当前课程知识点：测试与检测技术基础 > Week6 测试系统特性分析（1） (Analysis of measurement system I) > 测试系统概述 (Outline of the measurement system) > 测试系统概述 (Outline of the measurement system)
各位同学大家好
欢迎大家继续学习
测试与检测技术基础这门课程
从本节课开始
我们将学习第三章
测试系统特性分析
在这章当中
我们主要学习的内容包括
首先给各位介绍一下概述
第二部分内容呢
给各位介绍一下测量的误差
第三部分内容呢
介绍一下
测试系统的静态特性
第四部分
会介绍一下测试系统的动态特性
第五部分
会介绍一下测试系统
实现精确测量的条件
最后呢会给各位介绍一下
测试系统的负载效应
首先，看一看
测试系统和线性系统之间
是什么关系
那么应该说测试系统
是指由传感器
信号调理的电路
信号处理电路
以及记录显示设备组成的
并且具有获取某种信息的
功能的一个整体
那么下面这张图当中
就已经表示出
这几部分相关的功能
比方说一个被测的对象
那么它可能是一个非电量
经过传感器之后
我们把它转换成电量
通过中间的变换装置
再把这个电量转换成数字量
最后到计算机当中
进行处理显示出来
那么下面我们看到
一个简单的测试系统
如何测试温度的
实际上也是要经过上述
这些部分转换之后
才能得到具体的温度
那么对于测试系统
它的基本要求而言
我们可以看一看
测试系统的输出信号
它是能够真实地反映
被测的物理量
那么也就是指的是
输入信号的变化过程
那么它还要不使信号发生畸变
这样的话
就实现了不失真的测量的过程
那么我们可以看看系统的传递
或者是传输的特性是指什么呢
是指系统的输出
与输入量之间的
变换或者是运算的关系
我们把它称之为
系统的传递特性
下面我们看看信号
与系统之间的关系
那么信号和系统之间
是紧密相关的
当被测的物理量
也就是信号
作用到系统当中的时候
系统在输入信号
也就是输入激励的时候
驱动下要对它进行加工
并经过加工后的信号
要把它输出出来
输出信号的质量
必定“不好于”
输入信号的质量
这是可以理解的
因为它要经过中间的环节
那么受的影响主要是什么呢
是受测试系统的特性的影响
另外呢是受信号传输过程中
干扰的影响
这两个方面都是使
输出的信号质量
一定不好于输入信号质量的
最重要的因素
那么接下来我们看看
测试系统与其输入、输出
之间的三种关系
第一种是
已知输入量和系统的
传递特性
我们来求系统的输出量
第二种是
已知输入和输出量
求系统的传递特性
第三种是
已知系统的
传递特性和输出量
来求系统的输入量
那么当然希望
输入和输出之间
是一种一一对应的
确定的关系
因此我们要求
系统的传递特性
它是一个线性的
这样才能够实现
输入和输出之间
是一一对应的确定关系
那么对于静态的测量而言
系统的线性特性
要求并非是必须的
那我们要采取曲线的校正
和补偿技术
来作一个非线性的校正
这是比较容易的
但是对动态测量而言
那么它就比较复杂了
对于动态测量而言
它的测量装置或系统的
线性特性关系要求是必须的
而且在动态的测量当中
非线性的校正和处理
是难于实现的
并且是很贵的
下面图3.1当中
就是一个测试系统的框图
从系统的输入到系统的传输
到最后系统的输出
那么这是它们三者之间的关系
在上面我们已经给
各位介绍了
接下来我们看看
对于系统的分析而言
它实际上是有三类问题
一类问题是
当系统输入和输出是可测量的
或者说是已知的
我们就可以推断出
系统的传输特性
我们把这类问题叫做什么呢
叫做系统的辨识
第二类问题是当
系统特性已知
输出可测量
这时候就可以推断
导致该输出的输入量
那么这个时候
我们把这样的问题叫做
反求的问题
第三类问题是
如果输入和系统特性已知
那我们就可以推断
或者是估计系统的输出
我们把这类问题
叫做所谓的预测问题
那么下面我们看一看
理想的测试系统
它的传输特性曲线
应该是个什么样子
那么具有单值的
确定的输入输出之间的关系
那么这是非常非常重要的
它也是理想测试系统
所期望的
具体而言就是
对于每一个输入量
都应该只有单一的输出量
与之对应
那么只要知道其中的一个量
我们就可以确定另外一个量
那么其中以输出与输入
成线性关系是最好的
那么实际上系统的特性
还要要求不随时间的推移
发生变化
这才是理想的测试系统的
传输的特性所必须的
在这个图当中我们可以看到
第一张图是一个线性关系
第二张图也是一个
输入和输出之间的线性关系
在第三张图当中
就存在了非线性的因素
比方说在曲线的
一头和一尾部分
就发生了非线性的关系
接下来我们
给出一个非常重要的概念
就是最佳的测试系统
应该具有线性时不变的特性
那么什么是线性时不变特性呢
我们知道
在许多实际的测试系统当中
都没有办法
实现在很大的工作范围内
满足线性时不变的要求
但是在有效的测量范围内
都可以近似的满足所谓的
线性时不变传输特性的要求
在我们本课程当中
所讨论的测试系统
都只限于线性时不变系统
也就是LTIS系统
一般在工程当中
使用的测试装置
都可以看作线性时不变系统
-测试技术发展与研究内容 (The development of measurement technology)
-测量的本质与基本前提 (The precondition and foundation of measurement)
-标准及其单位 (Standards and Units)
--标准及其单位
-本章小结 (Chapter summary)
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-非周期信号的频域描述 (Fourier transform)
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-傅里叶变换的性质 (The property of Fourier transform)
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--功率信号的傅里叶变换 (Fourier transform of power signal)
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-离散傅里叶变换 (Discrete Fourier transform)
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-离散傅里叶变换的性质 (The property of discrete Fourier transform)
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