第2章测量方法与测量系统ppt课件.ppt

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1、（4）时限信号和频限信号2.2电子测量的对象一、信号2.信号的分类时限信号是指信号在时间的有限区间（t1，t2）内有定义、在区间之外信号值恒等于零的信号，称为时域有限信号。例如，矩形脉冲、正弦脉冲等。而周期信号、指数信号、随机信号等，则为时域无限信号。频限信号是指在频率域内只占据有限的带宽（f1～f2）、在这一带宽之外信号值恒等于零的信号，称为频域有限信号。2.2电子测量的对象一、信号3.信号的特性时间特性表现在信号随时间变化的波形，包括信号出现时间的先后、持续时间的长短、重复周期的大小、变化速度的快慢、幅度的大小等。频率特性频率的高低、频率成分的多少。时间特

2、性用时域（波形）表示，频率特性用频域（频谱）表示。例如，正弦波的波形变化是连续的，频谱是单一的；矩形波的波形是离散的，频谱是连续的。2.2电子测量的对象二、系统信号的产生、传输、处理、存储和再现都需要一定的物理装置，这种装置通常就称为系统1.系统的概念从一般意义讲，系统是由若干相互依赖、相互作用的事物组合而成的具有特定功能的整体或装置。2.2电子测量的对象二、系统（1）外部特性测量系统的外部特性是指系统的输入与输出之间的关系或系统的功能（如图）。系统是由若干相互依赖、相互作用的事物组合而成的具有特定功能的整体或装置。X(t)y(t)系统激励响应从测量的意义看，

3、系统可以被看成是一个信号的变换或传输的功能模块，其功能是将输入信号变换（或传输）成输出响应。系统外部特性由输入和输出的关系表征，分为静态和动态特性。1.系统的概念2.2电子测量的对象（2）内部结构测量系统的外部特性是由内部参数即固有属性决定。分析其外部特性须了解其内部结构，内部结构通常是用系统模型来表征。系统模型指系统物理特性的数学抽象，即以数学表达式或具有理想特性的符号组合图形来表征系统的输入-输出特性二、系统1.系统的概念2.2电子测量的对象二、系统例如，一个二阶电系统的内部结构由R、L、C、e符号组合图形标识的系统模型（如图）。2.2电子测量的对象（1）

4、单输入—输出与多输入—输出系统二、系统2.系统的分类单输入-单输出系统X(t)y(t)系统多输入-多输出系统X1y1系统X2Xny2yn2.2电子测量的对象（2）线性与非线性系统2.系统的分类①叠加原理若：X1(t)→y1(t),X2(t)→y2(t)，则有aX1(t)+bX2(t)→ay1(t)+by2(t)②系统的响应与输入信号的时延无关若：X(t)→y(t),则有：X(t-)→y(t-)。线性系统对任意输入的响应都可用傅氏变换表示。二、系统输出信号的频谱函数为线性系统满足如下两个基本条件的系统为线性系统。2.2电子测量的对象（2）线性与非线性系统2.

5、系统的分类二、系统非线性系统不满足上述两个条件的系统（略）。线性系统的特性频率保持性。线性系统具有频率保持性。测量、分析或比较线性系统在正弦信号激励下的响应，就可以对系统的各种电气特性作出全面的评价,正弦测试技术广泛应用2.2电子测量的对象（3）即时与动态系统2.系统的分类二、系统动态系统存储系统或有记忆系统，即在时刻t的输出不仅与该时刻的输入有关，而且还与该时刻以前或以后的输入有关。即时系统瞬时系统或无记忆系统，即系统在任何时刻t的输出都只与该时刻的输入有关。（4）模拟与数字系统模拟系统分析和处理模拟信号的系统。数字系统分析和处理脉冲与数字信号的系统。2.3

6、测量方法的分类例如，测量直流电路电功率P，可直接测出负载的电流I和电压U，由P=IU间接求得负载消耗的电功率P。1.直接测量一、直接测量与间接测量用已标定的仪器，直接测量出某一待测未知量的量值。2.间接测量对与未知待测量y有确切函数关系的变量X进行直接测量，然后再通过函数y=f(x)计算出待测量y。组合测量当某项测量结果需要用多个未知参数表达时，可通过改变测量条件进行多次测量，根据函数关系列出方程求解，从而得到未知量的值1.有源量的测量被测对象可按有源量或无源量分为两大类2.无源量的测量二、有源测量与无源测量2.3测量方法的分类测量系统（未知系统）被测对象（无

7、源量）响应的读出与显示未知信号电压与功率频率与波长周期与时间波形与频谱电祖、电感、电容、阻抗、固有谐振频率、导磁率。三、频域、时域、数域、随机域测量2.3测量方法的分类1.频域测量技术频域测量目的是获取被测信号与频率之间的关系（频域的幅度特性和相位特性），即幅值和相位随频率的变化。频域测量有两种基本方法：正弦波点频法按一定频率间隔逐点测量。正弦波扫频法频率随时间按一定规律频段扫描测量。电子测量技术主要有四种：基于正弦波信号的频域测量技术、基于脉冲波信号的时域测量技术、基于噪声信号的随机测量技术、基于二进制数字信号的数字测量技术。三、频域、时域、数域、随机域测量

8、2.3测量方法的分类2.时域测量技术时