机械工程测试技术基础第二章小结及测试题

第二章 测试装置的基本特性一、重点内容及难点（一）测试装置的基本要求测试系统h(t)H(s)H()输出信号y(t)Y(s)Y()输入信号x(t)X(s)X()1、测试装置又称为测试系统，既可指众多环节组成的复杂测试装置，也可指测试装置中的各组成环节。如图，一般的工程测试问题都可以看作输入信号x(t)，输出信号y(t)和测试系统的传输特性h(t)三者之间的关系，即三类问题：1）输入信号x(t)、输出信号y(t)已知，求测试系统的传输特性h(t)；2）测试系统的传输特性h(t)、输出信号y(t)已知，求输入信号x(t)；3）测试系统的传输特性h(t)、输入信号x(t)已知，求输出信号y(t)。2、测试装置的基本要求：1） 线性的，即输出与输入成线性关系。但实际测试装置只能在一定工作范围和一定误差允许范围内满足该要求。2） 定常的（时不变的），即系统的传输特性是不随时间变化的。但工程实际中，常把一些时变的线性系统当作时不变的线性系统。3、线性系统的主要性质1）叠加原理； 2）比例特性；3）微分特性；4）积分特性；5）频率保持性。*符合叠加原理和频率保持性，在测试工作中具有十分重要的作用。因为，在第一章中已经指出，信号的频域函数实际上是用信号的各频率成分的叠加来描述的。所以，根据叠加原理和频率保持性这两个性质，在研究复杂输入信号所引起的输出时，就可以转换到频域中去研究。（二）不失真测试的条件1、静态不失真条件静态测量时，理想的定常线性系统：，S为灵敏度。2、动态不失真条件在动态测量时，理想的定常线性系统：，A0为灵敏度，t0为时间延迟。（三）测试装置的静态特性静态特性：就是在静态测量时描述实际测试装置与理想定常线性系统的接近程度。包括：线性度、灵敏度、分辨力、回程误差、稳定度、漂移。（多数是时域特性）（四）测试装置的动态特性动态特性：就是在动态测量时描述实际测试装置与理想定常线性系统的接近程度。描述方式：1、传递函数；2、频率响应函数；3、脉冲响应函数。（五）一、二阶系统的动态特性一阶系统二阶系统（六）环节的串联、并联二、章节测试题（一）填空题1、 某一阶系统的频率响应函数为，输入信号，则输出信号的频率为 ，幅值 ，相位 。2、 当测试系统的输出与输入之间的关系为时，该系统能实现 测试。此时，系统的频率特性为 。3、 传感器的灵敏度越高，就意味着传感器所能感知的 越小。4、 一个理想的测试装置，其输入和输出之间应该具有 关系为最佳。（二）选择题1、 不属于测试系统的静特性。（1）灵敏度（2）线性度（3）回程误差（4）阻尼系数2、 从时域上看，系统的输出是输入与该系统 响应的卷积。（1）正弦（2）阶跃（3）脉冲 （4）斜坡3、 两环节的相频特性各为和，则两环节串联组成的测试系统，其相频特性为 。（1）（2）（3）（4） 4、 一阶系统的动态特性参数是 。（1）固有频率（2）线性度(3)时间常数（4）阻尼比（三）判断对错题（用或表示）1、 在线性时不变系统中，当初始条件为零时，系统输出量的拉氏变换与输入量的拉氏变换之比称为传递函数。2、 当输入信号一定时，系统输出完全取决于传递函数，而与该系统的物理模型无关。3、 传递函数相同的各种装置，其动态特性均相同。4、 测量装置的灵敏度越高，其测量范围就越大。5、 幅频特性是指响应与输出信号的振幅比与频率的关系。（四）简答1、 什么叫系统的频率响应函数？它和系统的传递函数有何关系？2、 测试装置实现不失真测试的条件是什么？3、 试举出几个属于一阶系统的装置。4、 简述测试系统的频率特性的物理意义5、什么是测试系统的静态特性和动态特性？测试装置的静态特性和动态特性各包括那些？分别说明如何描述测试系统的静态特性和动态特性？（五）计算题1、课后习题2-1。2、课后习题2-2。3、课后习题2-3。4、课后习题2-5。5、课后习题2-9。6、课后习题2-10。7、某测试装置幅频特性如下图所示，相频特性为： 时相移为 75 ； 时相移为 90 ； 时相移为 180 。若用该装置测量以下两个复杂周期信号 试问，该装置对 和 是否能实现不失真测量？为什么？ 8.一线性