脉冲响应函数ht与频率响应函数Hjω

图2.4 回程误差
产生回程误差的原因一般 归纳为两类： • 系统内部各种类型的摩擦、
间隙； • 某些机械材料和电气材料
的滞后特性。8ຫໍສະໝຸດ 2.2.3 回程误差图2.4 回程误差
回程误差 Hmax 100％ YFS
(2.5)
Hmax ——对于同一个输入量，按 不同的方向得到两个输出量 之间的最大差值；
YFS ——标称量程。
频率响应函数在频域中描述和考察系统特性，是 测量系统输出信号的傅里叶变换与输入信号的傅里叶变 换之比。
令传递函数中s=jω，即可求得频率响应函数H(jω)。
H(
j)
Y ( j) X ( j)
b（m j）m bm（1 j）m1 a（n j）n an（1 j）n1
H
s
Y (s) X (s)
bmsm bm1sm1 ansn an1sn1
b1s b0 a1s a0
(2.7)
传递函数以数学式的形式表征了系统本身的传递特
性，包含瞬态、稳态时间响应和频率响应的全部信息。
通过对传递函数的形式可以来判断系统的稳定性， 一般测量系统都是稳定系统，其分母中s的幂次总高于 分子中s的幂次(n>m)。
➢ 温漂
随环境温度变化所发生的漂移称为温漂。
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2.3 测试系统的动态特性
动态特性表示测试系统在被测量处于剧烈变化时 的输入输出的关系，它通过对测试系统进行动态标定 来获得。
工程上，采用近似方法建立测试系统的数学模型， 用线性时不变系统理论来描述测试系统的动态特性。
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2.3 测试系统的动态特性
2.3.1
基本动态特性指标
2.3.1.1 传递函数 2.3.1.2 频率响应函数 2.3.1.3 脉冲响应函数
2.3.2 一阶系统的动态响应
2.3.3 二阶系统的动态响应
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2.3.1 基本动态特性指标
2.3.1.1 传递函数 设输入量x(t)的拉普拉斯变换为X(s)，输出量y(t)的
拉普拉斯变换为Y(s)，则
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2.2.4 分辨力
分辨力是指测量系统所能检测出来的输入量的最 小变化量，通常是以最小单位输出量所对应的输入量 来表示。
一个测量系统的分辨力越高，表示它所能检测出 的输入量的最小变化量值越小。
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2.2.5 精确度
精确度是指测量仪器的指示值和被测量真值的接 近程度。精确度受诸如非线性、迟滞、温度、漂移等 一系列因素的影响，反映测量中各类误差的综合。
第二章 工程测试基本原理与方法
2.1 测试系统的一般组成 2.2 测试系统的静态特性 2.3 测试系统的动态特性
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2.1 测试系统的一般组成
测量系统是指由有关器件、仪器和装置有机组合而
成的，具有定量获取某种未知信息之功能的整体。
主实要现由对激 励被信测号系源统、 功的率激放励大，器 和使激系振统器发组 成生。振动。
是很难做到的，通常是一条具有特定形状的曲线。
➢ 确定拟合直线的方法
1）最小二乘法：通过坐标原点，使拟合直线与定标曲线 输出量偏差的平方和为最小。此方法较精确，但计算 复杂。
2）两点连线法：在测得的定标曲线上，连接零点和满量 程输出点，此方法简单但不精确。
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2.2.3 回程误差
回程误差也称滞后误差。实际测量系统在测量时， 在同样的测试条件和全程范围内，当输入量由小增大和 再由大减小时，定标曲线并不重合。
只反映系统的特性，与输入量及系统的初始状态无关;
只是对物理系统特性描述的一种数学模型，不能确定系 统的具体物理结构； H(s)等式中各系数是由测量系统本身结构特性唯一确定 的常数。 H(s)中的分母取决于系统的结构，而分子则表示系统对 外界之间的联系。
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2.3.1 基本动态特性指标
2.3.1.2 频率响应函数
把被 的机械 动量转 为机械 光学或 信号。
图2.1
、电振换测测试系多有前电制模等来变有电信动有量统。/阻形置桥数，把。下弱换一压号时原解抗式理放电转一传一放定、输也的调框变类大路换般感级电大功出兼电电图换别器电装包、器流，成能做信路器置路括很、 调 、送等具 测号的推，、试用信然行和理曲量的不录来模两针号记后统线结处分把种电装失和，拟存对录对计拟果理析变形量置真显一和换储式动装数分合，、，信送般地示数及。起态置据析要运如、号测来分记字出来将进测算使数、谱，
(b)非线性系统灵敏度
图2.2 灵敏度的定义
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2.2.1 灵敏度
灵敏度反映了测量系统对输入信号变化的一种反 应能力。灵敏度量纲取决于输入量与输出量的量纲。 若系统的输出量与输入量为同量纲，灵敏度就是该测 量系统的放大倍数。
值得注意的是，测量系统的灵敏度并非越高越好，
通常情况下，灵敏度越高，测量范围越窄，系统的稳 定性也就越差。
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2.2.6 漂移
仪器的输入量未发生变化时，其输出量所发生的 变化成为漂移。
➢漂点移漂常由仪器的内部温度变化和元件的不稳定性所
引内的起输在，出规它量定反变的映化条了，件测称下量为，系点对统漂一对。个各恒种定干的输扰入，量包在括规温定度的、时湿间度、
电磁➢场零的漂适应能力。
在测量装置测试范围最低值处的点漂，称为零点漂移， 简称零漂。
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2.3.1 基本动态特性指标
2.3.1.1 传递函数
传递函数的测量: 正弦波法
从系统最低测量频率fmin到最高测量频率fmax，逐步增加正 弦激励信号频率f，记录下各频率对应的幅值比和相位差，绘 制就得到系统幅频和相频特性。
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2.3.1 基本动态特性指标
2.3.1.1 传递函数
传递函数H(s)具有以下几个特点：
分析等。
2
2.2 测试系统的静态特性
2.2.1 灵敏度 2.2.2 线性度 2.2.3 回程误差 2.2.4 分辨力 2.2.5 精确度 2.2.6 漂移
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2.2.1 灵敏度
单位输入量变化所引起的输出量的变化称为灵敏度，
通常用输出量与输入量的变化量的比值来表示。
S y(t)
(2.1)
x(t)
(a)线性系统灵敏度
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2.2.2 线性度
定标曲线与拟合直线的偏离程度称为线性度。
线性度 Lmax 100% YFS
(2.4)
图2.3 线性度
Lmax ——定标曲线与拟合直线
的最大偏差；
YFS ——满量程输出。
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2.2.2 线性度
➢ 定标曲线：
测量系统的输出量与输入量之间的关系曲线。 理想的测量系统的定标曲线是直线，实际测量系统