi
i 1
1 N
N
(xi )2
i 1
样本均值
样本标准差
包装测试
2. 极限随机误差的估计 单次测量的极限随机误差的估计
lim t --t称为置信系数，与误差出现的概率有 关 设测量值x落在区间
[u t x u t ] 的概率为
P{u t x u t} 1
第四节 测量误差分析基础
包装测试
一、测量误差及其分类
1、测量误差 对某一参数进行测量时，由于各种因素的影响，使测量值
与被测参数的真值之间存在一定的差值，此差值就是测量误 差。
产生原因：①测量方法；②测量设备；③测量环境；④测量人员。
研究意义：正确认识测量误差的性质与分析测量误差产生的原因；寻 求正确处理测量数据的理论和方法；设计和选用测量仪器、测量方法和 方案。
将输入、输出的各阶导数代入线性微分方程，可得
H(
j)
Y( j) X ( j)
bm( j)m an ( j)n
bm1( j)m1 ... b1( j) b0 an1( j)n1 ... a1( j) a0
Ye j (t ) Xe jt
y(t) x(t)
频率响应函数是在正弦信号的激励下，测量装置达到稳 态后输出和输入之间的关系。
值为零，系统输出信号的拉氏变换Y(s)与输入信号的拉
氏变换X(s)之比。
H (s) Y (s)
X (s)