检测装置基本特性
第三章 测试装置的基本特性
S=y/x
如果是线性理想系统，则
y
1——标定曲线
2——拟合直线
S y y b0 常数 x x a0
1. 一位移传感器，当位移变化为1mm时， 输出电压变化为300mV，则灵敏度
S=300/1 =300mV/mm
2.一机械式位移传感器，输入位移变化为 0.01mm时，输出位移变化为10mm，则 灵敏度（放大倍数） S=10/0.01=1000
无论你怎样地表示愤怒，都不要做出 任何无法挽回的事来。
——弗兰西斯·培根
Francis Bacon
英国 哲学家 1561-1626
第三章 测试装置的基本特性
§3.1 概述
▼
§3.2 测试装置的静态特性
▼
§3.3 测试装置的动态特性
▼
§3.4 实现不失真测量的条件
▼
§3.5 典型系统的频率响应特性
▼
输入和输出的各阶导数均等于零。
yy((tt))
静态输入
y b0 x Sx a0
➢ 理想测试装置的输入、输出之间呈单调、线性
线性段
比例关系。即输入、输出关系是一条理想的直
线，斜率为S= b0/a0 。
00
线性段
xx((tt))
理实想际线线性性
(1) 灵敏度
当测试装置的输入x有一增量x，引起输出 y 发生相应的 变化y时，则灵敏度定义:
实例
线性误差＝Bmax/A×100％
y
1——)
Bi =2V
xi
y
1——标定曲线
2——拟合直线
2
1
yi
y(i)
Bi =2V
xi
10V 1000V
0
输入范围
信号测试技术PPT课件
信号， 则系统的稳态输出必是、也只是同频率的简谐信号；即输 出y(t)唯一可能解只能是
上页 目录
重要结论
线性系统具有频率保持特性的含义是输入 信号的频率成分通过线性系统后仍保持原 有的频率成分。如果输入是很好的正弦函 数，输出却包含其他频率成分，就可以断 定其他频率成分绝不是输入引起的，它们 或由外界干扰引起，或由装置内部噪声引 起，或输入太大使装置进入非线性区，或 该装置中有明显的非线性环节。
测试装置的静态特性就是在静态测试情况下描述实际测试装置与理想定 常线性系统的接近程度。 下面来讨论一些重要的静态特性。
上页 目录
一、线性度
线性度：输入输出保持常值比例关系的程度—校准曲线接近 拟合直线的程度。 两种拟合方法：端基直线、独立直线 线性误差=B/A*100% B为校准曲线与拟合直线的最大偏差。 A为装置的标称输出范围。
由频率保持性，简谐输入得到简谐输出，频率相同而幅
值不同，其幅值比A＝Y0/X0是频率ω的函数记为A(ω)， 定义为幅频特性；相位差也是ω的函数,记为 ，定义
为相频特性。统称系统的频率特性。
上页
目录
（一）幅频特性、相频特性和频率响应函数
定常线性系统在简谐信号的激励下，系统的频率特性： 称为频率响应函数
常数倍输入所得的输出等于原输入所得输出的
常数倍，即:
若
x(t) → y(t)
则
kx(t) → ky(t)
3)微分性
系统对原输入信号的微分等于原输出信号的微
分，即
若
x(t) → y(t)
则
x'(t) → y'(t)
上页
4）积分特性 如系统的初始状态均为零，则系统对输入
传感器及其基本特性
（3） 非线性度
非线性度又称非线性误差，是指传感器实际特性曲线与拟合 直线（有时也称理论直线）之间的最大偏差与传感器满量程范围 内的输出之百分比。大多数传感器的输出为非线性。用一次函数 拟合的结果将产生较大的误差。目前多采用计算机进行曲线拟合 。
6
（4）迟滞误差
迟滞误差又称为回差或变差，是指传感器正向特性和反向特 性的不一致程度。迟滞会引起重复性、分辨力变差，或造成测 量 盲区，故一般希望迟滞越小越好。
7
（5）稳定性
稳定性包含稳定度和环境影响量两个方面。稳定度指的是仪 表在所有条件都恒定不变的情况下，在规定的时间内能维持其示 值不变的能力。稳定度一般以仪表的示值变化量和时间的长短之 比来表示。环境影响量仅指由外界环境变化而引起的示值变化量 。
8
（6）电磁兼容性
所谓电磁兼容是指电子设备在规定的电磁干扰环境中能按照 原 设计要求正常工作的能力，而且也不向处于同一环境中的其他 设 备释放超过允许范围的电磁干扰。
2
二、传感器的组成 大部分传感器由敏感元件、传感元件及测量转换电路 三 部分组成。
传感器组成框图
3
传感器的基本特性
（1）灵敏度 灵敏度是指传感ห้องสมุดไป่ตู้在稳态下输出变化值与输入变化
值之比。对线性传感器而言，灵敏度为一常数；对非 线 性传感器而言，灵敏度随输入量的变化而变化。
4
（2）分辨力
分辨力是指传感器能检出被测信号的最小变化量，是具有量 纲 的数。当被测量的变化小于分辨力时，传感器对输入量的变 化无 任何反应。对数字仪表而言，如果没有其他附加说明，一 般可以 认为该表的最后一位所表示的数值就是它的分辨力。
9
（7）可靠性
可靠性是反映传感器和检测系统在规定的条件下，在规定 的 时间内是否耐用的一种综合性的质量指标。
测试装置的基本特性
P 1
P
1
2
（2） Bode 图 ---- 对数频率特性图 a）对数频率特性
lg G j lg A e
j
lg A
j lg e
对数频率特性由对数幅频特性图、对数相频特性图描述； b）对数频率特性图（Bode图）坐标系
x (t ) y (t )
x1 ( t ) x 2 ( t ) y1 ( t ) y 2 ( t )
⑵ 比例性 ax ( t ) ay ( t )
dx ( t ) dt dy ( t ) dt
（3）微分性
系统对原输入信号的微分等于原输出信号的微
分，即 若 x(t) → y(t)，则 x’(t) → y’(t)
⑷ 积分：初始状态为零：t=0时，
x (t ) dx ( t ) dt y (t ) 0
t0
x ( t ) dt
0
t0
y ( t ) dt
0
⑸ 频率保持性：输入为某一频率的信号 输出必为同一频率的信号
若 x(t)=Acos(ωt+φx)
则 y(t)=Bcos(ωt+φy)
A
L
对数 幅频 100 特性 10 图
1
60 dB 40 20
L 20 lg A Q arctg P
1
10
100
对数 相频 特性 图
20 0
1
10
100
20
Bode图介绍
Bode图介绍
dx ( t )
变压器保护测控装置的特点都有哪些
变压器保护测控装置的特点都有哪些1.多功能性：变压器保护测控装置能够实现多种功能，如测量和监测变压器的电压、电流、温度等参数，检测变压器运行状态，并实施保护功能。
2.高精度测量：装置具备高精度的测量功能，能够准确地测量变压器的电气参数，如电压、电流、频率等，确保变压器运行在稳定的工作状态。
3.准确的保护功能：保护装置通过对变压器的运行状态进行监测和分析，可以实施多种保护功能，如过电流保护、短路保护、过载保护、过热保护等，确保变压器在异常情况下及时切断电力供应，以防止发生事故。
4.远程监控功能：根据需要，变压器保护测控装置可以实现对变压器的远程监控和操作，使操作人员可以通过远程方式对变压器进行监测和操作，方便实施保护和维护工作。
5.数据记录和报警功能：装置具备数据记录和报警功能，可以记录变压器的运行数据，并在发生异常情况时及时发出报警，以提醒操作人员采取相应的措施。
6.自诊断和故障诊断功能：装置具备自诊断和故障诊断功能，能够自动检测和诊断变压器的故障原因，并给出相应的报警和建议，为故障排除提供参考。
7.灵活可靠的控制接口：变压器保护测控装置具备灵活可靠的控制接口，可以与变压器的控制系统进行连接，实现对变压器的自动控制和保护，确保变压器的正常运行。
8.可自定义参数和动作逻辑：装置的参数和动作逻辑可以根据实际需求进行自定义，以适应不同变压器的特点和要求。
总结起来，变压器保护测控装置具备多功能性、高精度测量、准确的保护功能、远程监控、数据记录和报警、自诊断和故障诊断、灵活可靠的控制接口等特点。
这些特点使得变压器保护测控装置成为变压器保护和管理的重要工具，能够提高变压器的可靠性和安全性，延长变压器的使用寿命。
测试系统的基本特性
测试系统
输出Y（t）
输入：x(t) x0e jt
an
d n y(t) dtn
a n1
d n1 y ( t ) d t n1
a1
dy(t) dt
a0 y(t)
输出：y(t) y0e j(t)
bm
d m x(t) dtm
bm 1
d m 1 x ( t ) d t m 1
含零点温漂和灵敏度温漂是测量系统在温度变化时其特性的变化灵敏度漂移力传感器温度传感器测试单元输入x输出y测试单元输出阻抗输入阻抗负载测试环节相互之间的影响输入阻抗与输出阻抗对于组成测量系统的各环节尤为重要希望前级输出信号无损失地向后级传送必须满足
第三章
测量系统的基本特性
本章内容
1. 测量系统的数学描述 2. 线性定常系统基本特性 3. 测量系统的静态特性 4. 测量系统的动态特性 5. 动态测量误差及补偿
d y(t) dt
t0 x ( t ) d t t0 y ( t ) d t
0
0
初始条件为零
2、线性定常系统的基本特性
2.3同频性：频率不变（频率保持性）
频率相同！
o 若输入为某一频率的简谐（正弦或余弦）信号
x(t) Ax cos( t x)
x(t) x0e jt
o 则系统的输出必是、也只是同频率的简谐信号
多次变动时，其输出值不一致的程度。 y
o 重复性误差定义为(引用误差):
Y
R
rR
.100% A
o ΔR是一种随机误差，根据标准差计算 0
R kˆ / n
△R-最大偏差
o K为置信因子，K=3时置信度为99.73%。 o 重复性误差决定测量结果的可信度。
第3章测量装置的
y (t ) = kx (t t0 )
Y ( jω ) = ke jωt0 X ( jω )
延时环节完整地包含了实现不失真测量应当 具有的幅频特性和相频特性，因此定义延时环 节为理想的不失真测量系统。 不失真测量条件
H ( jω ) = k
φ (ω ) = ∠ H ( jω ) = ωt0
右上图画出了不失真测量系统的输入、输出 信号在时域中的相互关系；右中、下图画出了 不失真测量系统的幅、相频特性。
3.3.1 频率响应函数
x ( t ) = x 0 e jω t 设输入为： ， j ( ωt +φ ) 由同频性可知输出为： y (t ) = y0 e 代入 d y d y dy d a +a +L+ a +a y =b
n n 1 n m
x
dt
n
n 1
dt
n 1
1
dt
0
m
dt
m
+ bm 1
d m 1 x dx + L + b1 + b0 x m 1 dt dt
4.非线性度
非线性度就是用来表示标定曲线偏离理想直线的程 度的技术指标。常采用标定曲线相对于拟合理想直线 的最大偏差 Bmax 与全量程A之比值的百分率作为非线性 度的度量，若用N表示非线性度，则
N = ( Bmax / A) × 100%
理想直线的确定方法：
最小二乘法
端基法
测量装置在线性范围内工作是保证测量精度的基本条件
rmax δR = ×100% A
rmax
重复性误差 与回程 误差的 区别？
8.零漂
灵敏度漂移
零输入状态下，输出值的漂移。 一般分为： 时间零漂（时漂） 温度漂移（温漂）
测试技术 第二章 测试装置的基本特性
四、分辨力
定义: 定义 引起测量装置输出值产生一个可察觉变化的 最小输入量（被测量） 最小输入量（被测量）变化值称为分辨力 表征测量系统的分辨能力 说明: 说明 1、分辨力 --- 是绝对数值，如 0.01mm，0.1g，10ms，…… 、 是绝对数值， ， ， ， 2、分辨率 --- 是相对数值： 、 是相对数值： 能检测的最小被测量的 变换量相对于 满量程的 百分数， 百分数，如： 0.1%, 0.02%
y
(a) 端点连线法 端点连线法: 算法： 检测系统输入输出曲线的两端点连线 算法： 特点： 简单、方便，偏差大， 特点： 简单、方便，偏差大，与测量值有关 (b) 最小二乘法 最小二乘法: 算法： 计算： 算法： 计算：有n个测量数据 (x1,y1), (x2,y2), … , (xn,yn)， (n>2) 个测量数据: 个测量数据 ， 残差： 残差平方和最小： 残差：∆i = yi – (a + b xi) 残差平方和最小：∑∆2i=min
线性 y 线性 y 非线性y
x
x
x
非线性原因: 非线性原因
外界干扰 温 度 湿 度 压 力 冲 击 振 动 电 磁 场 场
输入 x
检测系统
输入 y = f(x)
摩 擦
间 隙
松 动
迟 蠕 滞 变
变 老 形 化
误差因素
严格的说,很多测试装置是时变的 因为不稳定因素的存 严格的说 很多测试装置是时变的(因为不稳定因素的存 很多测试装置是时变的 但在工程上认为大多数测试装置是时不变线性系统 在),但在工程上认为大多数测试装置是时不变线性系统 但在工程上认为大多数测试装置是 (定常线性系统 该类测试装置的输入与输出的关系可 定常线性系统).该类测试装置的输入与输出的关系可 定常线性系统 用常系数线性微分方程来描述. 用常系数线性微分方程来描述
第4章 测试装置的基本特性(教案)
动态测量—— 被测量本身随时间变化，而测量系统又能准确地跟 随被测量的变化而变化 例：弹簧秤的力学模型
4.3 测试系统的动态特性
无论复杂度如何，把测量装置作为一个系统来看待。问题 简化为处理输入量x(t)、系统传输特性h(t)和输出y(t)三者之 间的关系。
x(t)
h(t)
y(t)
输入量
系统特性
输出
2） H(s)只反映系统传输特性而不拘泥于系统的物理 结构。即具有相似传递函数的不同系统, 物理性质完 全相同。 3）an、bn等系数的量纲将因具体物理系统和输入、 输出的量纲而异。 4） H(s)中的分母取决于系统的结构。
频率响应函数
频率响应函数是在频率域中描述和考察系 统特性的。
与传递函数相比较，频率响应的物理概念 明确，也易通过实验来建立；利用它和传递 函数的关系，由它极易求出传递函数。因此 频率响应函数是实验研究系统的重要工具。
h (t)
s=jω H (ω )
H(s)
3.激励源的选用：正弦信号、阶跃信号和冲击信号。
4.3.3 测试系统动态特性的数学描述
动态特性：测试系统在被测量随时间变化的条件下输入输出 关系
1 测试系统的一般数学描述
(1) 微分方程： 根据相应的物理定律（如牛顿定律、能量守恒定律、 基尔霍夫电路定律等），用线性常系数微分方程表示 系统的输入x与输出y关系的数字方程式
注意：测试装置的静态特性就是在静态测试情况下描述实 际测试装置与理想定常线性系统的接近程度
• • • •
线性度 灵敏度、分辨力 回程误差 零点漂移和灵敏度漂移
4.2.1线 性 度
• 定义：指测量装置输出、输入之间的关系与理想比例 关系的偏离程度；即校准曲线接近拟合直线的程度。
机械工程测试技术基础-简答题
一、 信号及其描述1、周期信号频谱的特点：①离散性——周期信号的频谱是离散的；②谐波性——每条谱线只出现在基波频率的整数倍上，基波频率是诸分量频率的公约数；③收敛性——谐波分量的幅值按各自不同的规律收敛。
2、傅里叶变换的性质：奇偶虚实性、对称性、线性叠加性、时间尺度改变特性、时移和频移特性、卷积特性、积分和微分特性。
3、非周期信号频谱的特点：①非周期信号可分解成许多不同频率的正弦、余弦分量之和，包含了从零到无穷大的所有频率分量；②非周期信号的频谱是连续的；③非周期信号的频谱由频谱密度函数来描述，表示单位频宽上的幅值和相位；④非周期信号频域描述的数学基础是傅里叶变换。
二、测试装置的基本特性1、测量装置的静态特性是在静态测量情况下描述实际测量装置与理想时不变线性系统的接近程度。
线性度——测量装置输入、输出之间的关系与理想比例关系的偏离程度。
灵敏度——单位输入变化所引起的输出变化。
回程误差——描述测量装置同输入变化方向有关的输出特性，在整个测量范围内，最大的差值称为回程误差。
分辨力——能引起输出量发生变化的最小输入量。
零点漂移——测量装置的输出零点偏离原始零点的距离，它是可以随时间缓慢变化的量。
灵敏度漂移——由于材料性质的变化所引起的输入与输出关系的变化。
2、传递函数的特点：①()s H 与输入()t x 及系统的初始状态无关，它只表达系统的传输特性；②()s H 是对物理系统的微分描述，只反映系统传输特性而不拘泥于系统的物理结构；③对于实际的物理系统，输入()t x 和输出()t y 都具备各自的量纲；④()s H 中的分母取决于系统的结构。
3、一阶测试系统和二阶测试系统主要涉及哪些动态特性参数，动态特性参数的取值对系统性能有何影响？一般采用怎样的取值原则？ 答：测试系统的动态性能指标：一阶系统的参数是时间常数τ；二阶系统的参数是固有频率n ω和阻尼比ξ。
对系统的影响：一阶系统的时间常数τ值越小，系统的工作频率范围越大，响应速度越快。
检测技术第二章测试系统特性
二 、线性系统的性质
●叠加性：x1(t),x2(t)引起的输出分别为 y1(t),y2(t)
如输入为 x1(t)x2(t)则输出为 y1(t)y2(t)
●比例特性（齐次性）:如 x ( t ) 引起的输出为 y ( t ) ，
则 a x ( t ) 引起的输出为a y ( t ) 。
●微分特性： d x ( t ) 引起的输出为 d y ( t )
H (s) Y (s) X (s)
dnyt
dn1yt
an dtn an1 dtn1
a1dydtta0yt
dmxt
dm1xt
bm dtm bm1 dtm1
b1dxdttb0xt
输入量
x(t)
((b ba am m n nS S S Sm m n n a a b bm m n n 1 11 1S SS Sn nm m 1 11 1
静态测量时，测试装置表现出的响应特性称为静态响应特性。
1）基本功能特性
① 测量范围（工作范围）（Range）：系统实现不失真测量时 的最大输入信号范围。是指测试装置能正常测量最小输入 量和最大输入量之间的范围。
示值范围：显示装置上最大与最小示值的范围。 标称范围：仪器操纵器件调到特定位置时所得的
示值范围。
动态测量—— 被测量本身随时间变化，而测量系统又能 准确地跟随被测量的变化而变化
例：弹簧秤的力学模型
二、测试系统的动态响应特性
无论复杂度如何，把测量装置作为一个系统 来看待。问题简化为处理输入量x(t)、系统传输 特性h(t)和输出y(t)三者之间的关系。
x(t)
h(t)
y(t)
输入量
系统特性
输出
则线性系统的频响函数为：
第2章 检测装置基本特性
(2-10)
第二章 检测装置基本特性
例1:压力传感器，测量压力范围为0 ~100 k Pa, 输出电压范围为0 ~1000mV,若正反行程各10次测 量，单行程传感器最大误差为5 mV。正反形成间 最大误差为6 mV，求重复性误差及滞差。
H
y HM Y F .S
6 1000
100 %
b m 1 S a n 1 S
b1 S b 0 a1 S a 0
(2-19)
频率响应特性（频率域）
H ( j ) y ( j ) x ( j ) b m ( j )
m n
b m 1 ( j )
m 1
b1 ( j ) b 0 a 1 ( j ) a 0
(2-14)
（y [2 x
i i 1
i
(2-15)
第二章 检测装置基本特性
C、求取参数建立拟合直线
n b + k xi yi i 1 i 1 n n n 2 b xi k xi xi yi i 1 i 1 i 1
n n n 2 n n n
第二章 检测装置基本特性
主要内容
2.1 2.2 2.3
线性检测装置概述 *检测装置的静态特性 * 检测装置的标定 * 检测装置的动态特性
2.4
第二章 检测装置基本特性
教学目的
掌握检测装置的静态特性与动态特性 概念； 静态特性的质量指标的定义与计算方 法。 检测装置的标定方法与步骤。 一、二阶检测装置阶跃响应模型及参 数确定方法。
H (S )
V (S ) U (S )
(2-22)
一阶环节的时间常数和放大倍数取决于装置的结构参数。
第三章测试系统的基本特性
d 2 x(t) 2 x(t) 0
dt 2
相应的输出也应为
d 2 y(t) 2 y(t) 0
dt 2
于是输出y(t)的唯一的可能解只能是
y(t)
y e j( to ) o
线性系统的这些主要特性，特别是 符合叠加原理和频率保持性，在测量工 作中具有重要作用。
举例：如果系统输入是简谐信号，而输出却包含其它 频率成分，根据频率保持特性，则可以断定这些成分 是由外界干扰、系统内部噪声等其他因素所引起。 因此采用相应的滤波技术就可以把有用信息提取出来。
绝对误差：测量某量所得值与其真值（约 定真值）之差。
相对误差：绝对误差与约定真值之比。用 百分数表示。 相对误差越小，测量精度越高。
示值误差：测试装置的示值和被测量的真 值之间的误差。若不引起混淆，可简称为 测试装置的误差。
引用误差：装置示值绝对误差与装置量 程之比。 例如，测量上限为100克的电子秤，秤重 60克的标准重量时，其示值为60.2克， 则该测量点的引用误差为： （60.2-60）÷100=0.2%
..........
a）精密度
........ ......
...............
Hale Waihona Puke b）准确度 c）精确度✓ 精度等级：是用来表达该装置在符合一定的 计量要求情况下，其误差允许的极限范围。
工程上常采用引用误差作为判断精度等级的 尺度。以允许引用误差值作为精度级别的代号。
例如，0.2 级电压表表示该电压表允许的示 值误差不超过电压表量程的0.2%。
✓ 准确度：表示测量结果与被测量真值之 间的偏离程度，或表示测量结果中的系 统误差大小的程度。系统误差小，准确 度高。
✓ 精确度：测量结果的精密度与准确度的 综合反映。或者说，测量结果中系统误 差与随机误差的综合，表示测量结果与 真值的一致程度。
复合型气体检测仪的产品特点
复合型气体检测仪的产品特点1.多功能性：复合型气体检测仪可以同时检测多种气体，如可燃气体、有毒气体、氧气等。
这种多功能性使其适用于各种不同的应用场合，如石油化工、金属冶炼、环境监测等。
2.高灵敏度：复合型气体检测仪具有高灵敏度的特点，可以快速、准确地检测到低浓度的气体。
它可以及早发现潜在的气体泄漏或污染问题，从而保证工作场所的安全性和环境的卫生状况。
3.实时性：复合型气体检测仪可以实时监测气体的浓度变化，并及时发出警报信号。
这种实时性可以有效地防止气体泄漏事故的发生，避免人员伤亡和财产损失。
4.可移动性：复合型气体检测仪通常具有便携式的设计，重量轻、体积小。
它可以方便地携带到各个作业现场，不受固定场所的限制。
这样，操作人员可以随时进行气体检测，保证工作的安全性。
5.高可靠性：复合型气体检测仪采用先进的传感器技术和电子控制技术，具有高可靠性和稳定性。
它可以在恶劣的工作环境下正常运行，长时间稳定工作。
这可以有效地提高其使用寿命，降低维修和更换的成本。
6.数据记录功能：复合型气体检测仪通常具有数据记录功能，可以记录气体浓度的变化过程。
这样，操作人员可以随时查看历史数据，进行分析和比较，从而更好地了解气体的分布规律和变化趋势。
7.易操作性：复合型气体检测仪通常具有人性化的操作界面和简单易懂的操作步骤。
操作人员可以快速上手，不需要进行繁琐的培训。
这种易操作性可以提高工作效率，减少操作失误的几率。
8.可扩展性：复合型气体检测仪通常具有可扩展的功能，可以根据用户的需求进行功能的增加和升级。
如添加新的气体传感器、增加通信模块等。
这样，复合型气体检测仪可以满足不同用户的差异化需求。
总之，复合型气体检测仪具有多功能性、高灵敏度、实时性、可移动性、高可靠性、数据记录功能、易操作性和可扩展性等产品特点。
这些特点使其成为重要的安全保障设备，广泛应用于各个工业领域和环境监测领域。
第3章：测试系统的基本特性
3.3 测试系统的动态特性 实验：悬臂梁固有频率测量
3.3 测试系统的动态特性 案例:桥梁固频测量
原理：在桥中设置一三角形障碍物，利用汽车碍时的冲击对桥梁进 行激励，再通过应变片测量桥梁动态变形，得到桥梁固有频率。
3.3 测试系统的动态特性
2、阶跃响应函数
若系统输入信号为单位阶跃信号，即x(t)=u(t)， 则X(s)=1/s，此时Y(s)=H(s)/s
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)
3.1 概述
二、对测试装置的基本要求
理想的测试系统应该具有单值的、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。
线性 y
线性 y
非线性y
3.3 测试系统的动态特性
一、描述动态特性的方法
测试系统动态特性描述了输出y和输入x之间的关系 ➢在时域内常用微分方程表示；
a2
d
2 y(t) dt 2
a1
dy(t) dt
a0
y(t)
x(t)
参数a0、 a1和a2由系统结构与参数决定， x(t)是输入，y(t)是输出。
➢在频域内可用传递函数或频率响应函数表示。
➢若输入为正弦信号，则稳态输出亦为同频率正弦信号 （频率保持性）； ➢输出信号幅值和相位角通常不等于输入信号的幅值和 相位角，其变化均是输入信号频率的函数，并通过
幅频特性A(ω) ：反映输出与输入的幅值之比； 相频特性φ(ω)：反映输出与输入的相位差；
绝大多数的信号均可以进行傅里叶分解，因此。。。
特征：测量滞后
阶跃响应
频率特性
硫化氢气体检测仪的性能特点如何
硫化氢气体检测仪的性能特点如何1.高灵敏度：硫化氢气体检测仪采用高度敏感的传感器，能够探测到低浓度的硫化氢气体。
它能够在短时间内快速响应，并准确地测量气体的浓度。
这样能够及早预警，避免气体浓度超出安全范围，保护人员的安全。
2.高精度：硫化氢气体检测仪具有很高的测量精度，能够提供准确的气体浓度数据。
它采用精密的传感器和电路设计，可以消除其他气体的干扰，并校正测量误差，从而确保测量结果的准确性。
3.实时监测：硫化氢气体检测仪具有实时监测功能，可以24小时不间断地监测环境中硫化氢气体的浓度变化。
一旦气体浓度超出预设的安全阈值，检测仪会发出声音或光信号警报，提醒人员及时采取措施。
4.安全可靠：硫化氢气体检测仪采用高可靠性的设计，能够稳定工作，并长期保持准确的测量性能。
它具有抗干扰能力强、噪声低、误报率低等特点，可以满足各种恶劣环境的使用需求，确保安全生产环境的稳定。
5.易操作：硫化氢气体检测仪操作简便，用户可以通过简单的按键和显示屏幕操作进行参数设定和结果读取。
它还可以存储和导出历史数据，方便用户进行后期分析和报告生成。
6.远程监控：硫化氢气体检测仪支持远程监控功能，可以通过网络连接将监测数据实时传输到中央控制室或其他指定的设备上。
这样可以方便管理人员随时查看气体浓度数据，及时做出决策和调整。
7.多种报警方式：硫化氢气体检测仪可以提供多种报警方式，包括声音警报、光信号警报、振动报警等。
这样可以根据实际需要选择适合的报警方式，确保人员能够及时察觉并做出反应。
总结起来，硫化氢气体检测仪具有高灵敏度、高精度、实时监测、安全可靠、易操作、远程监控、多种报警方式等性能特点。
它能够有效地监测和预警环境中硫化氢气体的浓度，保护工作人员的健康与安全。
在工业、化工、石油、矿山等领域，硫化氢气体检测仪都发挥着重要的作用。
检测装置的特性
衡量指标：
量程、精度、灵敏度、线 性度、回差、重复性。
一、量程（测量范围）
1 ．定义：测量的最大输入量 和最小输入量的范围。
2．量程的选择
1 ）被测参数最好是在量程的 三分之二的附近；
2 ） 尽量避免工作在测量下限
的三分之一范围内工作； 3 ）被测参数未知时，应由大 档往小档调至合适量程。
ts-响应时间：仪表从接触被 测参数后，示值上升到实际 值90.%的时间。 τ、T、ts愈小，响应愈快， 动态特性愈好。
2 ．工作频率 ωБайду номын сангаас工 作 和固有频率 ωn的关系：
ω工作≦ O.4ωn
所以ωn愈高， ω工作愈宽，
动态特性愈好。
3．阻尼系数
一般ζ= 0.7； 过大输出小；
过小产生振荡。
选择过大，精度、灵敏度 低；
选择过小，损坏测量装置 过冲。
二、精度
1 、 定 义 ： 表 示 仪 表 指 示 值 xi 与
被测真值x0的离异程度。
2、表示方式：误差 1）绝对误差：lxi- x0l
2）相对误差：lxi- x0l/ x0%
3）仪表误差ρA
ρA = lxi-x0lmax /Aⅹ100%
3）分辨率的选择
分辨率 < 仪表允许的绝对误 差值的一半。
例如：温度计：δ±5℃，分 辨率应取 < 2.5℃的值。
四、迟滞（回差） 1．定义
输出的全量程范围（A）内， 输出由小增大和由大减小测量 时，同值输入量引起的输出之 间差值之最大者△χmax与量程A 的比值。
△Xmax
A
回差 = l△χmaxl/Aⅹ100%
工程测试- 测试装置动静态特性
X(S)
H(s)
Y(S)
广东工业大学 机电工程学院 2007年5月24日12时15分
1
2007-5-24
2.3 测试系统的动态特性
2.3.3 动态特性——频率特性
机
x(t)
=
A
sin(ωt
+
ϕ 1
)
H(s)
y(t
)
=
B
sin(ωt
+
ϕ 2
)
械
工
程 测 试 技
设
H (s)
=
1 0.1s +1
,
A
=
100,
程
测
试 技
6. 静态特性的其他描述
术 精度：是与评价测试装置产生的测量误差大小有关的指标。
灵敏阀：又称为死区，用来衡量测量起始点不灵敏的程度。
测量范围：是指测试装置能正常测量最小输入量和最大输入 量之间的范围。
稳定性：是指在一定工作条件下，当输入量不变时，输出量 随时间变化的程度。
可靠性：是与测试装置无故障工作时间长短有关的一种描述。
试 技
的输入与输出之间动态关系的数学描述。
术
(1) 微分方程
(2) 传递函数
(3) 频响函数
(4) 单位脉冲响应函数
广东工业大学 机电工程学院 2006年3月9日星期四 00:13
2.1 概述
4. 负载特性/负载效应
机
测量装置接触被测物体时，要从被测物体中吸
械 工
收能量或产生干扰，使被测量偏离原有的量值，从
2.3.3 动态特性——频率特性
4. 频率特性的图示方法
机 (1) 乃奎斯特图：极坐标图
械