检测系统的特征与性能指标
光纤监测系统主要技术指标和性能特征
光纤监测系统主要技术指标和性能特征光纤监测系统（Fiber Monitoring System）是一种用于监测和管理光纤传输网络的设备，它可以实时监测光纤的工作状态、性能指标和故障情况，为网络运维人员提供数据支持和决策依据，以保证网络的高效运行和稳定性。
光纤监测系统主要技术指标和性能特征包括以下几个方面：1.功能和性能指标：光纤监测系统的功能主要包括光功率监测、链路质量监测、故障定位和报警等。
其中，光功率监测是指对信号光功率进行实时监测和记录，以便分析和评估光纤传输链路的质量；链路质量监测是指对链路中的光衰减、位移、振动等因素进行监测和识别，以保证链路的正常工作；故障定位是指对链路故障进行定位和分析，以便快速排除故障和修复网络；报警功能是在异常情况下，及时向网络管理人员发出报警信息。
2.系统灵敏度和动态范围：光纤监测系统的灵敏度是指系统对光信号的最小检测能力，它决定了系统能够监测到的最小光功率。
而动态范围是指系统能够监测到的最大光功率，它决定了系统在高功率情况下的工作稳定性。
在实际应用中，系统的灵敏度和动态范围需要根据网络的具体需求和环境因素进行选择和调整。
3.采样频率和时间分辨率：4.高可靠性和稳定性：光纤监测系统需要具备高可靠性和稳定性，以保证长时间的稳定运行。
系统的硬件设计和组件选择需要考虑到抗干扰能力、温度适应性、电源稳定性等因素；同时，系统的软件设计和算法优化也对于系统的可靠性和稳定性起到关键作用。
5.用户界面和数据分析：6.扩展性和兼容性：总之，光纤监测系统的主要技术指标和性能特征涵盖了功能和性能指标、系统灵敏度和动态范围、采样频率和时间分辨率、高可靠性和稳定性、用户界面和数据分析、扩展性和兼容性等方面。
这些指标和特征的选择和优化将直接影响到光纤监测系统的性能和实用性，进而提高光纤传输网络的稳定性和可靠性。
检测器的性能指标
检测器的性能指标
灵敏度高、检出限低、线性范围宽、稳定性好。
1、灵敏度
当一定浓度或一定质量的组分进入检测器，产生一定的响应信号R；以进样量C （单位：mg·cm-3或g·S-1）对响应信号（R）作图得到一条通过原点的直线。
直线的斜率就是检测器的灵敏度（S）。
2、检出限（敏感度）
检测器恰能产生二倍于噪声信号时的单位时间引入检测器的样品量或单位体积载气中需含的样品量。
无论那种检测器，检出限都与灵敏度成反比，与噪声成正比。
检出限不仅决定于灵敏度，而且受限于噪声，所以它是衡量检测器性能好坏的综合指标。
3、最小检测量
指产生二倍噪声峰高时，色谱体系所需的进样量。
最小检测量与检出限是不同的两个概念；检出限只用来衡量检测器的性能；而最小检测量不仅与检测器的性能有关，还与色谱柱效及操作条件有关。
4、线性范围
在检测器呈线性时最大和最小进样量之比，或叫最大允许进样量与最小检测量之比。
5、响应时间
进入检测器的某一组分的信号达到其值得63%的所需时间。
检测器的死体积小、电路系统的滞后现象小，响应速度就快。
一般小于1S。
检测系统的基本特性
2.1 静态特性及性能指标
2.1.1 检测系统的静态特性 静态测量和静态特性 ：
静态测量：测量过程中被测量保持恒定不变（即 dx/dt=0系统处于稳定状态）时的测量。
静态特性：在静态测量中，检测系统的输出－输入 特性。
y a0 a1 x a2 x a3 x an x
特性：
H ( s) H ( j ) K ( ) e j ( )
s j
2018/9/4
16
2.2.1 检测系统的传递函数 1.零阶系统 系统方程：
a0 y b0 x
H ( s) K 0 H ( j ) K 0
0
或 y K0 x
传递函数：
频率特性：
幅频特性：K () K 相频特性： ( ) 0
2018/9/4
12
理论方法是根据检测系统的数学模型，通过求解微分方程来 分析其输出量与输入量之间的关系。 常用实验的方法： 频率响应分析法――以正弦信号作为系统的输入； 瞬态响应分析法――以阶跃信号作为系统的输入。
2018/9/4
13
2.2.1 检测系统的传递函数
检测系统的理想动态特性要求：当输入量随时间变化 时，输出量能立即随之无失真的变化。但实际的传感器总
或
1
0 2
式中：
d 2 y 2 dy 2 y K0 x 0 dt dt
b0 ; a0
a0 ; a2
K0------系统的静态灵敏度，K 0 ω0------系统的固有角频率，0 ξ ------系统的阻尼比系数，
2018/9/4
a1 2 a0 a2
21
1
自动控制理论智慧树知到答案章节测试2023年山东大学
第一章测试1.自动控制系统的工作原理是检测{偏差}，再以{偏差}为控制作用，从而消除偏差。
（）A:对B:错答案:A2.自动控制装置由{测量元件}，{比较元件}，调节元件，{执行元件}四部分组成。
（）A:错B:对答案:B3.连续系统是指系统中各部分的输入和输出信号都是连续变化的模拟量。
（）A:对B:错答案:A4.线性定常系统是用线性常系数微分方程描述的系统。
（）A:对B:错答案:A5.给定输入是对系统输出量的要求值。
（）A:对B:错答案:A6.被控量是指被控系统所要控制的物理量。
（）A:对B:错答案:A7.被控对象是指被控制的机器，设备和生产过程。
（）A:对B:错答案:A8.下列选项中，开环控制系统是指系统的输出量对系统（）。
A:无控制作用B:其他选项都包括C:有无控制作用答案:A9.闭环控制系统是系统的输出量对系统有控制作用。
（）A:对答案:A10.开环控制系统的特点是结构简单，无反馈，不能纠正偏差。
闭环控制系统的特点是能自动纠正偏差，需要考虑稳定性问题。
（）A:错B:对答案:B第二章测试1.求图示系统的传递函数（）A:B:C:D:答案:B2.下列选项中，求图示无源网络的传递函数G(S)==（）A:B:C:D:答案:B3.下列选项中，求图示无源网络的传递函数G(S)==（）A:B:C:D:答案:D4.下列选项中，求图示无源网络的传递函数G(S)=（）A:B:C:D:答案:C5.用解析法列写线性系统的微分方程有哪些步骤？（）。
A:确定输入输出、根据物理定律列元件各变量的微分方程、消中间变量、标准化B:确定输入、根据物理定律列元件各变量的微分方程、标准化C:确定输入输出、根据物理定律列元件各变量的微分方程、消中间变量D:确定输入、根据物理定律列元件各变量的微分方程、消中间变量、标准化答案:A6.传递函数与输入和初始条件无关。
（）A:错答案:B7.物理性质不同的系统，完全可以有相同的传递函数。
（）A:错B:对答案:B8.状态向量是以状态变量为元所组成的向量。
检测系统的基本特性
5、线性度eL
eL
Lmax yF .S .
100%
Lmax ――检测系统实际测得的输出－输入特性曲线（称为
标定曲线）与其拟合直线之间的最大偏差
yF .S. ――满量程（F.S.）输出
§1 静态特性及性能指标
注意：线性度和直线拟合方法有关。 最常用的求解拟合直线的方法：端点法、最小二乘法
a. 端基线性度 图1-3 线b性.度最小二乘线性度
其直 灵线 敏的 度斜 就率 越越 高大
， S S1S2S3
§1 静态特性及性能指标
3、分辨力与分辨率
分辨力：指能引起输出量发生变化时输
入量的最小变化量，表明测试装置分辨
输入量微小变化的能力。以最小单位输 水平型杠杆百分表
出量所对应的输入量来表示。
xmi n
分辨率：是分辨力与满量程的百分比，
§2 动态特性及性能指标
动态测量：测量过程中被测量随时间变化时的测 量
动态特性――检测系统动态测量时的输出－输入特 性
常用实验的方法： 频率响应分析法――以正弦信号作为系统的输入 瞬态响应分析法――以阶跃信号作为系统的输入
§2 动态特性及性能指标
一、传递函数 线性系统的微分方程（数学模型表达式）
§1 静态特性及性能指标
思考：举出提高传感器线性度的3种方法，说明其工作原理。
三种方法：差动法，串联一非线性环节与传感器非线性抵消，插值法。
1.差动法：
Y1( X ) a0 a1X a2 X 2 L an X n Y2 ( X ) a0 a1X a2 X 2 a3 X 3 L
b1s b0 a1s a0
令s j
s j
检测系统性能验证
主要用于确认和验证声明的性能，也可通 过该方案获得检测系统的分析性能特征
实验过程繁琐，统计过程也比较复杂，实 用性不强
.
35
EP5-A2
国内实验室往往未作评价前已开始使用 该仪器，对初步性能有一定了解
而且许多配套检测系统的分析性能已得 到大量文献证实
这种情况下完整而繁琐的评价显然没有 必要
.
12
线性范围
线性范围即定量检测项目的分析测量范围。 指患者标本未经任何处理（稀释、浓缩或其 他预处理），由检测系统直接测量得到的可 靠结果范围，在此范围内一系列不同样本分 析物的测量值和其实际的浓度（真值）呈线 性比例关系。
.
13
参考区间
对一个参考个体进行某项目测定得到的 的值为该个体的参考值，所有参考抽样 组的各个参考值合起来即为参考值范围。
一、样本准备 1、来源 新鲜患者标本 2、储存 最好是当天收集当天测定，否则按照待
测成分的稳定性来选择储存条件和时间。 3、样本数 每天5个，连续4天，共20个样本。 4、浓度 应分布整个线性范围，不易得到的浓度
可用混合血清。尽可能在线性范围内均匀分布， 覆盖临床医学决定水平。
.
27
.
28
EP15-A
依据所有参考值的分布特性以及临床使 用要求，选择合适的统计方法进行归纳 分析后，确定参考值范围中的一部分为 参考区间，区间的两端为参考区间的限 值，分为低参考限和高参考限。
.
14
参考区间
一般情况下，常选择95%分布范围的大 小表示参考值区间。例如：从2.5%位数 到97.5%位数所在的区间。
很多地方用“参考范围”表示“参考区
验证方案： CLSI C28-A2
.
50
计算机系统性能评测综述
计算机系统性能评测综述计算机系统性能评测综述摘要：计算机系统性能评测是计算机科学的⼀个重要分⽀。
为了获得计算机系统在执⾏某类操作的性能，⼈们构造了各种评测程序，通过这些评测程序来获得计算机系统在运⾏任务时的性能特征，从⽽获得计算机在不同情况下的性能测试数据，这些数据就显⽰了计算机性能的⾼低。
关键词：性能评测，操作系统，计算性能前⾔随着科学技术的⽇益进步，计算机得到了快速发展，其中，性能作为计算机最重要的特性之⼀，⼀直被受⼈们的关注。
在现代，计算机各种功能的增加，运⾏程序的增加，程序需要迅捷，⾼效的被处理，那么计算机性能就是重中之重。
因此对⼀个计算机进⾏系统性能评测就是必须且必要的。
1计算机系统性能评测？性能代表系统的使⽤价值。
性能评价技术研究使性能成为数量化的、能进⾏度量和评⽐的客观指标，以及从系统本⾝或从系统模型获取有关性能信息的⽅法。
前者即测量技术，后者包括模拟技术和分析技术。
性能评价通常是与成本分析综合进⾏的，借以获得各种系统性能和性能价格⽐的定量值,从⽽指导新型计算机系统(如分布计算机系统)的设计和改进,以及指导计算机应⽤系统的设计和改进，包括选择计算机类型、型号和确定系统配置等。
在20世纪60年代中期，出现了多任务、多⽤户的计算机系统，随着⼤家对这种系统的应⽤，⼈们发现这些系统表现出来的实际性能并没有预计的好，从⽽引发了对计算机系统性能评价的研究。
计算机系统性能评价就是采⽤测量、模拟、分析等⽅法和⼯具，研究计算机系统的⽣产率、利⽤率、响应特性等系统性能。
这⾥，性能代表系统的使⽤价值。
性能评价技术就是将看不见摸不着的性能转换为⼈们能够数量化和可以进⾏度量和评⽐的客观指标，以及从系统本⾝或从系统模型获取有关性能信息的⽅法。
前者即测量技术，后者包括模拟技术和分析技术。
性能评价通常是与成本分析结合在⼀起，以获得各种系统性能和性能价格⽐的定量值，然后可以指导新型计算机系统（如分布式⽂件系统）的设计和改进，以及指导计算机应⽤系统的设计和改进，包括选择计算机类型、型号和确定系统配置等。
检验仪器的主要部件与常用的性能指标
一、检验仪器的主要部件 1．取样(或加样)装置(sampling equipment) 是把待 检测的样品引入仪器。对于实验室分析仪器，其取 样装置就是进样器。
返回目录
3
2．预处理系统 是将样品先加以一系列处理，以满 足检测系统对样品的各种状态的要求。 3．分离装置 将样品各个组分加以机械分离或物理 区分的装置都属分离装置。
5 ．精度 检测值偏离真值的程度。其高低用误差 来衡量。精度分准确度、精密度和精确度。 精度=精确度=精密度+准确度
6 ．重复性 在同一方法和检测条件下连续多次检 测同一参数所得数据精密度。他与精密度相关 ， 反映仪器固有误差的精密 度。
返回目录
8
7 ．分辩率 仪器能感觉、识别或探测输入量的最 小值。与精确度相关
返回目录
Байду номын сангаас 6
二、检验仪器的常用性能指标
1．灵敏度 稳态下仪器对被检物检测量变化的能力 s=输出的变化量∆y/输入的变化量∆x
2 ．误差 测得值与标称值的差 绝对误差 ∆=x- x。 相对误差 δ=Δ/ x。
3 ．噪音 在输入为零时，仪器输出信号的波动 或变化范围 。抖动、起伏、漂移
返回目录
7
4 ．最小检测量 仪器能确切反映最小物质的 含量
8 ．测量范围和示值范围 测量范围 ：在仪器允许误差范围内所测出的被
检 测值的范围 示值范围：仪器显示、指示最小到最大值的范围
9 ．线性范围 指输入与输出成比例的输入含量的 范围。该范围与仪器应用的原理有关
返回目录
9
10 ．响应时间 从被检测量发生变化到仪器给出正 确示值所经历的时间。 40%+（45%-40%）×90%=44.5%
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
返回
上页
下页
（2）可靠性 与检测系统无故障工作时间长短有关的一种描述。
（3）分辨率 能引起输出变化的输入量的最小变化量，表示检测系
统分辨输入量微小变化的能力。 （4）灵敏阀
又称死区，是用来衡量检测起始点不灵敏的程度。
返回
上页
下页
第1章 检测系统的特征与性能指标
• 1.1 检测系统的组成 • 1.2 检测系统的静态特性与性能指标 • 1.3 检测系统的动态特性与性能指标
返回
下页
1.1 检测系统的组成
检测技术涉及到半导体技术、激光技术、光纤技术、声
控技术、遥感技术、自动化技术、计算机应用技术、以及数
理统计、控制论、信息论等近代新技术和新理论。其最终目
返回
上页
下页
1.1.2 线性时不变系统及其主要性质
当系统的输入x(t) 和输出 y(t)之间关系可用常系数线性 微分方程来描述时，则称该系统为线性时不变系统，也 称为定常线性系统。即：
an
d
n y(t) dt n
an1
d
n1 y(t) dt n1
a1
dy(t) dt
a0
y(t)
bm
d
m x(t) dt m
非线性度 B 100% A
（1.7）
1.2.4 回程误差 如图1.4所示，回程误差也称为滞后或变差。实际测量
系统在相同的测量条件下，当输入量由小增大，
返回
上页
下页
或由大减小时，对于同一输入量所得到的两个输出量存 在差值，则定义回程误差为：
回程误差 hmax 100% A
（1.8）
1.2.5 稳定度和漂移
的就是从测量对象中获取反映其变化规律的有用信息，一个
广义的检测系统一般由激励装置、测试装置、数据处理与记
录装置所组成（如图1.1）。
测试对象
传感器
信号调理电路
电信号输出 信号分析与记录
激励信号
图 1.1 检测系统原理图
返回
上页
下页
1.1.1 各组成部分的特点 （1）激励信号
激励信号由激励装置产生，采用激励装置是为了使被 测对象处于预定状态下，并将其有关方面的内在联系充分 显示出来，以便于有效的测量。当测试工作所希望获取的 信息并没有直接载于可检测的信号中，就需要激励被测对 象，使其既能表示相关信息又便于检测。
稳定度通常是相对时间而言，指检测系统在规定的 条件下保持其测量特性恒定不变的能力。
漂移指检测系统随时间的慢变化。在规定条件下，
对于一个恒定的输入在规定时间内的输出在标称范围 最低值处的变化，称为零点漂移，简称零漂。温度变 化引起的漂移叫温漂。
1.2.6 静态响应特性的其他术语
（1）精度
精确度的简称。表示随机误差和系统误差的综合 评定指标。
则
[x1(t) x2 (t)] [ y1(t) y2 (t)]
（1.2）
满足叠加原理，意味着作用于线性系统的各个输入
所产生的输出是互不影响的。
（2）比例性（齐次性）
设为 x(t)输入，y(t) 为输出，若 x(t) y(t)，则对于任何
一个常数 k ，有
kx(t) ky(t)
（1.3）
返回
入量之间的范围。
返回
上页
下页
1.2.2 灵敏度 灵敏度指输出的增量与输入的增量之比，即：
S y x
y
A
标定曲线
（1.6）
拟合直线
y
x
x
图 1.2 灵敏度
返回
上页
下页
1.2.3 非线性度
如图1.3所示，标定曲线与拟合直线的偏离程度就是非 线性度。如果在全量程A输出范围内，标定曲线偏离拟 合直线的最大偏差为B，则定义非线性度为：
（2）测试对象 测试对象的特性均以信号的形式给出，被测信号一般
都是随时间变化的动态量，即使在检测不随时间变化的静 态量时，由于混有动态的干扰噪声，通常也也按动态量进 行检测测量。
返回
上页
下页
（3）传感器 传感器将感知的被测非电量按一定的规律转化为某一
种量值输出，通常是电信号。传感器输出的电信号一般不 能直接传输到后续的信号处理电路或输出元件中去，必须 经过信号的调理。
则有：
t
t
0 x(t) 0 y(t)
（1.5）
返回
上页
下页
（5）频率保持特性
对于线性定常系统，若输入为某一 频率的简谐（正弦或余弦）信 号 x(t) X0 cost ，则系统的稳态输出必 定是与输入同频率的简谐信号， 即 y(t) Y0 cos(t 0 ) ，此规律称为频率 保持特性。但其幅值和初相位将发生变 化。
上页
下页
（3）微分性
零初始条件下，系统对原输入微分的响应等于原输
出的微分。即：对x于(t) 为输入y，(t) 为输出， 若 x(t) y(t) ，则有：
（4）积分性
dx(t) dy(t)
dt
dt
（1.4）
零初始条件下，系统对原输入积分的响应等于原输出
的积分。即：x(t)为输入，y(t) 为输出，若 x(t) y(t) ，
（4）信号调理电路 信号调理电路的主要作用有两方面，一是把来自于传
感器的信号进行转换和放大，使其更适合于进一步处理和 传输；第二方面是进行信号处理，即对经过信号调理的信 号，进行滤波、调制和解调、衰减、运算、数字化处理等。
返回
上页
下页
（5）信号的分析与记录
信号调理电路输出的测量结果是对被测信号的真实 记录，为了显示其变化过程，可以采用光线示波器、屏 幕显示器、打印机等输出装置。此外还可以用磁记录器 来存储被测信号，以便于检测工作完成后反复使用信号。 要从客观记录的信号中找出反映被测对象的本质规律， 还必须对信号进行分析从而提取有用信息。现代检测系 统采用了计算机和网络技术，将调理电路输出的信号直 接送到信号分析设备中处理，进行在线处理，已在工程 检测和工业控制中得到广泛的应用。
bm1
d m1x(t) dt m1
b1
dx(t) dt
b0 x(t)
（1.1）
式中 t 为时间变量，an , an1,..., a1, a0 和bm , bm1,..., b1, b0 均为常数。
返回
上页
下页
（1）叠加性 设为x(t)输入，y(t) 为输出，若
x1(t) y1(t) x2 (t) y2 (t)
返回
上页
下页
1.2 检测系统的静态特性与性能指标
静态检测是指测量时，检测系统的输入、输 出信号不随时间变化或变化很缓慢。静态检测 时，系统所表现出的响应特性称为静态响应特 性。通常用来描述静态响应特性的指标有测量 范围、灵敏度、非线性度、回程误差等。
1.2.1 测量范围 检测系统能正常测量的最小输入量和最大输