第2章測量方法與測量系統(tǒng)ppt課件.ppt

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1、（4）時限信號和頻限信號2.2電子測量的對象一、信號2.信號的分類時限信號是指信號在時間的有限區(qū)間（t1，t2）內(nèi)有定義、在區(qū)間之外信號值恒等于零的信號，稱為時域有限信號。例如，矩形脈沖、正弦脈沖等。而周期信號、指數(shù)信號、隨機(jī)信號等，則為時域無限信號。頻限信號是指在頻率域內(nèi)只占據(jù)有限的帶寬（f1～f2）、在這一帶寬之外信號值恒等于零的信號，稱為頻域有限信號。2.2電子測量的對象一、信號3.信號的特性時間特性表現(xiàn)在信號隨時間變化的波形，包括信號出現(xiàn)時間的先后、持續(xù)時間的長短、重復(fù)周期的大小、變化速度的快慢、幅度的大小等。頻率特性頻率的高低、頻率成分的多少。時間特

2、性用時域（波形）表示，頻率特性用頻域（頻譜）表示。例如，正弦波的波形變化是連續(xù)的，頻譜是單一的；矩形波的波形是離散的，頻譜是連續(xù)的。2.2電子測量的對象二、系統(tǒng)信號的產(chǎn)生、傳輸、處理、存儲和再現(xiàn)都需要一定的物理裝置，這種裝置通常就稱為系統(tǒng)1.系統(tǒng)的概念從一般意義講，系統(tǒng)是由若干相互依賴、相互作用的事物組合而成的具有特定功能的整體或裝置。2.2電子測量的對象二、系統(tǒng)（1）外部特性測量系統(tǒng)的外部特性是指系統(tǒng)的輸入與輸出之間的關(guān)系或系統(tǒng)的功能（如圖）。系統(tǒng)是由若干相互依賴、相互作用的事物組合而成的具有特定功能的整體或裝置。X(t)y(t)系統(tǒng)激勵響應(yīng)從測量的意義看，

3、系統(tǒng)可以被看成是一個信號的變換或傳輸?shù)墓δ苣K，其功能是將輸入信號變換（或傳輸）成輸出響應(yīng)。系統(tǒng)外部特性由輸入和輸出的關(guān)系表征，分為靜態(tài)和動態(tài)特性。1.系統(tǒng)的概念2.2電子測量的對象（2）內(nèi)部結(jié)構(gòu)測量系統(tǒng)的外部特性是由內(nèi)部參數(shù)即固有屬性決定。分析其外部特性須了解其內(nèi)部結(jié)構(gòu)，內(nèi)部結(jié)構(gòu)通常是用系統(tǒng)模型來表征。系統(tǒng)模型指系統(tǒng)物理特性的數(shù)學(xué)抽象，即以數(shù)學(xué)表達(dá)式或具有理想特性的符號組合圖形來表征系統(tǒng)的輸入-輸出特性二、系統(tǒng)1.系統(tǒng)的概念2.2電子測量的對象二、系統(tǒng)例如，一個二階電系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)由R、L、C、e符號組合圖形標(biāo)識的系統(tǒng)模型（如圖）。2.2電子測量的對象（1）

4、單輸入—輸出與多輸入—輸出系統(tǒng)二、系統(tǒng)2.系統(tǒng)的分類單輸入-單輸出系統(tǒng)X(t)y(t)系統(tǒng)多輸入-多輸出系統(tǒng)X1y1系統(tǒng)X2Xny2yn2.2電子測量的對象（2）線性與非線性系統(tǒng)2.系統(tǒng)的分類①疊加原理若：X1(t)→y1(t),X2(t)→y2(t)，則有aX1(t)+bX2(t)→ay1(t)+by2(t)②系統(tǒng)的響應(yīng)與輸入信號的時延無關(guān)若：X(t)→y(t),則有：X(t-?)→y(t-?)。線性系統(tǒng)對任意輸入的響應(yīng)都可用傅氏變換表示。二、系統(tǒng)輸出信號的頻譜函數(shù)為線性系統(tǒng)滿足如下兩個基本條件的系統(tǒng)為線性系統(tǒng)。2.2電子測量的對象（2）線性與非線性系統(tǒng)2.

5、系統(tǒng)的分類二、系統(tǒng)非線性系統(tǒng)不滿足上述兩個條件的系統(tǒng)（略）。線性系統(tǒng)的特性頻率保持性。線性系統(tǒng)具有頻率保持性。測量、分析或比較線性系統(tǒng)在正弦信號激勵下的響應(yīng)，就可以對系統(tǒng)的各種電氣特性作出全面的評價,正弦測試技術(shù)廣泛應(yīng)用2.2電子測量的對象（3）即時與動態(tài)系統(tǒng)2.系統(tǒng)的分類二、系統(tǒng)動態(tài)系統(tǒng)存儲系統(tǒng)或有記憶系統(tǒng)，即在時刻t的輸出不僅與該時刻的輸入有關(guān)，而且還與該時刻以前或以后的輸入有關(guān)。即時系統(tǒng)瞬時系統(tǒng)或無記憶系統(tǒng)，即系統(tǒng)在任何時刻t的輸出都只與該時刻的輸入有關(guān)。（4）模擬與數(shù)字系統(tǒng)模擬系統(tǒng)分析和處理模擬信號的系統(tǒng)。數(shù)字系統(tǒng)分析和處理脈沖與數(shù)字信號的系統(tǒng)。2.3

6、測量方法的分類例如，測量直流電路電功率P，可直接測出負(fù)載的電流I和電壓U，由P=IU間接求得負(fù)載消耗的電功率P。1.直接測量一、直接測量與間接測量用已標(biāo)定的儀器，直接測量出某一待測未知量的量值。2.間接測量對與未知待測量y有確切函數(shù)關(guān)系的變量X進(jìn)行直接測量，然后再通過函數(shù)y=f(x)計算出待測量y。組合測量當(dāng)某項測量結(jié)果需要用多個未知參數(shù)表達(dá)時，可通過改變測量條件進(jìn)行多次測量，根據(jù)函數(shù)關(guān)系列出方程求解，從而得到未知量的值1.有源量的測量被測對象可按有源量或無源量分為兩大類2.無源量的測量二、有源測量與無源測量2.3測量方法的分類測量系統(tǒng)（未知系統(tǒng)）被測對象（無

7、源量）響應(yīng)的讀出與顯示未知信號電壓與功率頻率與波長周期與時間波形與頻譜電祖、電感、電容、阻抗、固有諧振頻率、導(dǎo)磁率。三、頻域、時域、數(shù)域、隨機(jī)域測量2.3測量方法的分類1.頻域測量技術(shù)頻域測量目的是獲取被測信號與頻率之間的關(guān)系（頻域的幅度特性和相位特性），即幅值和相位隨頻率的變化。頻域測量有兩種基本方法：正弦波點頻法按一定頻率間隔逐點測量。正弦波掃頻法頻率隨時間按一定規(guī)律頻段掃描測量。電子測量技術(shù)主要有四種：基于正弦波信號的頻域測量技術(shù)、基于脈沖波信號的時域測量技術(shù)、基于噪聲信號的隨機(jī)測量技術(shù)、基于二進(jìn)制數(shù)字信號的數(shù)字測量技術(shù)。三、頻域、時域、數(shù)域、隨機(jī)域測量

8、2.3測量方法的分類2.時域測量技術(shù)時