(5.15)--3.4 不失真测量机械测试技术.ppt

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1、测试测试技术技术在测量过程中，测量装置的输出信在测量过程中，测量装置的输出信号能号能真实真实、准确准确地反映出被测对象地反映出被测对象的信息。的信息。不失真测量的定义不失真测量的定义测试测试技术技术测量装置：测量装置：时域特性时域特性：增益增益：时延时延其中：其中：系数都为系数都为常数常数，表明该测量装置输出，表明该测量装置输出的波形和输入波形精确地一致。的波形和输入波形精确地一致。测试测试技术技术测试测试技术技术对时域表达式进行傅里叶变换：对时域表达式进行傅里叶变换：频率特性：频率特性：频域特性频域特性测试测试技术技术幅频特性：幅频特性：相频特性：相频特性：幅频曲线幅频曲线相频曲线相频曲线测

2、试测试技术技术幅值失真幅值失真相位失真相位失真A()不等于常数时所引起不等于常数时所引起的失真。的失真。()与与之间的非线性关系之间的非线性关系所引起的失真。所引起的失真。测试测试技术技术如果测量的目的只是为了精确地测量如果测量的目的只是为了精确地测量出信号的出信号的波形波形，只是反映被测对象的，只是反映被测对象的幅值变化幅值变化，而对时间上的时延并没有，而对时间上的时延并没有特殊要求，不失真测量条件完全满足特殊要求，不失真测量条件完全满足要求。要求。如果测量的结果要用来作为如果测量的结果要用来作为反馈控制反馈控制信号，那么还应当注意到输出对输入信号，那么还应当注意到输出对输入的时间滞后有可能

3、破坏系统的稳定性。的时间滞后有可能破坏系统的稳定性。应根据具体要求，力求减小应根据具体要求，力求减小时间滞后时间滞后。测试测试技术技术首先首先，要选用，要选用合适的测量装置合适的测量装置。在测量频率范围内，其幅频、相在测量频率范围内，其幅频、相频特性接近不失真测试条件。频特性接近不失真测试条件。其次其次，对输入信号做，对输入信号做必要的前置必要的前置处理处理，及时滤去非信号频带内的，及时滤去非信号频带内的噪声，尤其要防止某些频率位于噪声，尤其要防止某些频率位于测量装置共振区的噪声的进入。测量装置共振区的噪声的进入。测试测试技术技术装置特性的选择装置特性的选择：分析并权衡幅值失：分析并权衡幅值失

4、真、相位失真对测试的影响。真、相位失真对测试的影响。只要求了解信号的频率成分及其强度，只要求了解信号的频率成分及其强度，并不关心其确切的波形变化，并不关心其确切的波形变化，重点关重点关注注测量装置的测量装置的幅频特性幅频特性。若要求测得特定波形的延迟时间，若要求测得特定波形的延迟时间，重重点关注点关注测量装置的测量装置的相频特性相频特性。测试测试技术技术时间常数时间常数是一阶装置的重要是一阶装置的重要特征参数，决定了一阶装置特征参数，决定了一阶装置适用的频率范围。适用的频率范围。时间常数时间常数越小，装置的响应越小，装置的响应越快，近于满足测试不失真越快，近于满足测试不失真条件的频带也越宽。条

5、件的频带也越宽。一阶装置的时间常数一阶装置的时间常数原则上原则上越小越好越小越好。一阶装置一阶装置测试测试技术技术二阶装置中，最重要的参数为二阶装置中，最重要的参数为系统系统无阻尼固有频率无阻尼固有频率n和系和系统统阻尼比阻尼比。系统系统无阻尼固有频率无阻尼固有频率n决定决定了系统的了系统的工作频宽工作频宽。系统系统阻尼比阻尼比决定了系统的决定了系统的综综合性能合性能。二阶装置二阶装置测试测试技术技术幅频特性幅频特性A()几乎是一条水平线，变几乎是一条水平线，变化范围不超过化范围不超过10%；相频特性相频特性()的数值较小，接近直线。的数值较小，接近直线。在这个范围内测量，波形输出失真很在这个

6、范围内测量，波形输出失真很小，是小，是较理想较理想的工作区域。的工作区域。无阻尼固有频率无阻尼固有频率 n 的影响的影响测试测试技术技术相频特性相频特性()接近接近180，且随，且随变化变化很小。很小。措施：措施：如果在实际测量电路中或数据如果在实际测量电路中或数据处理中处理中减去固定相位差减去固定相位差或者利用或者利用反相反相器器把测量信号反相把测量信号反相180，则其相频特，则其相频特性基本上满足不失真测量条件。性基本上满足不失真测量条件。但此时但此时幅频特性幅频特性A()太小，输出信号太小，输出信号的幅值也太小。的幅值也太小。测试测试技术技术阻尼比阻尼比 取值取值过低过低，系统容易，系统

7、容易产生产生超调超调和和振荡现象振荡现象；取值取值过高过高，A()在高频段衰减在高频段衰减加大，造成加大，造成高频段幅值过小高频段幅值过小，不利于信号的输出和后续电路不利于信号的输出和后续电路处理。处理。阻尼比阻尼比 的影响的影响测试测试技术技术一般来说，当一般来说，当 =0.60.8 时，可以时，可以获得较为合适的综合特性。获得较为合适的综合特性。对二阶系统，当对二阶系统，当 =0.70 时，在时，在00.58n 的频率范围内，的频率范围内，A()变化变化不超过不超过5%，同时，同时()也接近直线。也接近直线。测试测试技术技术1.掌握不失真测量的条件掌握不失真测量的条件2.理解不失真测量的意义理解不失真测量的意义3.掌掌握握一一阶阶与与二二阶阶参参数数在在测测量量中中的影响的影响教学小结教学小结