业 廣束2黄大学 03f Guangdong University of Technology 《漫谈测试技术》 第三章 漫谈测试系统基体特性 机电工程学院
漫谈测试技术 第三章 漫谈测试系统基本特性 机电工程学院 《漫谈测试技术》
漫谈测试技术 亲束2黄大学 5 Guangdong University of Technology 1.测试系统的组成 测试装置/系统：执行测试任务的传感器、仪器和设备的总称 信号 信号 被测对象 测试系统 显示、分析 和存储系统 人类每天生活起于测试、结束于测试，而测试过程就用到自 身的和基于仪器的测试系统。 >夜晚睡觉的警觉状态
漫谈测试技术 测试装置/系统：执行测试任务的传感器、仪器和设备的总称. 人类每天生活起于测试、结束于测试，而测试过程就用到自 身的和基于仪器的测试系统。 夜晚睡觉的警觉状态 1. 测试系统的组成
漫谈测试枝术 业 亲束2黄大学 A Guangdong University of Technology >自来水的用量检测 水 表针 指示 信号 转动 数字 大脑 信号 存储或 自来水 自来 人眼 水表 信号 分析 信息 显示 表针 信号 第一级测试 第二级测试 信号处理和分析 个位 十分 百爱位 百位 A,州5 万位 01024741N
漫谈测试技术 自来水的用量检测
进 漫谈测试技术 业 廣束2黄大乳 A Guangdong University of Technology 典型测试系统 被动测试 传 被测 观察 对象 传感器 信号调理 输 信号处理 显示记录 激励装置 主动激励 反馈、控制 主动测试 传感器：感受被测量的变化并将其转换成有效信号输出： 信号调理：将传感器的信号转换成更适合进一步传输和处理 式。如调制、放大、滤波。 信号处理：对信号进行解调、运算、分析，探寻特征： 激励装置：主动测量时加入可辨识的已知信号激励，比如交 友、搜寻失踪的马航
漫谈测试技术 典型测试系统 传感器: 感受被测量的变化并将其转换成有效信号输出； 信号调理：将传感器的信号转换成更适合进一步传输和处理 式。如调制、放大、滤波。 信号处理: 对信号进行解调、运算、分析，探寻特征； 激励装置：主动测量时加入可辨识的已知信号激励，比如交 友、搜寻失踪的马航
漫谈测试技术 亲束2菜大学 Guangdong University of Technology 2.测试系统关系模型和要求 任何系统模型都可以简化为输入x()、系统传输特性h()和 输出y)三者之间的关系。对于测试系统亦如此。 系统辨识 输入信号 测试装置 输出信号 x(t) h(t) y(t) 预测 反求 2.1测试系统分析中的内容及对应三类问题 >内容：输入、输出、测试系统特性 >系统辨识：当输入、输出是可测量的，推断系统的传输特性。 >预测：如果输入和系统特性已知，推断和估计系统的输出量。 >反求：当系统特性已知，输出可测量，反求输入量
漫谈测试技术 任何系统模型都可以简化为输入x(t)、系统传输特性h(t)和 输出y(t)三者之间的关系。对于测试系统亦如此。 2.1 测试系统分析中的内容及对应三类问题 内容：输入、输出、测试系统特性 系统辨识：当输入、输出是可测量的，推断系统的传输特性。 预测：如果输入和系统特性已知，推断和估计系统的输出量。 反求：当系统特性已知，输出可测量，反求输入量。 2. 测试系统关系模型和要求
漫谈测试枝术 业 廣束2黄大学 Guangdong University of Technology ■系统分析问题的相似性 人类社会三大问题 测试三大问题 我是谁？ 系统辨识问题 我从哪里来？ 反求问题 我要到哪里去？ 预测问题 ■测试首要问题：认知测试系统的特性
漫谈测试技术 系统分析问题的相似性 测试首要问题：认知测试系统的特性
进 漫谈测试技术 亲束2菜大学 来5 Guangdong University of Technology 2.2测试系统基本要求 理想的测试系统应该具有单值的、确定的输入一输出关系 >明确的数学关系。 >单值关系一以输出和输入成线性关系最佳。 线性 线性yt 非线性y 000 X X X
漫谈测试技术 2.2 测试系统基本要求 理想的测试系统应该具有单值的、确定的输入－输出关系 明确的数学关系。 单值关系——以输出和输入成线性关系最佳。 x 线性 y x 线性 y x 非线性 y
亲束2菜大学 进 漫谈测试技术 Guangdong University of Technology 线性系统 >定义：系统输入x()和输出y()间的关系可以用常系数线性微 分方程来描述 dy(© d"y(t) 0 dr" *an dt-I +.+a1 +a0=b dr dx0++b x(bx() ※一般在工程中使用的测试装置都近似是线性系统。 ■线性系统的性质：叠加性、比例性、微分性、积分性、频率 保持性 >叠加性 系统对各输入之和的输出等于各单个输入的输出之和，即 若 x1()→y1(),x2(t)→y2(t) x1(t)±x2(t)→y1(t)士y2(t)
漫谈测试技术 定义：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 线性系统 ※ 一般在工程中使用的测试装置都近似是线性系统。 叠加性 系统对各输入之和的输出等于各单个输入的输出之和，即 若 x1(t) → y1(t)，x2(t) → y2(t) 则 x1(t)±x2(t) → y1(t)±y2(t) 线性系统的性质：叠加性、比例性、微分性、积分性、频率 保持性
漫谈测试技术 亲束2菜大学 A5U等 Guangdong University of Technology 比例性 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()→y() 则kx()→ky( >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() 则x'()→y'() >积分性 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 x()→y()则∫x()dt→∫y()dt >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x()=Acos(o+Φ)则 y()=Bc0s(ot+Φy)
漫谈测试技术 比例性 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) 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) 积分性 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 x(t) → y(t) 则 ∫x(t)dt → ∫y(t)dt 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 x(t)=Acos(ωt+φx) 则 y(t)=Bcos(ωt+φy)
漫谈测试技术 亲束2菜大学 泰 Guangdong University of Technology 3.测试系统基本特性 ■包括静态特性、动态特性、负载特性、抗干扰特性等 ■标定与校验：测试系统的特性通过标定来确定；测试系统 在使用过程中还要定期对其特性进行校验（也是一种标定）。 3.1测试系统的静态特性 ■定义：在静态测量情况下描述实际测量系统与理想时不变 线性系统的接近程度。 >静态测量时，理想线性定常系统的输入一输出间的关系为 ay=bxy=(b。/a)x=Sx S为常数 >实际测试线性系统的输入一输出间的关系为（标定得出） y=(S1+Sx+S2x2+…)x
漫谈测试技术 包括静态特性、动态特性、负载特性、抗干扰特性等 标定与校验：测试系统的特性通过标定来确定；测试系统 在使用过程中还要定期对其特性进行校验 （也是一种标定）。 3.1 测试系统的静态特性 定义：在静态测量情况下描述实际测量系统与理想时不变 线性系统的接近程度。 静态测量时，理想线性定常系统的输入—输出间的关系为 实际测试线性系统的输入—输出间的关系为（标定得出） 2 11 2 y =++ + ( ) S Sx Sx x S为常数 3. 测试系统基本特性