测试技术教案基本特性_测试技术教案
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第二章
测试装置的基本特性
第一节 测试装置的静态特性
测试装置的静态特性就是当测试装置输入一个基本上不随时间变化的是常量时，输入与输出之间的关系。主要研究在静态测量情况下实际测试装置与理想的定常线性系统的接近程度。
一、线性度：就是指测量装置输出、输入之间保持常值比例关系的程度。
在静态测量情况下，用实验来确定的被测量和测量装置示值之间的关系曲线，称为校准曲线。为了方便，总是用直线来拟合校准曲线，称为拟合直线。线性度就是校准曲线接近拟合直线的程度。
作为技术指标，则采用线性误差（非线性误差）来表示。如图所示。
二、灵敏度（S）：当测试装置的输入x有一个变化量x时，它引起输出y发生相应的变化量y，则x与y的比值就是灵敏度。
对一般的系统来说，灵敏度实际上就是标准曲线上各点的斜率。如果是曲线，则不是一个常数，而对于直线来说则是常数。尽管如此，却总是用标准曲线的拟合直线的斜率来作为该测试装置的灵敏度。
三、回程误差：
也称滞后或变差。实际的测试装置在同样的测试条件下，当输入量由大变
小和由小变大时，对于同一输入；输入量所得到的；两个输出量却往往存在着差值。把在全测量范围内，最大的差值h称为回程误差。
四、稳定度和漂移
1、稳定度：是指测量装置在规定条件下保持其测量特性恒定不变的能力。
2、漂移：测量装置的测量特性随时间的变化。
五、理想的静态特性：就是定常系统。即y=kx，k为常值。
六、例题
某测试装置的输出与输入之间的实际关系曲线为y=2x-x
2x[0，1]，若用过该曲线（0，0）的切线代替装置的实际特性，试计算装置的灵敏度和非线性误差。
第三节
测试装置的动态特性的数学描述
一、传递函数
1、定义：在初始条件为零时，输出量的拉氏变化与输入量的拉氏变化之比，记为H（S）=Y（S）/X（S）。
2、一般系统的传递函数：
3、典型的一阶系统的传递函数
4、典型的二阶系统的传递函数
二、频率响应函数
（一）幅频特性、相频特性、频率响应函数
1、频率响应函数及物理意义（１）输入信号为一个正弦信号（２）输出信号（３）定义：H（j）为装置的频率响应函数。
A（）=H（j）为幅频特性 （）=H(j)为相频特性
2、一阶装置的频率响应
=0时，A（）=1，（）=0； =1/时，A（）=1/2，（）=-/4； >>1/时，A（）0，（）=-/2。
特点：（1）相当于一个低通滤波器；
（2） ，A（），（）；
（3）越小，失真小的工作范
围越大，所以应该尽量减小。
3、二阶装置的频率响应
特点：（1）从整体趋势上来看， ，A（），（）；
（2）受、n的影响：一般取=0.6~0.8，n应尽可能高，从而保证失真小的范围大
（二）幅频误差、相频误差
1、幅频误差：由于装置幅频特性所决定的系统误差。
2、相频误差：由于装置相频特性所决定的系统误差。
（三）理想的幅频特性和相频特性
1、理想的幅频特性：A（）=常数；
2、理想的相频特性：（）=0或t0, t0为常数。
三、环节的串联和并联
1、串联：
2、并联：
四、装置的传递函数与灵敏度
1、静态：
2、传递函数：
3、对串联： 对并联：
五、例题
已知某系统的方框图如下所示，求：
1、系统的传递函数；
2、系统的灵敏度
3、其中的一阶系统的；
4、其中二阶系统的、n。
