机械工程测试技术基础讲稿(第六周).ppt

上传人:牧羊曲112 文档编号:6583830 上传时间:2023-11-15 格式:PPT 页数:99 大小:4.30MB
返回 下载 相关 举报
机械工程测试技术基础讲稿(第六周).ppt_第1页
第1页 / 共99页
机械工程测试技术基础讲稿(第六周).ppt_第2页
第2页 / 共99页
机械工程测试技术基础讲稿(第六周).ppt_第3页
第3页 / 共99页
机械工程测试技术基础讲稿(第六周).ppt_第4页
第4页 / 共99页
机械工程测试技术基础讲稿(第六周).ppt_第5页
第5页 / 共99页
点击查看更多>>
资源描述

《机械工程测试技术基础讲稿(第六周).ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《机械工程测试技术基础讲稿(第六周).ppt(99页珍藏版)》请在三一办公上搜索。

1、主讲人:周晓军 教授、博导联系电话:Email:办公地点:浙江大学玉泉校区教1104,机 械 工 程 测 量 学 测试技术基础,第六周授课内容,1.电桥2.模拟信号调制与解调3.滤波器4.信号的显示与记录5.测量装置的概述及其静态特性,1.电桥,电桥是将电阻、电感、电容等参量的变化变为电压或电流输出的一种测量电路。因为其测量电路简单,具有较高的精确度和灵敏度,故应用广泛。按照激励电压的性质,分为直流和交流电桥;按照输出方式,分为不平衡桥式电路和平衡桥式电路。,输出电压与各臂电阻间的关系:,直流电桥,时称为电桥平衡,即电桥的输出为0.,电桥在使用前需要调平衡。,?,1.1 直流电桥,其中:为非线

2、性误差。,基本公式,当四个臂的阻值均发生变化时,存在如下关系:,(1)相邻桥臂阻值同向变化,产生的输入互相抵消。(2)相邻桥臂阻值反向变化,产生的输入互相迭加。因此,只有相对两臂有相同方向的变化量,才能使输入电压有最大值电桥的和差特性。,根据四个臂阻值的变化规律,电桥连接方式分为单臂、半桥和全桥连接。,设计时一般取:,单臂电桥接法,此时:,其中:,半桥电路接法,全桥电路接法,1、非线性误差 单端变动时0,而差动变化时总有=0,提醒我们在组桥时采用差动变动的形式。2、电压输出 灵敏度,从以上三个式子可以看出:(1)全桥时输出为最大。(2)灵敏度与电桥的工作桥臂数目和输入电压有关,与阻值无关。,分

3、析与总结,3.直流电桥与干扰,电桥是在平衡条件下工作的,由于 是一个十分小的量,当电源电压不稳定所造成的干扰是不可忽略的。为了抑制干扰,通常采用如下措施:,电桥的信号引线采用屏蔽电缆,即RVVP型号电缆;,屏蔽电缆的屏蔽金属网应该与电源至电桥的负接线端 连接。此地点应该与放大器的机壳地隔离;,放大器应该具有高共模抑制比。,供桥电源为交流,仍为基本电桥电路的形式,但是在各个臂内可能串、并联有电感、电容、电阻或其组合。因此除了电阻之外还有我们所说的阻抗。,电桥的平衡条件:直流 交流,交流电桥,1.2 交流电桥,输出电压:,因此交流电桥的平衡条件可写为:,例:1.交流电桥,求平衡条件。,2.电容电桥

4、,3.电感电桥,对于电桥来说,误差主要来源于非线性误差和温度误差。,减少非线性误差的办法是采用半桥双臂和全桥接法。,温度误差是因为温度变化而引起阻值变化不同造成的,即上述双臂电桥接法中 等。减少温度误差的办法是在贴应变片时尽量使得各应变片间的温度一致,利用电桥电路的相邻两臂工作。,1.3 电桥测量的误差及其补偿,对于交流电桥来说,除了调电阻平衡外还要调节电容平衡。对于纯电阻的交流电桥,虽然电桥电路的四臂只有电阻,但由于导线间存在分布电容,相当于在电阻的旁边并联一电容。因此在电阻应变仪的面板一定还有一个调电容平衡的按钮。交流电桥在调平衡后,当各臂阻值发生变化时所产生的的输出与直流电桥相似,可以套

5、用直流电桥公式。,单端变动:,半桥差动变动:,全桥差动变动:,2、模拟信号的调制与解调,在测试技术中,许多情况下需要对信号进行调制。例:温度、位移、力等参数,经过传感器变换以后,多为低频缓变(在直流至几十千赫兹之间)的微弱信号,如采用交流放大,需要进行调制;电容、电感等传感器采用了调频电路,将被测量转换为可测电量(频率变化);在信号分析中,信号的截断、窗函数加权等,亦是一种振幅调制;对于混响信号,由于回声效应引起的信号的叠加、乘积、卷积等现象,其中乘积即为调幅现象。,调制就是使一个信号的某些参数在另一个信号的控制下而发生变化的过程。前一信号称为载波,后一信号(控制信号)称为调制信号。对应于信号

6、的三要素:幅值、频率和相位,根据载波的幅值、频率和相位随调制信号而变化的过程,调制可以分为调幅、调频和调相。其波形分别称为调幅波、调频波和调相波。,调幅调频调相,幅值频率相位,调幅波调频波调相波,载波、调制信号及调幅、调频波,载波信号,调制信号,调幅波形,调频波形,a),b),c),d),调制的目的是为了便于缓变信号的放大和传送,而解调的目的是为了恢复被调制的信号。如在电话电缆、有线电视电缆中,由于不同的信号被调制到不同的频段,因此,在一根导线中可以传输多路信号。声音信号就是缓变信号,各电台用不同的载波频率将声音信号传送出去,可避免各电台间的相互干扰,再由解调装置进行解调恢复出原来的信号。为了

7、减小放大电路可能引起的失真,信号的频宽相对于中心频率(载波频率)应越小越好,实际载波频率常至少数倍甚至数十倍于调制信号频率。,幅值调制的工作原理,设调制信号为f(t),其最高频率成分为fmax,载波信号为,偏置电压,调制信号,载波信号,2.1 幅值调制与解调,调幅波:,调幅的过程是调制信号与载波相乘,调制过程框图:,乘法器,A0放大器,平衡调制器,正弦信号发生器,f(t),调制结果:,信号的振荡频率为f0,(利用傅里叶变换的卷积性质),线性性质,卷积性质,频谱分析,即:,调制过程:,1、幅值调制过程是“频谱搬移”过程。由于在搬移过程中频谱结构没有变化,通常幅值调制也称f为线性调制。,调制的分析

8、,2、注意到在正频率区间,基带信号的频谱F(f)的频带是(0,fmax),调幅信号的频谱却把F(f)一变为二,成为两个频带:(f0-fmax,f0)和(f0,f0+fmax)称前者为下边带,称后者为上边带。,w,w,F(f),sAM(f),-fmax,fmax,A0/2,A0/2,-f0,-(f0-fmax),-(f0+fmax),f0,f0-fmax,f0+fmax,0,0,3、在f0处出现冲激,它表明载波分量的存在。值得注意的是载波分量幅值虽然大,但并不携带调制波信息。4、如基带信号的最高频率为fmax,幅值调制后调幅信号的带宽为2fmax.,5、假定被调制信号(基带信号)为单一频率信号,

9、即:,调幅波:,调制系数:将mA称为调制系数(调制度)。若mA1,调制后的调幅信号的包络线将产生失真,该失真称为过调制。不产生过调制的条件是:,正常调制,过调制,对于未加偏置的调制方法,可以采用同步解调的方法进行解调。即用载波再与调幅波相乘一次。,解调,调幅过程相当于“频谱搬移”过程。,若把调幅波再次与原来的载波信号相乘,则频谱再一次“搬移”。,解调过程,-,f,0,f,0,1,F,(,f,),Y,(,f,),1/2,1/2,0,f,f,f,0,-,f,m,f,m,-,f,0,f,0,1/2,1/2,0,F,m,(,f,)=,F,(,f,),*,Y,(,f,),f,-,f,m,f,m,-2,f

10、,0,f,0,1/4,1/4,0,同步解调,1,频谱搬家过程,对于偏置调幅,其调幅波的包络线具有原信号的形状,需整流、滤波(即包络检波)便可恢复原信号。这种方法非常简单,广播接收机中大多采用这种方法。,VD,整流检波解调,对调制信号进行偏置,使其大于零,再对载波进行调制。将该调制波进行整流(半波或全波)、滤波并消除直流偏置即可恢复原信号。,A,A,0,0,t,t,t,t,0,0,x,(,t,),x,m,(,t,),x,(,t,),x,m,(,t,),a),偏置电压足够大,b),偏置电压不足,调制信号加偏置的调幅波,相敏检波解调,相敏检波又称相敏整流。其特点是相敏检波的解调输出既能反映调制信号电

11、压的幅值,又能反映调制信号电压的极性。,实现相敏解调常见的有数种方案,常见的二极管相敏检波器结构及其输入输出关系见下图。,它由四个特性相同的二极管D1D4沿同一方向串联成一个桥式回路,桥臂上有附加电阻,用于桥路平衡。四个端点分别接在变压器A和B的次级线圈上,变压器A的输入为调幅波xm(t),B的输入信号为载波y(t),uf为输出。,相敏检波器设计时要求B的二次边的输出大于A的二次边输出。,由上两图知,x(t)0时,无论调制波是否为正,相敏检波器的输出波形均为正,即保持与调制信号极性相同。这种电路相当于在0a段对xm(t)全波整流,解调后的频率比原调制波高一倍。,由上两图知,x(t)0时,不管调

12、制波极性如何,相敏检波器的输出波形均为负,保持与x(t)一致。同时,电路在ab段相当于对xm(t)全波整流后反相,解调后的频率为原调制波的二倍。,调幅应用动态电阻应变仪。,电桥,放大器,相敏检波,低通滤波,显示记录,载波振荡器,x,(,t,),x,(,t,),0,x,m,(,t,),0,t,t,x,m,(,t,),0,t,x,(,t,),0,t,0,y,(,t,),t,动态电阻应变仪方框图,电阻,应变片,原理,利用调制信号的幅值控制载波信号频率的过程。调频波是等幅波,但频率的变化量与调制信号幅值成正比。,调频波的瞬时频率可表示为:f=f0+f=f0+K x(t)f0为载波频率,也称中心频率。f

13、为频率偏移,与调制信号x(t)幅值成正比。,2.2 频率调制与解调,设调制信号,载波信号为,调频时载波的幅度和初始相位角不变,瞬时频率 围绕着 随调制信号电压作线性的变化:,频率偏移与调制信号的幅值成正比,与调制信号的频率无关,这是调频波的基本特征之一。,实现信号的调频和解调的方法甚多。在测量系统中,常利用电抗元件组成调谐振荡器,以电抗元件(电感或电容)作为传感器参量,以它感受被测量的变化,作为调制信号的输入,振荡器原有的振荡信号作为载波。当有调制信号输入时,振荡器输出的即为被调制了的调频波。当电容C和电感L并联组成振荡器的谐振回路时,电路的谐振频率将为:,频率偏移,调频波的解调,调频波是以正

14、弦波频率的变化来反映被测信号的幅值变化。调频波的解调是先将调频波变换成调频调幅波,然后进行幅值检波。调频波的解调由鉴频器完成。鉴频器通常由线性变换电路与幅值检波电路组成。,a)鉴频器,b)频率-电压特性曲线,3、滤波器,滤波器是一种选频装置,它只允许一定频带范围的信号通过,同时极大地衰减其它频率成分。滤波器的这种筛选功能在测试技术中可以起到消除噪声及干扰信号等作用,在自动检测、自动控制、信号处理等领域得到广泛的应用。,3.1基本概念,A,1,(,f,),0,1,f,f,C,A,2,(,f,),0,1,f,f,C,A,3,(,f,),0,1,f,f,C1,f,C2,A,4,(,f,),0,1,f

15、,f,C1,f,C2,a)低通,b)高通,c)带通,d)带阻,根据滤波器的选频特性,滤波器分为 低通滤波器(LP):通频带0fc 高通滤波器(HP):通频带fC 带通滤波器(BP):通频带fC1fC2 带阻滤波器(BS):通频带0fC1与fC2(阻带:fC1 fC2),3.2 滤波器的种类,滤波器通带与阻带之间存在过渡带,在此频带内信号受到不同程度的衰减,过渡带是我们所不期望的,但是不可避免的。高通滤波器的幅频特性可以看作为低通滤波器做负反馈而得到;带通滤波器的幅频特性可以看作为带阻滤波器做负反馈而获得;带阻滤波器是可以看作低通和高通滤波器的组合。,根据滤波器的元件类型:RC、LC、晶体谐振及

16、开关电容滤波器(RC、LC较为简单,易于实现,用得较多)。根据滤波器的电路性质:有源、无源滤波器。根据滤波器的信号性质:模拟、数字滤波器。,FIR:有限脉冲响应滤波器IIR:无限脉冲响应滤波器,3.3 滤波器的性能分析,一、理想滤波器,A,0,|,H,(,f,)|,f,c,-,f,c,0,f,|,H,(,f,)|,f,c,-,f,c,0,f,2,p,t,0,理想低通滤波器频率特性,无过渡带且在通频带内满足不失真测试条件的滤波器称为理想滤波器。理想滤波器的频率响应函数为:,t=0,0,二、理想低通滤波器的冲击响应,(t),y(t),h(t),H(f),Y(f),D(f),=,1,理想滤波器的脉冲

17、响应函数为sinc函数,若无相角滞后(t0=0):,亦即:,对上述的频率响应函数做傅氏逆变换:,h,(,t,),2,A,0,f,c,0,t,h,(,t,),0,t,t,0,c,f,1,-,t,b)理想低通滤波器脉冲响应函数,A,0,|,H,(,f,)|,f,c,-,f,c,0,f,|,H,(,f,)|,f,c,-,f,c,0,f,2,p,t,0,a)理想低通滤波器频率特性,d(t),0,t,0,t,h,(t),在输入(t)到来以前,即t 0时,滤波器即有了与输入相对应的输出,显然,这违背了因果关系,任何现实系统都不可能具有这种预知未来的能力。,输入,响应,理想低通滤波器是不存在的,同样,理想高

18、通、带通、带阻滤波器也是不存在的。实际滤波器的频域图形不可能出现直角锐变,也不会在有限频率上完全截止。理论上,实际滤波器的频域图形将延伸至 f。即滤波器只能对通带以外的频率成分极大地衰减而不能完全阻止其通过。,A,1,(,f,),0,1,f,f,C,A,2,(,f,),0,1,f,f,C,A,3,(,f,),0,1,f,f,C1,f,C2,A,4,(,f,),0,1,f,f,C1,f,C2,a)低通,b)高通,c)带通,d)带阻,三.理想滤波器的阶跃响应,单位阶跃输入,滤波器的阶跃响应:,若不考虑前、后皱波,输出从0(a点)到应有的稳定值A0(b点)之间的所需建立时间为:,阶跃响应波形图,建立

19、时间,如果按稳态响应值的0.10.9作为计算建立时间的标准,则:,滤波器通频带越宽(fc越高),建立时间越短,响应速度越快。其物理意义是:输入信号突变处(间断点)必然含有丰富的高频分量。低通滤波器阻衰了高频分量,结果将输出波形“圆滑”。通带越宽,阻衰的高频分量越少,使信号能量更多更快地通过,故建立时间短,反之建立时间长。,上升时间tr来描述响应速度,tr,阶跃响应波形图,低通滤波器对阶跃响应的上升时间tr与带宽B成反比,即:Btr=常数 该结论对高通、带通及带阻滤波器均成立。,滤波器带宽表示其频率分辨力,通带越窄,分辨力越高,显然,高分辨力(B值小)与响应速度是互相矛盾的。如果要用滤波的方法从

20、信号中提取某一很窄的频率成分(如作谱分析),必须有足够的时间。,1、实际滤波器的基本参数,理想带通滤波器(红色)与实际带通滤波器(黄色)的幅频特性。对于实际的滤波器需要更多的参数对其进行描述。,四、实际滤波器,截止频率fc 幅频特性等于所对应的频率。以A0为参考点,对应于-3dB点,即相对于A0衰减3dB。若以信号幅值的平方表示信号功率则-3dB点对应半功率点。,下截止,上截止,上下两截止频率之间的频率范围称为滤波器带宽或-3dB带宽。带宽B决定频率分辨力。,带宽B,下截止,上截止,矩形系数(滤波器因数)滤波器选择性的一种表示法是倍频程选择性,另一种表示法就是用矩形系数。用滤波器幅频特性的-6

21、0dB带宽与-3dB带宽的比值表示。,除了用上述的截止频率、带宽B、矩形系数做为描述滤波器的性能的参数外,还有以下几个参数:纹波幅度d 品质因素Q 倍频程选择性W,中心频率fn的概念:,算术平均:几何平均:,如倍频程滤波器,RC滤波器电路简单,抗干扰强,有较好的低频特性,易于实现。,一阶RC低通滤波器,2、RC调谐式滤波器的基本参数,传递函数:,频率特性:,当 时,相频特性近似于直线,此时低频段近于不失真传输。,当 时,该点为滤波器的-3dBhko,即截止频率点,有。,当 时,高频段近于积分器。高频衰减率-20dB/dec。,一阶RC高通滤波器,低频段近于微分器。高频段近于不失真传输。,RC带

22、通滤波器,带通滤波器可由低通和高通滤波器串联组成。为了消除串联时负载效应的影响,通常用输出跟随器或运算放大器实现隔离。因此,实际带通滤波器通常是有源的。不考虑负载效应时,带通滤波器传递函数为:,3 恒带宽比和恒带宽滤波器,对信号做频谱分析或摘取其中某些频率成分时,可以通过多个中心频率不同的带通滤波器实现,各个滤波器的输出反映了信号在该通频带内的量值。带通滤波器实现谱分析可有两种方式:一是由一中心频率可调的带通滤波器独立构成;二是使用各自中心频率固定,但又按一定规律相隔的滤波器组。显然后者可以实现“实时”谱分析。对滤波器组,各滤波器的通带应相互邻接,覆盖整个感兴趣的频带。即前一滤波器的-3dB上

23、截止频率为后一相邻滤波器的-3dB下截止频率。滤波器组具有相同的增益(对各中心频率而言)。,恒带宽比滤波器(恒定百分比带通滤波器)特点:,即品质因数恒定。显然,中心频率 fn 越高,带宽越大。恒带宽比滤波器的低端截止频率fc1与高端截止频率fc2之间满足如下关系:,式中,n称为倍频程数,n=1称为倍频程滤波器;n=1/3称为1/3倍频程滤波器。,对邻接的滤波器组,易得:,只要选定n值,即可设计覆盖给定频率范围的邻接式滤波器。,表1、倍频程滤波器,表2、1/3倍频程滤波器,14.5,63.3,11.5,50,9.1,40,7.2,5.7,4.6,3.6,2.9,带宽(Hz),31.5,25,20

24、,16,12.5,中心频率(Hz),176.75,88.36,44.19,22.09,11.05,带宽(Hz),250,125,63,31.5,16,中心频率(Hz),Q=1.41;,Q=4.32;,(2)恒带宽滤波器,恒带宽滤波器带宽恒定。在所有频带内都具有良好的频率分辨力。恒带宽滤波器一般不宜做成固定中心频率,而是利用一个定带宽、定中心频率的滤波器加上可变参考频率的差频变换来适应各种不同中心频率的定带宽滤波需要。,低频段窄分辨力好,高频段宽分辨力差,机械工程测试过程中,被测试信号经过传感器的转换成一定的电信号量后,又经中间的变换器进一步的加工放大后,需通过信号记录仪器或显示装置,才能供人们

25、直接观察分析,或将其存贮下来,以供人们在测试过程完成后,进一步对测试结果进行分析、处理之用。信号的显示和记录装置是测试系统的最后和重要环节。显示装置是提供最终结果数据的设备。记录装置是用来存储测量信号,以备需要时重放。,4 信号的显示和记录,一、动圈式磁电指示机构,1-弹簧(游丝)2-线圈 3-转轴和支承 4-记录纸 5-指针,面积为匝数为的可转动线圈处于均匀的磁场中,当信号电流通过线圈时,产生电磁转矩。在电磁转矩作用下可转动线圈转动,直到电磁转矩与弹簧产生的弹性转矩平衡,线圈停止转动。此时信号电流的大小与线圈转动的角度成正比。,永久磁铁,铁心,二、光线示波器,1光源 2-圆柱透镜 3-光栏

26、4-振子 5-张丝 6-支承 7反射镜8-线圈 9-磁极 10-弹簧 11-圆柱透镜 12-感光纸及走纸机构,光源1经光学系统23把光线投射到小镜片。被测信号电流通过线圈8时,线圈8在电磁转矩的作用下和小镜片7一起转动,于是光线也随着小镜片的转动而偏摆,偏摆的光线经光学系统,照射在感光记录纸上,传动系统带动记录纸匀速运动,便在记录纸上形成模拟的记录曲线.,三、伺服式记录仪,四、数码管,数码管是测试系统中常用的一种用来指示测试信号量值的一种简单输出装置。数码管常用的一般有发光二极管LED、辉光数码管和荧光屏数码管等几种。发光二极管LED(Light Emitting Diode)是测试中常用的显

27、示装置。它是用发光的半导体材料制成的,正向通电时将发出光,是把电能转换成光能的半导体二极管。可以用它组成各种图案或字符,显示颜色有红、橙、黄、绿四种,是测试系统中常用的一种显示装置。辉光数码管 内部充满惰性气体,安装有一个栅网状的阳极和十个分别作为0-9数字形状的阴极。荧光数码管是一种新型的显示器件,是在一个具有高真空玻璃管内安装有阴极、阳极和栅极。阴极为直热式,可以发射电子。栅极上加正偏压,以加速阴极发射的电子,阳极表面涂有的发光层物质接收阴极发来的电子激发而发光。,五、数字式波形存储记录仪,六、磁带记录器的基本组成,5、测试装置的静态特性,对于测试装置,我们也可以称之为一个系统。系统的输入

28、量就是被测量(被测信号),它的输出量就是测量装置的指示值。静态特性是在静态测量下获得的测试装置的特性。,静态方程与定度曲线 静态方程 测试装置处于静态测量时,输入量 x 和输出量 y 不随时间而变化,它们的各阶微分等于0。系统微分方程变为:,该方程称为装置的静态(传递)特性方程,简称静态方程。上式表明理想的测试装置输出y与输入x是单调、线性比例关系。,或写作:,实际测量装置并非理想的定常线性系统,在静态测量中,上式实际变为:,定义:静特性就是在静态测量情况下描述实际测试装置与理想定常线性系统的接近程度。,上式表明,测试装置输出y与输入x并不是单调、线性比例关系,而是非线性关系。这就需要有更多的

29、指标对系统的静态特性进行描述。,为了搞清楚上述概念,必须首先理解定度曲线的概念。,定度曲线(校准曲线)表示静态(或动态)方程的图形称为测试装置的定度曲线(特性曲线、校准曲线、标定曲线)。,定度曲线如何得到?,在静态测量的情况下,通过实验将被测量在测试装置上显示值记录下来(在满量程范围内),然后做出曲线,就是定度曲线。习惯上,定度曲线是以输入x作为自变量,对应输出y作为因变量,在直角坐标系中绘出的图形。,x,y,x,y,x,y,x,y,定度(校准)曲线一般都是曲线,为了使用方便,常把校准曲线拟合成直线。拟合直线如何获得?,端基直线:零点(下限点)与满量程输出值两点连线。这种方法误差大,但是较为简

30、单,在要求不是很高时可以采用 这种方法。,独立直线(最小二乘法直线)拟合直线与定度曲线间偏差 Bi 的平方和最小。即:最小。精度高,较为科学,使用计算机计算。,0,B,A,x,测量范围,端基直线,校准曲线,y,0,B,A,x,测量范围,拟合曲线,校准曲线,y,测试装置的静态特性参数主要有以下几个方面指标描述:,测试装置的主要静特性参数 线性误差(线性度)线性度即是定度曲线接近拟合直线的程度,即表征实际测试装置的输出、输入间是否能象理想装置那样保持常值比例关系的一种量度,用线性误差表示,即用装置标称输出范围(全量程)A 内,定度曲线与拟合直线的最大偏差 B 表示。或表示成相对误差形式:,0,B,

31、A,x,测量范围,拟合曲线,校准曲线,y,实际总是用定度曲线的拟合直线的斜率作为该装置的灵敏度。,理想情况下:,0,A,x,测量范围,拟合曲线,校准曲线,y,即:,灵敏度、鉴别力阈、分辨力 这三项指标均用来描述测量装置对被测量变化的反应能力。灵敏度:输出量的变化y与引起该变化的输入量的变 化x之比。,例 位移传感器,位移变化1mm时,输出电压变化为300mV,求系统的灵敏度。,解 由定义:,例 机械式位移传感器,当输入信号(位移量)为0.01mm时的变化量,输出信号变化为10mm 求系统的灵敏度。,解 由定义:,注意:灵敏度的单位取决于输入、输出量的单位,当输入输出量纲相同时,灵敏度是无量纲的

32、量。此时的灵敏度也称为“放大倍数”或“放大比”。,鉴别力阈:引起测量装置输出值产生一个可察觉变化的最小被测量变化值,也称为灵敏阈或灵敏限。用来描述装置对输入微小变化的响应能力。分辨力:测试装置有效地辨别紧密相邻量值的能力。,灵敏度越高,测量范围越窄,测量系统的稳定性也往往越差。所以对于测试装置来说并不是灵敏度越高越好。,注意:,0,B,A,x,测量范围,拟合曲线,校准曲线,y,回程误差(滞后、迟滞、滞差、变差),输入量由小到大与由大到小变化时,测试装置对同一输入量所得输出量不一致的程度。,回程误差用全量程范围内,同一输入量下所得输出的最大差值hmax与量程A之比的百分数表示。,0,x,y,y1

33、0,回程误差产生的原因是什么?系统内部各种类型的摩擦、间隙以及某些机械材料如弹性元件和电磁元件的(弹性或磁性)滞后。有时装置存在死区也可能产生滞后现象。,回程误差如何确定?通过实验来确定。,稳定度 测量装置在规定条件下保持其测量特性恒定不变的能力。稳定度通常指时间稳定度。,漂移 测量装置的测量特性随时间的缓慢变化(未加载荷)。在规定条件下,对一恒定输入在规定时间内的输出变化,称为点漂。标称范围最低值处的点漂,称为零点漂移,简称零漂。,稳定度和漂移,稳定度和漂移通常表示为在相应条件下的示值变化。例=1.3mV/8h表示每8小时电压波动1.3mV。=0.02mA/C表示温度变化1C电流变化0.02mA。,显然对于良好的测量装置,其漂移小一些好。,作业:,题4-5:已知调幅波,其中试求:1)xa(t)所包含的各分量的频率及幅值;2)绘出调制信号与调幅波的频谱。,题4-12:若将高低通网络直接串联,如下图,问是否能组成带通滤波器?请写出网络的传递函数,并分析其幅相频率特性。,C2,R2,C1,R1,The End,Bye-Bye!,

展开阅读全文
相关资源
猜你喜欢
相关搜索

当前位置:首页 > 生活休闲 > 在线阅读


备案号:宁ICP备20000045号-2

经营许可证:宁B2-20210002

宁公网安备 64010402000987号