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会计学3.1概述1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。2组成●激励(excitation):测量系统的输入量。●响应(response):测量系统的输出量。●失真:测量系统的响应与激励的不一致性。理想的系统:测量系统的响应能真实地再现输入的变化,或者是测量系统的响应是激励的相似量。3基本特性是指测量系统与输入、输出的关系。4研究测量系统的目的(1)已知Y,H(S)X(被测量)3.2测量系统的静态特性1定义测量系统的输入不随时间变化的测量系统输入与输出之间呈现的关系。2表达式理想测量系统:线性特性y=S0+S1x实际的测量系统:非线性特性y=S0+S1x+S2x2+…3.2.1静态特性的获得测量系统的静态特性3.2.2静态特性的基本参数3.2.2静态特性的基本参数3.2.2静态特性的基本参数3.2.2静态特性的基本参数3.2.2静态特性的基本参数3.2.3静态特性的质量指标3.2.3静态特性的质量指标重复性误差为随机误差,引用误差表示形式为:重复性是指标定值的分散性,是一种随机误差,也可以根据标准偏差来计算△R:标准偏差σ按贝塞尔公式计算,即j——标定点序号,j=1、2、3、…、m;i——标定的循环次数,i=1、2、3、…、n;3.2.3静态特性的质量指标a)理论拟合直线最小二乘法拟合x即得到k和b的表达式:3.2.3静态特性的质量指标与精确度有关指标:精密度、准确度和精确度(精度)精确度:是精密度与准确度两者的总和,精确度高表示精密度和准确度都比较高。在最简单的情况下,可取两者的代数和。机器的常以测量误差的相对值表示。3.2.3静态特性的质量指标3.2.3静态特性的质量指标3.2.3静态特性的质量指标一个大的系统往往可以分解成一些小系统的组合,这些小系统可分为零阶系统,一阶系统,二阶系统。其他高阶系统可由这三个理想化的小系统组合而成。因此只需要对这三个环节的动态特性有所了解,对高阶系统的性能分析也是可能的。1定义:输入信号x(t)是随时间t变化的X-Y的特性。反映其测量动态信号的能力。2数学描述:测量系统的动态特性用数学模型来描述,主要有三种形式:①时域中的微分方程;②复频域中的传递函数;③频域中的频率特性。①时域中的微分方程②复频域中的传递函数传递函数有以下特点:①H(S)和输入x(t)无关,它只反映测量系统本身固有的特性②H(S)反映系统的响应特性,包含瞬态、稳态的时间响应和频率响应的全部信息,而与具体的物理结构无关。③不同的物理系统可以有相同的传递函数。④传递函数与微分方程等价。③频域中的频率特性对于稳定的常系数线性系统,可用傅里叶变换代替拉氏变换3研究动态特性的目的:根据信号频率范围及测量误差的要求确立测量系统;已知测量系统的动态特性,估算可测量信号的频率范围与对应的动态误差。3.3.2常用测量系统的数学模型温度一阶系统时间常数测量:1.一阶系统幅频特性一阶系统频率特性的特点:当时,当时,,输入输出幅值几乎相等,当时,点称为转折频率。τ反映一阶系统特性的重要参数。2二阶系统2.二阶系统的数学模型微分方程为系统固有角频率,为阻尼比传递函数频率特性二阶系统的频率特性测量系统动态特性的评价指标及其测量2评价系统动态特性的频域指标评价系统频域动态特性时,常用幅频特性与相频特性,一般希望幅频特性平直段长,相频特性的相位差与频率成线性关系;用带宽、带宽内幅值误差以及带宽内相位差等指标来比较完整地评价系统的动态特性。3测量系统的动态性能指标的测定动态特性指标的实验测量方法有时域测定法和频域测定法。(1)时域测定法通过测量系统对单位阶跃信号的响应来确定其动态特性参数。求一阶系统时间常数方法1:以单位阶跃激励一阶测试系统,得到系统对单位阶跃的响应,取输出值达到最终值(稳定值)的63.2%时所经历的时间作为时间常数。方法2:采用观测响应全过程的方法来确定时间常数。测得各时刻t对应的y(t)值,作曲线,时间常数为:3一阶系统特性参数的求取(τ、A的求取)当系统输入阶跃信号x(t)时,响应为y(t)3一阶系统特性参数的求取(τ、A的求取)a.τ的测量与一阶系统的判定b.输出最终值y(∞)的实时快速测定——三点计算法二阶系统的阶跃响应二阶系统的阶跃响应的特性参数3.3.4系统特性参数、动态误差与信号频率的关系1广义动态误差一个测量系统的频率特性为W(jω),它所要执行的功能用理想频率特性表示为WN(jω),二者之间存在的误差。动态幅值误差表达式为:2典型环节的动态误差(2)二阶系统的动态误差(3)微分器的动态误差(4)积分器的