第二章測(cè)試系統(tǒng)試驗(yàn)測(cè)試系統(tǒng)的技術(shù)特性

第二章試驗(yàn)測(cè)試系統(tǒng)的技術(shù)特性

測(cè)試系統(tǒng)概述

、測(cè)試系統(tǒng)的標(biāo)定

、測(cè)試系統(tǒng)的靜態(tài)特性、測(cè)試系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性、測(cè)試系統(tǒng)的抗干擾設(shè)計(jì)、項(xiàng)目設(shè)計(jì)實(shí)例。第二章試驗(yàn)測(cè)試系統(tǒng)的技術(shù)特性本章學(xué)習(xí)要求：1.建立測(cè)試系統(tǒng)的概念；2.掌握測(cè)試系統(tǒng)特性對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響；3.掌握測(cè)試系統(tǒng)特性參數(shù)的測(cè)量方法。本章能力培養(yǎng)目標(biāo)：1.根據(jù)測(cè)試任務(wù)要求和被測(cè)對(duì)象特點(diǎn)，選擇合適的測(cè)試系統(tǒng)；2.根據(jù)測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，測(cè)取其靜態(tài)和動(dòng)態(tài)特性參數(shù)，并結(jié)合測(cè)試任務(wù)能做出合理的評(píng)價(jià)。系統(tǒng)(system)的概念：由若干相互聯(lián)系、相互作用的單元組成的具有一定功能的整體。2.1測(cè)試系統(tǒng)概述

自動(dòng)化防空系統(tǒng)系統(tǒng)的種類：通信系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、自動(dòng)控制系統(tǒng)、生態(tài)系統(tǒng)、經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)、社會(huì)系統(tǒng)、測(cè)試系統(tǒng)。系統(tǒng)的功能：傳輸信號(hào)、處理信號(hào)。收音機(jī)系統(tǒng)2.1測(cè)試系統(tǒng)概述

所謂混頻，就是利用非線性元件，例如二極管，把兩個(gè)不同頻率的電信號(hào)進(jìn)行混合，通過(guò)選頻回路得到第三個(gè)頻率的信號(hào)的過(guò)程。完成這樣過(guò)程的裝置，叫做混頻器。振蕩器（英文：oscillator）是用來(lái)產(chǎn)生重復(fù)電子訊號(hào)（通常是正弦波或方波）的電子元件。其構(gòu)成的電路叫振蕩電路。將音頻信號(hào)或視頻信號(hào)從高頻信號(hào)(無(wú)線電波)中分離出來(lái)叫解調(diào)，也叫檢波。2.1測(cè)試系統(tǒng)概述

測(cè)試系統(tǒng)是執(zhí)行測(cè)試任務(wù)的傳感器、儀器和設(shè)備的總稱。測(cè)試系統(tǒng)的基本構(gòu)成框圖被測(cè)對(duì)象測(cè)量裝置試驗(yàn)裝置數(shù)據(jù)處理裝置顯示記錄裝置測(cè)試系統(tǒng)是完成對(duì)被測(cè)量測(cè)試任務(wù)的專用設(shè)備。典型測(cè)試系統(tǒng)由傳感器、轉(zhuǎn)換與調(diào)理電路、數(shù)據(jù)處理設(shè)備、顯示或記錄儀器等組成。簡(jiǎn)單測(cè)試系統(tǒng)(光電池、溫度計(jì))V2.1測(cè)試系統(tǒng)概述

復(fù)雜測(cè)試系統(tǒng)(軸承缺陷檢測(cè))

加速度傳感器帶通濾波器包絡(luò)檢波器2.1測(cè)試系統(tǒng)概述

（3）如果輸入和系統(tǒng)特性已知，則可以推斷和估計(jì)系統(tǒng)的輸出量。(系統(tǒng)預(yù)測(cè))系統(tǒng)分析中的三類問(wèn)題：

（1）當(dāng)輸入、輸出是可測(cè)量的(已知)，可以通過(guò)它們推斷系統(tǒng)的傳輸特性。(系統(tǒng)辨識(shí))

（2）當(dāng)系統(tǒng)特性已知，輸出可測(cè)量，可以通過(guò)它們推斷導(dǎo)致該輸出的輸入量。(系統(tǒng)反求)2.1測(cè)試系統(tǒng)概述

系統(tǒng)h(t)輸入x(t)輸出y(t)X(ω)H(ω)Y(ω)

理想的測(cè)試系統(tǒng)應(yīng)該具有單值的、確定的輸入－輸出關(guān)系。對(duì)于每一輸入量都應(yīng)該只有單一的輸出量與之對(duì)應(yīng)，知道其中一個(gè)量就可以確定另一個(gè)量，并且以輸出和輸入成線性關(guān)系最佳。xy線性xy線性xy非線性2.1.1線性系統(tǒng)及其主要性質(zhì)(時(shí)域描述)

線性系統(tǒng)的輸入x(t)和輸出y(t)之間可以用微分方程來(lái)描述：在工程應(yīng)用中，測(cè)試系統(tǒng)都可處理為L(zhǎng)TI系統(tǒng)。2.1.1

線性系統(tǒng)及其主要性質(zhì)

若系數(shù)an，an-1，…，a0和bm，bm-1，…，b0為常數(shù)，該系統(tǒng)稱為時(shí)不變線性系統(tǒng)(LTI系統(tǒng))。時(shí)不變線性系統(tǒng)性質(zhì)：1.疊加性

系統(tǒng)對(duì)各輸入信號(hào)之和的輸出，等于各輸入信號(hào)單獨(dú)作用時(shí)輸出信號(hào)的之和，即

若

x1(t)→y1(t)，x2(t)→y2(t)

則

x1(t)±x2(t)→y1(t)±y2(t)2.比例性

常數(shù)倍輸入信號(hào)所得的輸出，等于原輸入信號(hào)所得輸出信號(hào)的常數(shù)倍，即

cx(t)→cy(t)(c為常數(shù))3.微分性

系統(tǒng)對(duì)輸入信號(hào)微分的輸出，等于原輸入信號(hào)所得輸出信號(hào)的微分，即4.積分性

當(dāng)初始條件為零時(shí)，系統(tǒng)對(duì)輸入信號(hào)積分的輸出，等于原輸入信號(hào)所得輸出信號(hào)的積分，即時(shí)不變線性系統(tǒng)性質(zhì)：5.頻率保持性

若系統(tǒng)的輸入為某一頻率的簡(jiǎn)諧信號(hào)，則系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)輸出將為同一頻率的簡(jiǎn)諧信號(hào)，即

若x(t)=x0cos(ωt+φx)

則y(t)=y0cos(ωt+φy)

線性系統(tǒng)的這些主要性質(zhì)，特別是疊加性和頻率保持性，在工程測(cè)試工作中具有重要作用。

時(shí)不變線性系統(tǒng)性質(zhì)：2.1.2測(cè)量誤差

測(cè)量誤差=測(cè)得值-真值按特點(diǎn)性質(zhì)分系統(tǒng)誤差已定系統(tǒng)誤差未定系統(tǒng)誤差隨機(jī)誤差粗大誤差按表示方法分：絕對(duì)誤差、相對(duì)誤差、引用誤差精密度高正確度低精密度低正確度高精密度高正確度高精度反映測(cè)量結(jié)果與真值的接近程度，與誤差大小相對(duì)應(yīng)。精度又可分為精密度、正確度和準(zhǔn)確度(精確度)。現(xiàn)用打靶結(jié)果來(lái)說(shuō)明：2.1.2測(cè)量誤差

衡量精度常用相對(duì)誤差和引用誤差來(lái)表示。儀器儀表準(zhǔn)確度等級(jí)：

a＝100γn

在選用儀器儀表時(shí)，應(yīng)在合理選用量程的條件下再選合適的準(zhǔn)確度等級(jí)，一般應(yīng)盡量避免在全量程的1/3以下范圍內(nèi)使用，以免產(chǎn)生較大相對(duì)誤差。相對(duì)誤差：引用誤差：2.1.2測(cè)量誤差

案例：現(xiàn)有兩塊電壓表，其中一塊為150V量程的1.5

級(jí)電壓表，另一塊為15V的2.5級(jí)電壓表，欲測(cè)量10V左右的電壓時(shí)，問(wèn)選用哪塊電壓表？解：2.1.2測(cè)量誤差

2.2測(cè)試系統(tǒng)的標(biāo)定

對(duì)傳感器或測(cè)試系統(tǒng)的測(cè)量結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證的過(guò)程稱為標(biāo)定。根據(jù)用途分為靜態(tài)標(biāo)定和動(dòng)態(tài)標(biāo)定。

靜態(tài)標(biāo)定的目的是確定傳感器或測(cè)試系統(tǒng)的靜態(tài)特性參數(shù)，線性度、靈敏度、滯后量和重復(fù)性。

動(dòng)態(tài)標(biāo)定的目的是確定傳感器或測(cè)試系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性參數(shù)，如頻率響應(yīng)、時(shí)間常數(shù)、固有頻率和阻尼度等。對(duì)于測(cè)量頻率很高的機(jī)械量，如沖擊、振動(dòng)等，除靜態(tài)標(biāo)定外，還要進(jìn)行動(dòng)態(tài)標(biāo)定。

2.2測(cè)試系統(tǒng)的標(biāo)定

標(biāo)定與校準(zhǔn)的內(nèi)容

靈敏度頻率響應(yīng)動(dòng)態(tài)線性范圍工作特性的標(biāo)定與校準(zhǔn)：極限加速度極限溫度聲靈敏度磁靈敏度環(huán)境特性的標(biāo)定與校準(zhǔn)：重量極性物理、幾何參數(shù)的標(biāo)定與校準(zhǔn)：1.傳感器標(biāo)定的意義

（1）是設(shè)計(jì)、制造和使用傳感器的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。任何傳感器在制造、裝配完畢后都須對(duì)設(shè)計(jì)指標(biāo)進(jìn)行標(biāo)定試驗(yàn)，以保證量值的準(zhǔn)確傳遞。

（2）對(duì)新研制的傳感器，須進(jìn)行標(biāo)定試驗(yàn)，才能用標(biāo)定數(shù)據(jù)進(jìn)行量值傳遞，而標(biāo)定數(shù)據(jù)又可作為改進(jìn)傳感器設(shè)計(jì)的重要依據(jù)。2.2測(cè)試系統(tǒng)的標(biāo)定

2.2測(cè)試系統(tǒng)的標(biāo)定

（3）傳感器使用、存儲(chǔ)一段時(shí)間后，也須對(duì)其主要技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行復(fù)測(cè)，稱為校準(zhǔn)（校準(zhǔn)和標(biāo)定本質(zhì)上是一樣的），以確保其性能指標(biāo)達(dá)到要求。

（4）對(duì)出現(xiàn)故障的傳感器，若經(jīng)修理還可繼續(xù)使用，修理后也必須再次進(jìn)行標(biāo)定試驗(yàn)，因?yàn)樗哪承┲笜?biāo)可能發(fā)生了變化。

2.2測(cè)試系統(tǒng)的標(biāo)定

2.傳感器標(biāo)定的基本方法

將已知的被測(cè)量作為待標(biāo)定傳感器的輸入，同時(shí)用輸出量測(cè)量環(huán)節(jié)將待標(biāo)定傳感器的輸出信號(hào)測(cè)量并顯示出來(lái)（待標(biāo)定傳感器本身包括后續(xù)測(cè)量電路和顯示部分時(shí)，標(biāo)定系統(tǒng)也可不要輸出量測(cè)量環(huán)節(jié)）；對(duì)所獲得的傳感器輸入量和輸出量進(jìn)行處理和比較，從而得到一系列表征兩者對(duì)應(yīng)關(guān)系的標(biāo)定曲線，進(jìn)而得到傳感器性能指標(biāo)的實(shí)測(cè)結(jié)果。2.2測(cè)試系統(tǒng)的標(biāo)定

3.傳感器標(biāo)定的分類（1）根據(jù)被測(cè)量進(jìn)行分類

①絕對(duì)標(biāo)定法

被測(cè)量是由高精度的設(shè)備產(chǎn)生并測(cè)量其大小的。特點(diǎn)：精度較高，但較復(fù)雜。

②相對(duì)標(biāo)定法或比較標(biāo)定法

被測(cè)量是用根據(jù)絕對(duì)標(biāo)定法標(biāo)定好的標(biāo)準(zhǔn)傳感器來(lái)測(cè)量的。特點(diǎn)：簡(jiǎn)單易行，但標(biāo)定精度較低。2.2測(cè)試系統(tǒng)的標(biāo)定

（2）根據(jù)標(biāo)定的內(nèi)容分類

①靜態(tài)標(biāo)定

確定傳感器的靜態(tài)指標(biāo)，主要有線性度、靈敏度、遲滯和重復(fù)性等。

②動(dòng)態(tài)標(biāo)定

確定傳感器的動(dòng)態(tài)指標(biāo)，主要有時(shí)間常數(shù)、自然振蕩頻率和阻尼比等。

有時(shí)根據(jù)需要也對(duì)非測(cè)量方向（因素）的靈敏度、溫度響應(yīng)、環(huán)境影響等進(jìn)行標(biāo)定。2.2測(cè)試系統(tǒng)的標(biāo)定

對(duì)傳感器進(jìn)行標(biāo)定，目的是依據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)確定傳感器的各項(xiàng)性能指標(biāo)，實(shí)際上也就是確定傳感器的測(cè)量精度。傳感器制造出來(lái)之后，自身的測(cè)量精度就客觀確定了。但標(biāo)定結(jié)果可能因所用的標(biāo)定裝置或標(biāo)定數(shù)據(jù)處理方法不同而出現(xiàn)差異。一個(gè)高精度的傳感器，如果標(biāo)定方法不當(dāng)，則很可能在實(shí)測(cè)中產(chǎn)生較大的誤差；反之，一個(gè)精度不太高的傳感器，如果標(biāo)定方法得當(dāng)，反而可能在實(shí)測(cè)中產(chǎn)生較小的誤差。2.2測(cè)試系統(tǒng)的標(biāo)定

顯然，提高標(biāo)定設(shè)備、指示儀器的精度有助于提高標(biāo)定精度。按有關(guān)規(guī)定，標(biāo)定設(shè)備、指示儀器的精度都有一最低要求。在此規(guī)定上，標(biāo)定設(shè)備和指示儀器的精度越高，標(biāo)定的精度也越高。數(shù)據(jù)處理的方法很多，不同的方法有不同的精度，因此，提高對(duì)標(biāo)定數(shù)據(jù)處理的精度也很重要。

2.2測(cè)試系統(tǒng)的標(biāo)定

還應(yīng)注意減小環(huán)境變化引起的誤差。傳感器一般由制造廠在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)按規(guī)定條件進(jìn)行標(biāo)定。通常希望傳感器的標(biāo)定狀態(tài)盡可能模擬實(shí)際測(cè)量狀態(tài)，但在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)不可能模擬各種使用狀態(tài)。使用狀態(tài)改變引起測(cè)試數(shù)據(jù)變化時(shí)，將會(huì)給測(cè)量帶來(lái)明顯的誤差。為此，設(shè)計(jì)傳感器時(shí)就應(yīng)考慮這一因素的影響。某些環(huán)境條件對(duì)傳感器輸出的影響不可消除時(shí)，可在特定條件下標(biāo)定，并給出在不同條件下標(biāo)定值的修正系數(shù)或修正公式。若能在測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行標(biāo)定，則效果更好。靜態(tài)標(biāo)定是在規(guī)定條件下，利用一定準(zhǔn)確度等級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備(比被標(biāo)定測(cè)試系統(tǒng)的準(zhǔn)確度等級(jí)至少高一個(gè)等級(jí))，產(chǎn)生已知標(biāo)準(zhǔn)的靜態(tài)量(如標(biāo)準(zhǔn)壓力、應(yīng)變、位移等)作傳感器或測(cè)試系統(tǒng)的輸入量，用實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行多次重復(fù)測(cè)量，從而得到輸出量的過(guò)程。

2.2.1測(cè)試系統(tǒng)的靜態(tài)標(biāo)定

無(wú)加速度、無(wú)振動(dòng)、無(wú)沖擊(除非這些參數(shù)本身就是被測(cè)物理量)，環(huán)境溫度一般為室溫(20±5)℃，相對(duì)濕度不大于85％，大氣壓力為0.1MPa。1.靜態(tài)標(biāo)定條件(2)標(biāo)準(zhǔn)器具精度的選擇為保證標(biāo)定精度，須選擇與被標(biāo)定傳感器的精度要求相適應(yīng)的一定等級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)器具（一般所用的測(cè)量?jī)x器和設(shè)備的精度至少要比被標(biāo)定傳感器的精度高一個(gè)量級(jí)），它應(yīng)符合國(guó)家計(jì)量量值傳遞的規(guī)定，或經(jīng)計(jì)量部門檢定合格。這樣，通過(guò)標(biāo)定所確定的傳感器精度才是可靠的。2.2.1測(cè)試系統(tǒng)的靜態(tài)標(biāo)定（1）將傳感器或測(cè)試系統(tǒng)全量程(測(cè)量范圍)分成若干等間距點(diǎn)(至少6個(gè)點(diǎn))；2.靜態(tài)標(biāo)定過(guò)程

（2）根據(jù)量程分點(diǎn)情況，由小到大、再由大到小逐點(diǎn)輸入標(biāo)準(zhǔn)靜態(tài)量，并記錄下與各輸入值相對(duì)應(yīng)的輸出值；

（3）按步驟(2)的過(guò)程進(jìn)行多次重復(fù)測(cè)量，將得到的輸出－輸入測(cè)量數(shù)據(jù)用表格列出或繪成曲線；

（4）對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，根據(jù)處理結(jié)果就可確定測(cè)試系統(tǒng)的線性度、靈敏度、滯后量和重復(fù)性等靜態(tài)特性參數(shù)。

2.2.1測(cè)試系統(tǒng)的靜態(tài)標(biāo)定2.2.2測(cè)試系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)標(biāo)定動(dòng)態(tài)標(biāo)定以經(jīng)過(guò)校準(zhǔn)的動(dòng)態(tài)標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)(如標(biāo)準(zhǔn)正弦信號(hào)、階躍信號(hào)等)作為傳感器或測(cè)試系統(tǒng)的輸入，從而測(cè)量輸出－輸入的關(guān)系曲線(幅頻特性曲線、相頻特性曲線、階躍響應(yīng)曲線)，然后求出一階測(cè)試系統(tǒng)的時(shí)間常數(shù)，二階測(cè)試系統(tǒng)的阻尼度、固有角頻率。所采用的標(biāo)準(zhǔn)輸入信號(hào)的誤差應(yīng)為所要求測(cè)量結(jié)果誤差的

或更小。

傳感器的動(dòng)態(tài)標(biāo)定主要用于確定傳感器的動(dòng)態(tài)技術(shù)指標(biāo)。動(dòng)態(tài)技術(shù)指標(biāo)主要是研究傳感器的動(dòng)態(tài)響應(yīng)，而與動(dòng)態(tài)響應(yīng)有關(guān)的參數(shù)，一階傳感器只有一個(gè)時(shí)間常數(shù)τ，二階傳感器則有自然振蕩頻率wn和阻尼比ζ兩個(gè)參數(shù)。確定這些參數(shù)的方法很多，一般是通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定，如測(cè)量傳感器的階躍響應(yīng)、正弦響應(yīng)、線性輸入響應(yīng)、白噪聲，及用機(jī)械振動(dòng)法等。其中最常用的是測(cè)量傳感器的階躍響應(yīng)。2.2.2測(cè)試系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)標(biāo)定靈敏度的標(biāo)定與校準(zhǔn)傳感器在一定頻率與環(huán)境下，輸出量（電壓、電荷等）與輸入量（位移、速度、加速度等）之比。頻率響應(yīng)的標(biāo)定與校準(zhǔn)頻率響應(yīng)是傳感器的靈敏度隨頻率變化的關(guān)系，在振動(dòng)輸入幅值不變的情況下，用傳感器的輸出與頻率變化的關(guān)系來(lái)表示。即橫坐標(biāo)表示頻率，縱坐標(biāo)表示靈敏度。2.2.2測(cè)試系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)標(biāo)定2.2.2測(cè)試系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)標(biāo)定線性度的標(biāo)定與校準(zhǔn)線性度：在某一頻率下，傳感器的靈敏度隨振動(dòng)輸入量大小而變化的規(guī)律。若橫坐標(biāo)表示輸入，縱坐標(biāo)表示靈敏度，則理想傳感器或測(cè)量系統(tǒng)的線性度應(yīng)是一條過(guò)原點(diǎn)的直線。2.2.2測(cè)試系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)標(biāo)定傳感器標(biāo)定與校準(zhǔn)的方法

絕對(duì)法和比較法“絕對(duì)法”校準(zhǔn)傳感器電磁標(biāo)準(zhǔn)振動(dòng)臺(tái)（不受周圍環(huán)境的影響）給出位移、速度、加速度、頻率，并由相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量系統(tǒng)，測(cè)得固定在振動(dòng)臺(tái)上的傳感器的輸出電壓等，進(jìn)而計(jì)算出靈敏度。一個(gè)需校準(zhǔn)的加速度計(jì)的輸入加速度為

輸出電壓為:

則加速度計(jì)的電壓靈敏度為：

2.2.2測(cè)試系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)標(biāo)定與容易測(cè)量，關(guān)鍵是振幅（微幅，幾微米）的測(cè)定。一讀數(shù)顯微鏡振幅標(biāo)定法方法簡(jiǎn)單、方便、可靠、直觀，有一定的精度，是工程中較為實(shí)用的標(biāo)定方法。缺點(diǎn)是不能進(jìn)行連續(xù)標(biāo)定、標(biāo)定速度慢，在低頻區(qū)（）容易受電磁振動(dòng)臺(tái)的竄動(dòng)干擾影響，在高頻區(qū)（）又受到由于振幅減小（當(dāng)保持加速度或速度為定植時(shí)），讀數(shù)顯微鏡的讀數(shù)誤差比例相對(duì)增加的限制。這種方法要求選用綜合性能較好的振動(dòng)臺(tái)，并要求安裝在較大質(zhì)量且與能夠避免外界振動(dòng)干擾的基礎(chǔ)上。讀數(shù)顯微鏡振幅標(biāo)定系統(tǒng)如圖所示。2.2.2測(cè)試系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)標(biāo)定振動(dòng)臺(tái)放大器振動(dòng)臺(tái)控制系統(tǒng)讀出裝置頻率計(jì)示波器傳感器專用夾具讀數(shù)顯微鏡支架讀數(shù)顯微鏡振幅標(biāo)定系統(tǒng)2.2.2測(cè)試系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)標(biāo)定標(biāo)定時(shí)，傳感器安裝在專用夾具上。對(duì)于多個(gè)傳感器同時(shí)標(biāo)定時(shí)，傳感器需緊靠專用夾具周圍安裝，以避免振動(dòng)臺(tái)臺(tái)面上各點(diǎn)的振動(dòng)不同。標(biāo)定時(shí)，還需注意臺(tái)面的水平度誤差、讀數(shù)顯微鏡的仰角誤差、讀數(shù)顯微鏡的旋轉(zhuǎn)角誤差，一般應(yīng)控制在左右。2.2.2測(cè)試系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)標(biāo)定二互易法適用于磁電式、壓電式傳感器的標(biāo)定與校準(zhǔn)。這是一種絕對(duì)校準(zhǔn)法。具體方法很多，這里介紹兩只傳感器進(jìn)行二次測(cè)量的電阻分壓互易法。⑴將兩只加速度計(jì)用剛性支架以“背靠背”方式安裝在振動(dòng)臺(tái)上，如圖所示。測(cè)量?jī)芍患铀俣扔?jì)在激振頻率為時(shí)的輸出電壓和的比值；⑵將兩只加速度計(jì)直接以“背靠背”方式連接在一起，如圖所示。以某一只加速度計(jì)作為激振器，通過(guò)分壓器電阻輸入頻率為的電流，測(cè)量第二只加速度計(jì)在受振時(shí)產(chǎn)生的輸出電壓。進(jìn)而按下兩式可求得和：

2.2.2測(cè)試系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)標(biāo)定

若將代入上式，可得

式中、兩個(gè)加速度計(jì)的質(zhì)量；振動(dòng)臺(tái)的頻率；電阻值。2.2.2測(cè)試系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)標(biāo)定兩只加速度計(jì)的互易校準(zhǔn)法振動(dòng)臺(tái)1號(hào)加速度計(jì)2號(hào)加速度計(jì)1號(hào)加速度計(jì)2號(hào)加速度計(jì)2.2.2測(cè)試系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)標(biāo)定“比較法”校準(zhǔn)傳感器“比較法”將被校準(zhǔn)的傳感器與已知的標(biāo)準(zhǔn)傳感器相比較而得到被校準(zhǔn)傳感器的靈敏度和頻率特性曲線的方法。標(biāo)準(zhǔn)傳感器的靈敏度及頻率特性曲線必須是由“絕對(duì)法”最高校準(zhǔn)技術(shù)獲得的。標(biāo)準(zhǔn)傳感器的傳感元件通常是由石英晶體（性能穩(wěn)定）制成?！氨容^法”校準(zhǔn)傳感器的方法是將被校準(zhǔn)傳感器和標(biāo)準(zhǔn)傳感器同時(shí)安裝在標(biāo)準(zhǔn)振動(dòng)臺(tái)上，承受相同的振動(dòng)，然后測(cè)出它們的輸出信號(hào)。被校準(zhǔn)傳感器的靈敏度為：

式中標(biāo)準(zhǔn)傳感器的靈敏度；標(biāo)準(zhǔn)傳感器的輸出電壓；

被校準(zhǔn)傳感器的輸出電壓。2.2.2測(cè)試系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)標(biāo)定改變頻率，重復(fù)上述過(guò)程，則可得到被校準(zhǔn)傳感器的頻率特性曲線。進(jìn)行校準(zhǔn)時(shí)，將被校準(zhǔn)傳感器與標(biāo)準(zhǔn)傳感器“背靠背”地安裝在一個(gè)托架上，再將托架安裝在標(biāo)準(zhǔn)振動(dòng)臺(tái)上，保證兩個(gè)傳感器承受相同的振動(dòng)，但其相位則相反，校準(zhǔn)系統(tǒng)如圖所示。這種方法具有校準(zhǔn)速度快、操作方便等優(yōu)點(diǎn)。精度取決于標(biāo)準(zhǔn)傳感器的精度和性能（二級(jí)精度）。2.2.2測(cè)試系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)標(biāo)定“比較法”標(biāo)定裝置示意圖放大器讀出裝置讀出裝置放大器記錄儀標(biāo)準(zhǔn)振動(dòng)臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)傳感器被校準(zhǔn)傳感器標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量系統(tǒng)被校測(cè)量系統(tǒng)2.2.2測(cè)試系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)標(biāo)定頻響曲線和線性度的校準(zhǔn)一頻響曲線校準(zhǔn)頻率響應(yīng)曲線是指?jìng)鞲衅鞯撵`敏度隨頻率的變化情況。頻率響應(yīng)曲線的校準(zhǔn)也是在標(biāo)準(zhǔn)振動(dòng)臺(tái)上進(jìn)行，其校準(zhǔn)裝置如圖所示。圖1.114頻率響應(yīng)曲線校準(zhǔn)裝置示意圖電荷放大器定振裝置差頻振蕩功率放大器電荷放大器XY記錄儀2.2.2測(cè)試系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)標(biāo)定被校準(zhǔn)傳感器與標(biāo)準(zhǔn)傳感器（“背靠背”固定）接受相同的振動(dòng)，同時(shí)記錄兩個(gè)傳感器的振動(dòng)信號(hào)。圖中差動(dòng)振蕩器的目的是保證標(biāo)準(zhǔn)振動(dòng)臺(tái)以恒加速度振動(dòng)。固定振動(dòng)臺(tái)的振動(dòng)的幅值（標(biāo)準(zhǔn)量級(jí)），改變振動(dòng)臺(tái)的振動(dòng)頻率，測(cè)量出被校傳感器在不同頻率下的輸出量，再換算成靈敏度，即被校加速度計(jì)的頻率響應(yīng)特性曲線如圖所示。

2.2.2測(cè)試系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)標(biāo)定圖1.115加速度計(jì)的頻率響應(yīng)特性曲線2.2.2測(cè)試系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)標(biāo)定二線性度校準(zhǔn)線性度是指?jìng)鞲衅鞯撵`敏度隨輸入振動(dòng)量的大小變化的情況。線性度的校準(zhǔn)也是在標(biāo)準(zhǔn)振動(dòng)臺(tái)上進(jìn)行的。在一定的頻率（一般選），逐點(diǎn)改變輸入量，測(cè)出輸出量即可。線性度曲線如圖所示。圖1.116傳感器線性度曲線輸入量輸出量０理想曲線實(shí)際曲線2.2.2測(cè)試系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)標(biāo)定力傳感器的動(dòng)態(tài)標(biāo)定方法力傳感器的動(dòng)態(tài)靈敏度與動(dòng)態(tài)力測(cè)試系統(tǒng)的頻率特性需在動(dòng)態(tài)下進(jìn)行標(biāo)定。正弦激勵(lì)法力傳感器的頻率響應(yīng)用正弦激勵(lì)法校準(zhǔn)。方法是將力傳感器安裝在標(biāo)準(zhǔn)振動(dòng)臺(tái)上，在力傳感器頂部安裝一個(gè)重塊，以恒定的加速度在不同的頻率下激勵(lì)力傳感器，并記錄下力傳感器的輸出，即為該力傳感器的頻率響應(yīng)。沖擊力法這種方法是將力傳感器安裝在基礎(chǔ)上，落錘上安裝有加速度計(jì)，落錘自由下落，撞擊力傳感器，并記錄加速度計(jì)與力傳感器的響應(yīng)，即可求得力傳感器的靈敏度。用譜分析的方法，可以測(cè)出力傳感器的諧振頻率與頻率響應(yīng)。2.2.2測(cè)試系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)標(biāo)定電渦流傳感器的靜態(tài)標(biāo)定方法靜標(biāo)定系統(tǒng)該系統(tǒng)由靜校器、測(cè)量電路、高穩(wěn)定度穩(wěn)壓電源、數(shù)個(gè)電壓表、被測(cè)導(dǎo)體及被校傳感器組成。靜標(biāo)定系統(tǒng)示意圖如圖圖1.117靜標(biāo)定系統(tǒng)示意圖數(shù)字電壓表穩(wěn)壓電源測(cè)量電路傳感器測(cè)試盤千分尺2.2.2測(cè)試系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)標(biāo)定靜標(biāo)定方法

將被校準(zhǔn)傳感器固定于靜校器上，并將傳感器輸出送到測(cè)量電路中。被測(cè)導(dǎo)體（測(cè)試盤）和靜校器的千分尺相連，旋動(dòng)千分尺，被測(cè)導(dǎo)體和傳感器之間便有相對(duì)位移。被測(cè)導(dǎo)體和傳感器端面接觸時(shí)，，然后反轉(zhuǎn)千分尺，記下不同值時(shí)，傳感器的輸出電壓讀數(shù)。根據(jù)測(cè)得的數(shù)據(jù)，可繪出特性曲線，如圖所示。特性曲線2.3測(cè)試系統(tǒng)的靜態(tài)特性

研究靜態(tài)特性的目的:

(1)確定信號(hào)的大?。?/p>

(2)確定誤差的大小。系統(tǒng)的輸入、輸出不隨時(shí)間而變化的特性。2.3.1測(cè)試系統(tǒng)的靜態(tài)數(shù)學(xué)模型

在研究測(cè)試系統(tǒng)的線性特性時(shí)，可以不考慮零位輸出量，即取a0=0，靜態(tài)特性曲線過(guò)原點(diǎn)，如下圖所示。

(a)線性特性；(b)非線性僅有奇次項(xiàng)；(c)非線性僅有偶次項(xiàng)；(d)一般情況零點(diǎn)線性項(xiàng)非線性誤差項(xiàng)1.理想線性特性靜態(tài)特性曲線是一條過(guò)原點(diǎn)的直線，直線上所有點(diǎn)的斜率相等，測(cè)試系統(tǒng)的靈敏度為常數(shù)2.非線性項(xiàng)僅有奇次項(xiàng)靜態(tài)特性曲線關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱，在原點(diǎn)附近有較寬的線性范圍，差動(dòng)結(jié)構(gòu)的傳感器具有這種特性。2.3.1測(cè)試系統(tǒng)的靜態(tài)數(shù)學(xué)模型

3.非線性項(xiàng)僅有偶次項(xiàng)靜態(tài)特性曲線過(guò)原點(diǎn)，但不具有對(duì)稱性，線性范圍較窄，測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)很少采用這種特性。4.一般情況靜態(tài)特性曲線過(guò)原點(diǎn)，也不具有對(duì)稱性，非線性誤差大。2.3.1測(cè)試系統(tǒng)的靜態(tài)數(shù)學(xué)模型

1.線性度(非線性誤差)

標(biāo)定曲線

與擬合(理想)直線的接近程度。

2.3.2測(cè)試系統(tǒng)的靜態(tài)特性參數(shù)設(shè)擬合直線方程為：1）端點(diǎn)直線法取零位輸出值和滿量程輸出值作為直線的起點(diǎn)和終點(diǎn)，兩個(gè)端點(diǎn)的連線為擬合直線。特點(diǎn)：簡(jiǎn)單方便，但大，精度較低。

2）端點(diǎn)平移直線法將端點(diǎn)直線平行移動(dòng)，移動(dòng)間距為的一半，使標(biāo)定減小，精度提高。曲線分布在擬合直線的兩側(cè)。特點(diǎn)：簡(jiǎn)單方便，且

2.3.2測(cè)試系統(tǒng)的靜態(tài)特性參數(shù)3）平均法：若靜態(tài)標(biāo)定數(shù)據(jù)過(guò)零點(diǎn)，，，則或

把實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)按輸入量由小到大依次排列，分成個(gè)數(shù)近似相等的兩組，得

2.3.2測(cè)試系統(tǒng)的靜態(tài)特性參數(shù)4）最小二乘法：將代入得：該式表明擬合直線通過(guò)(,)點(diǎn)。當(dāng)時(shí)，有

2.3.2測(cè)試系統(tǒng)的靜態(tài)特性參數(shù)2.靈敏度

靈敏度是指測(cè)試系統(tǒng)對(duì)被測(cè)量變化的反應(yīng)能力，即輸出變化量與輸入變化量之比，即yx△x△y

2.3.2測(cè)試系統(tǒng)的靜態(tài)特性參數(shù)3.滯后量(遲滯或回程誤差)

在輸入量由小增大和由大減小的測(cè)量過(guò)程中，同一個(gè)輸入量對(duì)應(yīng)正反行程兩個(gè)輸出量的最大差值。

2.3.2測(cè)試系統(tǒng)的靜態(tài)特性參數(shù)4.重復(fù)性(重復(fù)誤差)

輸入量按同一方向變化時(shí)，在全量程范圍內(nèi)重復(fù)進(jìn)行測(cè)量所得到各特性曲線的重復(fù)程度，即

2.3.2測(cè)試系統(tǒng)的靜態(tài)特性參數(shù)5.靜態(tài)特性的其他參數(shù)靈敏閥：又稱為死區(qū)，用來(lái)衡量測(cè)量起始點(diǎn)不靈敏的程度。

分辨力：能引起輸出量發(fā)生變化時(shí)輸入量的最小變化量，表明測(cè)量裝置分辨輸入量微小變化的能力。零點(diǎn)漂移：輸出零點(diǎn)偏離原始零點(diǎn)的距離。

2.3.2測(cè)試系統(tǒng)的靜態(tài)特性參數(shù)測(cè)量范圍(量程)：測(cè)量裝置能正常測(cè)量最小輸入量和最大輸入量之間的范圍。

可靠性：與測(cè)量裝置無(wú)故障工作時(shí)間長(zhǎng)短有關(guān)的一種描述。

穩(wěn)定性：在一定工作條件下，當(dāng)輸入量不變時(shí)，輸出量隨時(shí)間變化的程度。

2.3.2測(cè)試系統(tǒng)的靜態(tài)特性參數(shù)案例：某力測(cè)量系統(tǒng)的靜態(tài)標(biāo)定數(shù)據(jù)如下表，求：靈敏度、線性度和滯后量。x(kN)0246420y(mV)03.87.9128.14.20.1

(mV)0.044.028.0011.988.004.020.04解：1）用最小二乘法

2.3.2測(cè)試系統(tǒng)的靜態(tài)特性參數(shù)(mV/kN)靈敏度：線性度：滯后量：擬合直線為：

2.3.2測(cè)試系統(tǒng)的靜態(tài)特性參數(shù)(mV/kN)靈敏度：線性度：滯后量：2）用平均法：，擬合直線求解的方法不同，計(jì)算結(jié)果是有差別的，其中最小二乘法計(jì)算結(jié)果可靠性最高。

2.3.2測(cè)試系統(tǒng)的靜態(tài)特性參數(shù)案例：物料配重自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)的靜態(tài)特性

2.3.2測(cè)試系統(tǒng)的靜態(tài)特性參數(shù)系統(tǒng)的輸入、輸出都隨時(shí)間而快速變化的特性。2.4測(cè)試系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性

研究動(dòng)態(tài)特性的目的:

(1)波形失真情況；

(2)響應(yīng)快慢。2.4.1測(cè)試系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型1.傳遞函數(shù)(復(fù)頻域描述)

拉氏變換(數(shù)學(xué)定義)：H(s)特點(diǎn)：與輸入、物理結(jié)構(gòu)及系統(tǒng)的初始狀態(tài)無(wú)關(guān)，只反映系統(tǒng)的傳輸、轉(zhuǎn)換和響應(yīng)特性。分母取決于系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)參數(shù)，分子取決于輸入方式等。2.4.1測(cè)試系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型串聯(lián)環(huán)節(jié)：并聯(lián)環(huán)節(jié)：復(fù)雜系統(tǒng)的傳遞函數(shù)：閉環(huán)反饋：式中：負(fù)反饋取“+”號(hào)，正反饋去“-”號(hào)。2.4.1測(cè)試系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型2.頻率特性(頻域描述)

()

頻率響應(yīng)函數(shù)的意義：直觀地反映了測(cè)試系統(tǒng)對(duì)不同頻率簡(jiǎn)諧信號(hào)激勵(lì)下的失真情況?！l特性——相頻特性2.4.1測(cè)試系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型幅頻特性：在不同頻率的簡(jiǎn)諧信號(hào)激勵(lì)下，穩(wěn)態(tài)輸出信號(hào)與輸入信號(hào)的幅值比。相頻特性：在不同頻率的簡(jiǎn)諧信號(hào)激勵(lì)下，穩(wěn)態(tài)輸出信號(hào)與輸入信號(hào)的相位差。2.4.1測(cè)試系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型1）一階系統(tǒng)的頻率特性

特征滯后2.4.1測(cè)試系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型一階系統(tǒng)頻率特性——時(shí)間常數(shù)；——靜態(tài)靈敏度。2.4.1測(cè)試系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型案例：用的溫度計(jì)，來(lái)測(cè)量復(fù)合周期溫度信號(hào)x(t)=sin2t+0.3sin20t，求測(cè)量結(jié)果y(t)=?

故時(shí)間常數(shù)

越小失真越小。理想情況：解：當(dāng)時(shí)，，當(dāng)時(shí)，，

由于時(shí)間常數(shù)太大，測(cè)量結(jié)果與被測(cè)對(duì)象相差較大(測(cè)量誤差較大)，且頻率越高誤差越大。若，2.4.1測(cè)試系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型一階系統(tǒng)階躍響應(yīng)：一階系統(tǒng)脈沖響應(yīng)：時(shí)間常數(shù)越小，響應(yīng)越快。2.4.1測(cè)試系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型稱重(應(yīng)變片)F2）二階系統(tǒng)的頻率特性加速度計(jì)2.4.1測(cè)試系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型LRC振蕩回路——固有角頻率——阻尼度(比)——靜態(tài)靈敏度2.4.1測(cè)試系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型動(dòng)圈式儀表測(cè)力彈簧特征振蕩2.4.1測(cè)試系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型理想情況：

阻尼度

，固有頻率越高，失真越小2.4.1測(cè)試系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型二階系統(tǒng)幅頻特性二階系統(tǒng)相頻特性2.4.1測(cè)試系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型案例：用的測(cè)力彈簧去測(cè)量的正弦變化力時(shí)，求幅值誤差和相位誤差。

解：由于阻尼度，固有頻率也較低，幅值誤差和相位誤差都較大。2.4.1測(cè)試系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型阻尼度，固有頻率越高，響應(yīng)越快。二階系統(tǒng)脈沖響應(yīng)二階系統(tǒng)階躍響應(yīng)二階系統(tǒng)脈沖響應(yīng)2.4.1測(cè)試系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型阻尼度和固有頻率的作用：2.4.1測(cè)試系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型2.4.2測(cè)試系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性參數(shù)的測(cè)量1.用頻率響應(yīng)法測(cè)量(正弦波激勵(lì)法)

根據(jù)頻率保持性，用正弦信號(hào)去激勵(lì)被測(cè)系統(tǒng)，保持正弦信號(hào)的幅值不變，依次改變其頻率

，同時(shí)測(cè)出激勵(lì)和穩(wěn)態(tài)輸出的幅值

和相位

，從而得到幅值比和相位差。

由各頻率對(duì)應(yīng)的幅值比和相位差，繪制幅頻特性和相頻特性曲線，然后求取動(dòng)態(tài)特性參數(shù)。

2.4.2測(cè)試系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性參數(shù)的測(cè)量1）用頻率響應(yīng)法測(cè)量時(shí)間常數(shù)由幅頻特性和相頻特性可知：當(dāng)幅頻特性，相頻特性時(shí)，對(duì)應(yīng)的橫坐標(biāo)，由此查出該點(diǎn)對(duì)應(yīng)輸入信號(hào)的頻率，即可得到時(shí)間常數(shù)。2.4.2測(cè)試系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性參數(shù)的測(cè)量0.707

2）用頻率響應(yīng)法測(cè)量和——共振法當(dāng)很小時(shí)：2.4.2測(cè)試系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性參數(shù)的測(cè)量案例：音響系統(tǒng)頻率特性評(píng)定y(t)=x(t)*h(t)Y(f)=X(f)H(f)

改進(jìn):脈沖/白噪聲輸入，測(cè)量其輸出，然后再求輸出的頻譜。飛機(jī)模態(tài)分析2.4.2測(cè)試系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性參數(shù)的測(cè)量2.用脈沖響應(yīng)法測(cè)量H(s)固有頻率、阻尼度若系統(tǒng)的輸入為單位脈沖

，由于的拉氏變換為1，則

Y(s)=H(s)或

y(t)=L-1[H(s)]=h(t)2.4.2測(cè)試系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性參數(shù)的測(cè)量案例：鏜桿固有頻率測(cè)量2.4.2測(cè)試系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性參數(shù)的測(cè)量案例：橋梁固頻測(cè)量原理：在橋中設(shè)置三角形障礙物，利用汽車路過(guò)障礙物時(shí)的沖擊對(duì)橋梁進(jìn)行激勵(lì)，通過(guò)應(yīng)變片測(cè)量橋梁的動(dòng)態(tài)變形，從而得到橋梁的固有頻率。2.4.2測(cè)試系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性參數(shù)的測(cè)量3.用階躍響應(yīng)法測(cè)量

若系統(tǒng)輸入信號(hào)為單位階躍信號(hào)，即x(t)=u(t)，則X(s)=1/s，此時(shí)Y(s)=H(s)/sH(s)阻尼度、固有頻率優(yōu)點(diǎn)：直觀缺點(diǎn)：簡(jiǎn)單系統(tǒng)識(shí)別2.4.2測(cè)試系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性參數(shù)的測(cè)量1）用階躍響應(yīng)法測(cè)量

0.6322.4.2測(cè)試系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性參數(shù)的測(cè)量若將階躍響應(yīng)函數(shù)表達(dá)式改寫為：兩邊取對(duì)數(shù)得：則這種方法運(yùn)用了全部測(cè)量數(shù)據(jù)，即考慮了階躍響應(yīng)的全過(guò)程，且Z與t呈線性關(guān)系。若Z與t為非線性，則不是一階系統(tǒng)。2.4.2測(cè)試系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性參數(shù)的測(cè)量

2）用階躍響應(yīng)法測(cè)量和——自振法

M1M2Td2.4.2測(cè)試系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性參數(shù)的測(cè)量案例：在橋梁中懸掛重物，突然剪斷繩索，測(cè)得階躍響應(yīng)曲線如圖所示，求橋梁的阻尼度和固有頻率。解：

2.4.2測(cè)試系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性參數(shù)的測(cè)量原理：在橋梁中懸掛重物，然后突然剪斷繩索，產(chǎn)生階躍激勵(lì)，通過(guò)應(yīng)變片測(cè)量橋梁動(dòng)態(tài)變形，得到橋梁固有頻率。案例：橋梁固有頻率測(cè)量2.4.2測(cè)試系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性參數(shù)的測(cè)量實(shí)驗(yàn)：懸臂梁固有頻率測(cè)量2.4.2測(cè)試系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性參數(shù)的測(cè)量測(cè)試系統(tǒng)的輸出y(t)與輸入x(t)滿足下列關(guān)系：2.4.3實(shí)現(xiàn)不失真測(cè)量的條件

該系統(tǒng)的輸出波形與輸入波形精確地相似，只是幅值放大了A0倍，時(shí)間上延遲了t0。這種情況下，認(rèn)為測(cè)試系統(tǒng)具有不失真測(cè)量的特性。tx(t)y(t)時(shí)域條件傅里葉變換：

頻域條件常數(shù)2.4.3實(shí)現(xiàn)不失真測(cè)量的條件實(shí)際情況下，輸入信號(hào)頻率不同，輸出的幅值和相位都不同，因此會(huì)產(chǎn)生幅值和相位失真，且頻率越高失真越大。2.4.3實(shí)現(xiàn)不失真測(cè)量的條件對(duì)一階測(cè)量系統(tǒng)，時(shí)間常數(shù)越小越好。失真小、響應(yīng)快、滿足不失真測(cè)量條件的頻帶寬。當(dāng)時(shí)，幅值誤差。對(duì)二階測(cè)量系統(tǒng)，阻尼度、固有頻率越高越好。幅頻特性接近于常數(shù)范圍大，相頻特性也近似于線性關(guān)系。失真小、響應(yīng)快、滿足不失真條件的頻帶寬。當(dāng)，時(shí)，。常數(shù)2.4.3實(shí)現(xiàn)不失真測(cè)量的條件在實(shí)際測(cè)試工作中，當(dāng)一個(gè)測(cè)量環(huán)節(jié)聯(lián)接到另一個(gè)被測(cè)環(huán)節(jié)上時(shí)，必然對(duì)測(cè)量結(jié)果產(chǎn)生影響，即產(chǎn)生負(fù)載效應(yīng)。傳遞函數(shù)也不再是各組成環(huán)節(jié)的簡(jiǎn)單疊加或乘積關(guān)系。

2.4.4負(fù)載效應(yīng)

ER1R2VRL當(dāng)沒(méi)接電壓表時(shí)：當(dāng)接上電壓表后：誤差為：當(dāng)時(shí)，

。

2.4.4負(fù)載效應(yīng)

案例：物料配重自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)2.4.4負(fù)載效應(yīng)

案例：RC低通濾波器產(chǎn)生的負(fù)載效應(yīng)兩者沒(méi)串聯(lián)時(shí)：兩者串聯(lián)后：2.4.4負(fù)載效應(yīng)

為了使測(cè)量結(jié)果能盡量準(zhǔn)確地反映被測(cè)對(duì)象的動(dòng)態(tài)特性，排除負(fù)載影響，應(yīng)使。故：，C2也盡量小。減小負(fù)載效應(yīng)的措施：（1）提高后續(xù)環(huán)節(jié)(負(fù)載)的輸入阻抗；（2）在兩個(gè)環(huán)節(jié)之間，插入高輸入阻抗、低輸出阻抗的放大器(跟隨器)。2.4.4負(fù)載效應(yīng)

案例：測(cè)力計(jì)產(chǎn)生的負(fù)載效應(yīng)測(cè)力計(jì)被測(cè)對(duì)象（1）靜態(tài)情況：2.4.4負(fù)載效應(yīng)

接上測(cè)力計(jì)后：沒(méi)接測(cè)力計(jì)時(shí)：（2）動(dòng)態(tài)情況為了使測(cè)量結(jié)果能盡量準(zhǔn)確地反映被測(cè)對(duì)象的動(dòng)態(tài)特性，應(yīng)使。故：，，。2.4.4負(fù)載效應(yīng)

2.5測(cè)試系統(tǒng)的抗干擾設(shè)計(jì)

2.5.1電磁干擾抗電磁干擾技術(shù)又稱為“電磁兼容技術(shù)”。電磁兼容是指裝置或系統(tǒng)在其設(shè)備的預(yù)定場(chǎng)所投入實(shí)際運(yùn)行時(shí)，既不受周圍電磁環(huán)境的影響，又不影響周圍的環(huán)境，也不發(fā)生性能惡化和失誤工作，而能按設(shè)計(jì)要求正常工作的能力。形成電磁干擾有三個(gè)要素：向外發(fā)送干擾的源——干擾源；傳播電磁干擾的途徑——耦合通道；承受電磁干擾的受體——受擾設(shè)備。

2.5.2屏蔽、接地與隔離設(shè)計(jì)

1）電磁屏蔽：利用高電導(dǎo)率和高磁導(dǎo)率材料制成封閉的低阻抗容器，將受擾電路置于該容器中，從而抑制該容器外的干擾與噪聲對(duì)容器內(nèi)電路的影響?；?qū)a(chǎn)生干擾與噪聲的電路置于該容器之中，從而減弱或消除其對(duì)外部電路的影響。

1.電磁屏蔽與雙絞線傳輸抑制電磁干擾的措施：消除或抑制干擾源；切斷或破壞干擾源與受擾設(shè)備之間的耦合通道；加強(qiáng)受擾設(shè)備抗電磁干擾