《电气与电子测量技术——测量基本概念-测量系统的基本特性》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电气与电子测量技术——测量基本概念-测量系统的基本特性（59页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1测量系统的基本特性2n测量系统一般定义众多环节组成的对被测物理量进行检测、调理、变换、显 示或记录的完整系统。测量系统的基本知识n广义测量系统指单台的测量仪器，和由多台仪器及设备等组成的完整 测试系统，也可指组成测量系统中的某一环节或单元。3测量系统的基本知识n测量系统的基本特性系统的输入与输出之间的关系H（t）。n 测量系统三要素：输入、输出、基本特性4测量系统的基本知识例：输电线路运行状态监测系统5测量系统的基本知识张力传感器技术指标技术参数单位技术指标测量范围t0-5输出电压mV/V2.0精确度%F.S 0.05重复性%F.S0.03零点输出%F.S45o)幅值衰减相位滞后1/点称为转
2、折频率。是反映一阶系统特性的最重要参数， 决定了测试系统适应的工作频率范围。1/时：42【例】已知一热电偶近似一阶系统时间常数 10s, 如果用它来测量一台炉子的温度，炉内 温度在540和500之间按近似正弦曲线 波动，周期为80s，静态灵敏度k=1，试求 该热电偶输出的最大值和最小值，以及输入 与输出信号之间的相位差和滞后时间。 43一阶系统阶跃响应特性当系统输入阶跃信号x(t)：0.95A动态响应特性主要取决于时间常数； 值越大响应慢； 值越小系统响应速度快。一阶系统响应y(t)： 44典型测量系统二阶系统u uo o【例】+ +Ci i二阶电路U Ui i+ SR0：系统统固有角频频率：
3、阻尼比K：直流放大倍数（ 静态态灵敏度）一般型式：标准型式：45二阶系统的频率响应特性微分方程： 为系统固有角频率， 为阻尼比。 传递函数： 频率特性： 46二阶系统的频率响应特性相频特性幅频特性对数幅频特性 二阶系统频率特性的重要 参数是,。 （令K=1时）47幅频特性相频特性48二阶系统的阶跃响应特性输入：当1时：当01时：无过冲，无震荡，为过阻尼情况。产生衰减震荡 为欠阻尼情况。输出响应：其振荡角频率（阻尼振荡角频率）为d ，幅值按指数衰减。越大，即阻尼越大，衰减越快。 49二阶系统的阶跃响应特性当=1时：为临界阻尼情况。输出量以指数规律逼近稳态值，是欠阻尼状态到 过阻尼状态的转折点。
4、一般取 =0.60.8输出响应：当=0时：为无阻尼情况。输出量y(t)围绕稳态值A作等幅振荡荡，振荡频荡频 率是系 统统的固有频频率0。 50动态误差一个测量系统的频率特性为W(j)，它所要执行的功能用理想频率特 性表示为WN（j），二者之间存在的误差。 动态幅值误差表达式为：相位误差表达式为：51定义义对对数幅频频特性A（）的值不超过 理想幅频特性值的 3dB时所对应的频率范 围，即:频带宽工作频带定义频域动态幅值相对误差小于所规定的允许 值( 1% 、 5%或 10%等)所对应的频率范围 。即:带宽频率和工作频带（通频带）52一阶系统的动态误差通频带（0）用转折频率表征。当信号频率等于转折
5、频率时，动态幅值误差已达-29.3%，即幅 值已衰减3dB。 工作频带一般测量仪器、系统的工作频带是指动态幅值误差 或10的信号频率范围，这时一阶系统允许频率比 f/f=0.3或0.5，这时相位误差已达16.7或26.6。 例：电气测量系统的主要技术指标 n应用范围n分辨率n精度和误差n灵敏度n线性n失调和漂移n动态范围n可靠性n环境条件测量系统的主要技术指标56张力传感器技术指标技术参数单位技术指标测量范围t0-5输出电压mV/V2.0精确度%F.S 0.05重复性%F.S0.03零点输出%F.S1零点温漂%F.S/0.005绝缘电阻M5000供桥电压VDC10工作温度-20-70允许过载%
6、F.S150备 注可设计成12V或24V供电，05V或420mA信号输 出(1)用10V电源满量程时 输出电压及灵敏度？ (2)当分辨力 50N 时，对 应输出最小可分辨电压电 压？测量系统的主要技术指标57v测量基本概念v测量方法分类（直接测量和间接测量等）v现代测量系统的基本组成v测量系统（仪器）的基本特性和技术指标本章小节58本章小节n测量系统的静态特性和指标（1）测量系统的静态特性的获得方法和表示 方法（2）主要静态特性和指标灵敏度（放大倍数）、线性度、回程误差、 重复性、测量范围、分辨力、零位、精度等 。59本章小节n测量系统的动态特性和指标（1）典型的动态测量的信号：正弦信号用 于频域测试，得到频率特性;阶跃信号用于 时域测试，得到阶跃响应。 （2）典型动态系统：一阶系统，二阶系统； （3）频域特性和特征参数：相频特性、(对数)幅 频特性；一阶系统转折频率；二阶系统阻尼比 和固有角频率；频带宽、工作频带； （3）时域特性和特征参数：时间常数；响应时间 ；上升时间；超调量；衰减比等；
