第1章测试系统特性分析 、概述 二、测量误差 、测试系统的静态特性 四、测试系统的动态特性 五、测试系统实现精确测量的条件 六、测试系统的负载效应
第1章 测试系统特性分析 一、概述 二、测量误差 三、测试系统的静态特性 四、测试系统的动态特性 五、测试系统实现精确测量的条件 六、测试系统的负载效应
概述 ●信号与系统紧密相关。 ●被测的物理量亦即信号作用于一个测试系统, 而该系统在输入信号亦即激励的驱动下对它 进行“加工”,并将经“加工”后的信号进 行输出。 ●输出信号的质量必定差于输入信号的质量。 受测试系统的特性影响; 受信号传输过程中干扰的影响
一、概述 ⚫ 信号与系统紧密相关。 ⚫ 被测的物理量亦即信号作用于一个测试系统， 而该系统在输入信号亦即激励的驱动下对它 进行“加工”，并将经“加工”后的信号进 行输出。 ⚫ 输出信号的质量必定差于输入信号的质量。 – 受测试系统的特性影响； – 受信号传输过程中干扰的影响
h(t x 系统 yt 输入 输出 图1.1测试系统框图 一个测试系统与其输入、输出之间的关系: 若已知输入量和系统的传递特性,则可求出系统的输出量 2.已知系统的输入和输出量,求系统的传递特性 已知系统的传递特性和输出量,来推知系统的输入量 ●希望输入与输出之间是一种一一对应的确定关系, 因此要求系统的传递特性是线性的 对于静态测量,系统的线性特性要求并非是必须的,采取 曲线校正和补偿技术来作非线性校正较为容易。 对于动态测量,对测试装置或系统的线性特性关系的要求 便是必须的。在动态测量的条件下,非线性的校正和处理 难于实现且十分昂贵
⚫ 一个测试系统与其输入、输出之间的关系 ： 1. 若已知输入量和系统的传递特性，则可求出系统的输出量。 2. 已知系统的输入和输出量，求系统的传递特性。 3. 已知系统的传递特性和输出量，来推知系统的输入量。 ⚫ 希望输入与输出之间是一种一一对应的确定关系， 因此要求系统的传递特性是线性的。 – 对于静态测量，系统的线性特性要求并非是必须的，采取 曲线校正和补偿技术来作非线性校正较为容易。 – 对于动态测量 ，对测试装置或系统的线性特性关系的要求 便是必须的。在动态测量的条件下，非线性的校正和处理 难于实现且十分昂贵。 图1.1 测试系统框图
二、测量误差 ●定义: 误差E是指示值与真值或准确值的差 E 三X-X xm一指示值; ⅹ一真值或准确值 校正值或修正值B是与误差E的数值相等但符号 相反的值: B=X-Xm
二、测量误差 ⚫ 定义： – 误差E是指示值与真值或准确值的差： E=xm-x (1.1) xm－指示值； x－真值或准确值。 – 校正值或修正值B是与误差E的数值相等但符号 相反的值 ： B=x-xm (1.2)
●分类一(根据误差的性质) 系统误差: 定义:每次测量同一量时,呈现出相同的或确定性方 式的那些测量误差。 产生原因:由标定误差、持久发生的人为误差、不良 仪器造成的误差、负载产生的误差、系统分辨率局限 生的误差等因素所产生。 随机误差: 定义:每次测量同一量时,其数值均不一致、但却具 有零均值的那些测量误差。 产生的原因有:测量人员的随机因素、设备受干扰 实验条件的波动、测量仪器灵敏度不够等。 过失误差或非法误差: ●意想不到而存在的误差。 如实验中因过失或错误引起的误差,实验之后的计算 误差等
⚫ 分类一（根据误差的性质）： – 系统误差： ⚫ 定义：每次测量同一量时，呈现出相同的或确定性方 式的那些测量误差。 ⚫ 产生原因：由标定误差、持久发生的人为误差、不良 仪器造成的误差、负载产生的误差、系统分辨率局限 产生的误差等因素所产生。 – 随机误差： ⚫ 定义：每次测量同一量时，其数值均不一致、但却具 有零均值的那些测量误差。 ⚫ 产生的原因有：测量人员的随机因素、设备受干扰、 实验条件的波动、测量仪器灵敏度不够等。 – 过失误差或非法误差： ⚫ 意想不到而存在的误差。 ⚫ 如实验中因过失或错误引起的误差，实验之后的计算 误差等