《测试系统》PPT课件
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系统测试验收测试课件
终端用户是否觉得软件易用，往往直接决定了一个软 件能否取得市场的成功。
由于易用性差导致软件系统失败的案例比比皆是。例 如某个单位开发了办公自动化系统，配备了很好的机 器设备和网络环境，领导也非常重视，但是使用了一 段时间之后，就把软件系统束之高阁了，重新回到了 手工处理的时代，问题的关键就在于该系统不符合用 户使用习惯，不符合行业特点。
压力测试角度
不断重复访问某个功能，看系统是否会失效
模拟大并发量访问系统的某个功能，看系统是否会失 效
提交大数据量测试用例，看系统是否会失效；
设计随机变化的测试用例，例如访问重复次数、访问 顺序、访问次数、数据量等，以获得与实际更接近的 压力测试效果
容量测试
容量测试是压力测试的一种，旨在测试系统承受超额 数据容量来发现其是否能够正确处理。
让程序在高负荷情况下运行（建议72小时） 企图证明程序不能处理目标中指出的大批数据 测试程序所占用的内外存容量（静/动态）
系统测试内容
系统测试
测试内容
配置测试
软硬件配置，至少每一类和最大最小的设备配置情况都要测 试。
兼容性测试
向下兼容、交错兼容，对现有程序进行修改和补充后，要进 行此类测试。
互连测试
压力测试主要是面向大访问量，而容量测试主要是面 向大数据量。
容量测试一般要对外部的数据进行分类，并对每类数 据进行容量限制的分析，而后对每类数据构造大容量 数据进行测试，以检验系统在这种情况下的处理能力 、响应时间、出错处理等是否满足用户需求。
5.易用性测试
软件在开发完成之后，除了要满足可用性之外，还要 具有良好的易用性。
其他部分产生了影响 发布可部署的软件版本 对功能测试进行总结
3.性能测试
性能是一种表明软件系统或构件对于实时性要求的符 合程度的指标。通常用系统响应时间来衡量。
由于易用性差导致软件系统失败的案例比比皆是。例 如某个单位开发了办公自动化系统，配备了很好的机 器设备和网络环境，领导也非常重视，但是使用了一 段时间之后，就把软件系统束之高阁了，重新回到了 手工处理的时代，问题的关键就在于该系统不符合用 户使用习惯，不符合行业特点。
压力测试角度
不断重复访问某个功能，看系统是否会失效
模拟大并发量访问系统的某个功能，看系统是否会失 效
提交大数据量测试用例，看系统是否会失效；
设计随机变化的测试用例，例如访问重复次数、访问 顺序、访问次数、数据量等，以获得与实际更接近的 压力测试效果
容量测试
容量测试是压力测试的一种，旨在测试系统承受超额 数据容量来发现其是否能够正确处理。
让程序在高负荷情况下运行（建议72小时） 企图证明程序不能处理目标中指出的大批数据 测试程序所占用的内外存容量（静/动态）
系统测试内容
系统测试
测试内容
配置测试
软硬件配置，至少每一类和最大最小的设备配置情况都要测 试。
兼容性测试
向下兼容、交错兼容，对现有程序进行修改和补充后，要进 行此类测试。
互连测试
压力测试主要是面向大访问量，而容量测试主要是面 向大数据量。
容量测试一般要对外部的数据进行分类，并对每类数 据进行容量限制的分析，而后对每类数据构造大容量 数据进行测试，以检验系统在这种情况下的处理能力 、响应时间、出错处理等是否满足用户需求。
5.易用性测试
软件在开发完成之后，除了要满足可用性之外，还要 具有良好的易用性。
其他部分产生了影响 发布可部署的软件版本 对功能测试进行总结
3.性能测试
性能是一种表明软件系统或构件对于实时性要求的符 合程度的指标。通常用系统响应时间来衡量。
测试系统的动态响应特性ppt课件
第四章、测试系统的基本特性
第三节 测试系统的动态响应特性
无论复杂度如何，把测量装置作为一个系统 来看待。问题简化为处理输入量x(t)、系统传输 特性h(t)和输出y(t)三者之间的关系。
x(t)
h(t)
y(t)
输入量
系统特性
输出
PPT学习交流
1
第三节 测试系统的动态响应特性
测试系统的动态特性 :是指输入量随时间变化时， 其输出随输入而变化的关系
PPT学习交流
15
3.3 测试系统的动态响应特性
小结:
系统特性在时域可以用脉冲响应函数 h( t )
来描述，
在频域可以用频率响应函数 来描述，
H()
在复数域可以用传递函数 来描述
H(s)
PPT学习交流
16
3.3 测试系统的动态响应特性
四、环节的串联和并联
串联 :由两个传递函数分别为 H1(s) 和 H2(s) 的 环节经串联后组成的测试系统
PPT学习交流
7
3.3 测试系统的动态响应特性---频响函数
频响函数:直观的反映了测试系统对不同频率成分输 入信号的扭曲情况。
A
PPT学习交流
8
3.3 测试系统的动态响应特性---频响函数
频响函数的测量(正弦波法)
依据：频率保持性
若
x(t)=Acos(ωt+φx)
则
y(t)=Bcos(ωt+φy)
令 H(s) 中 s 的实部为零，即 s=jω ，便可以求 得频率响应函数 H(ω)
在测得输入 x(t) 和输出 y(t) 后，由其傅里叶
变换 X(S) 和 Y(S) 可求得频率响应函数 H(ω)
A ( )H (j )RH (e j )[2 ]Im H (j )[2]
第三节 测试系统的动态响应特性
无论复杂度如何，把测量装置作为一个系统 来看待。问题简化为处理输入量x(t)、系统传输 特性h(t)和输出y(t)三者之间的关系。
x(t)
h(t)
y(t)
输入量
系统特性
输出
PPT学习交流
1
第三节 测试系统的动态响应特性
测试系统的动态特性 :是指输入量随时间变化时， 其输出随输入而变化的关系
PPT学习交流
15
3.3 测试系统的动态响应特性
小结:
系统特性在时域可以用脉冲响应函数 h( t )
来描述，
在频域可以用频率响应函数 来描述，
H()
在复数域可以用传递函数 来描述
H(s)
PPT学习交流
16
3.3 测试系统的动态响应特性
四、环节的串联和并联
串联 :由两个传递函数分别为 H1(s) 和 H2(s) 的 环节经串联后组成的测试系统
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7
3.3 测试系统的动态响应特性---频响函数
频响函数:直观的反映了测试系统对不同频率成分输 入信号的扭曲情况。
A
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8
3.3 测试系统的动态响应特性---频响函数
频响函数的测量(正弦波法)
依据：频率保持性
若
x(t)=Acos(ωt+φx)
则
y(t)=Bcos(ωt+φy)
令 H(s) 中 s 的实部为零，即 s=jω ，便可以求 得频率响应函数 H(ω)
在测得输入 x(t) 和输出 y(t) 后，由其傅里叶
变换 X(S) 和 Y(S) 可求得频率响应函数 H(ω)
A ( )H (j )RH (e j )[2 ]Im H (j )[2]
测试技术PPT课件
• 比如：脉冲信号，矩形窗信号
x（t）
x（t）
0
0
t
t
第16页/共105页
• 单自由度振动模型在脉冲力作用下的响应如图 第17页/共105页
• 非确定性信号：又叫随机信号，无法用明确的数学关系式表达。需要用数理统计理论来近似描述它，这种 信号的数学模型又叫统计模型。
加工过程中螺纹车床主轴受环境影响的振动信号波形
• 测量：用特定的工具、仪器直接获得其特性数据，例如：用秤称重量、用尺量长度 • 测试：用一系列方法检查特定的对象的性能是否满足所预期的要求，获得的结果是合格和不合格 • 测试技术的主要研究内容:
被测量的测量原理 测量方法 测量系统 数据处理
第1页/共105页
• 测试技术的研究目的:
1. 为监视或控制生产过程的运行，实现生产自动化
第5页/共105页
• 一个简化的测试系统：
被测量 传
被测对象
感
• 一个简化的闭环控制系统：
器
信号 调理 及信 号处
显 示 记
观察者
理
录
给定量+
—
变换、放 大、处理
被控量 被控对象
测量元件（传感器）
第6页/共105页
• 可以看出，在闭环控制系统中，测试被控量的量值，是实现闭环控制的关键。 • 3、测试技术的发展动向（就机械工程而言） ➢ 测量方式的多样化 ➢ 视觉测试技术 ➢ 测量尺寸向两个极端发展
第30页/共105页
• 诱导公式 sin(-a)=-sin(a) cos(-a)=cos(a) sin(π/2-a)=cos(a) cos(π/2-a)=sin(a) sin(π/2+a)=cos(a) cos(π/2+a)=-sin(a) sin(π-a)=sin(a) cos(π-a)=-cos(a) sin(π+a)=-sin(a) cos(π+a)=-cos(a)
x（t）
x（t）
0
0
t
t
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• 单自由度振动模型在脉冲力作用下的响应如图 第17页/共105页
• 非确定性信号：又叫随机信号，无法用明确的数学关系式表达。需要用数理统计理论来近似描述它，这种 信号的数学模型又叫统计模型。
加工过程中螺纹车床主轴受环境影响的振动信号波形
• 测量：用特定的工具、仪器直接获得其特性数据，例如：用秤称重量、用尺量长度 • 测试：用一系列方法检查特定的对象的性能是否满足所预期的要求，获得的结果是合格和不合格 • 测试技术的主要研究内容:
被测量的测量原理 测量方法 测量系统 数据处理
第1页/共105页
• 测试技术的研究目的:
1. 为监视或控制生产过程的运行，实现生产自动化
第5页/共105页
• 一个简化的测试系统：
被测量 传
被测对象
感
• 一个简化的闭环控制系统：
器
信号 调理 及信 号处
显 示 记
观察者
理
录
给定量+
—
变换、放 大、处理
被控量 被控对象
测量元件（传感器）
第6页/共105页
• 可以看出，在闭环控制系统中，测试被控量的量值，是实现闭环控制的关键。 • 3、测试技术的发展动向（就机械工程而言） ➢ 测量方式的多样化 ➢ 视觉测试技术 ➢ 测量尺寸向两个极端发展
第30页/共105页
• 诱导公式 sin(-a)=-sin(a) cos(-a)=cos(a) sin(π/2-a)=cos(a) cos(π/2-a)=sin(a) sin(π/2+a)=cos(a) cos(π/2+a)=-sin(a) sin(π-a)=sin(a) cos(π-a)=-cos(a) sin(π+a)=-sin(a) cos(π+a)=-cos(a)
测试系统的动态特性ppt课件
bm sm an s n
bm1sm1 b1s b0 an1sn1 a1s a0
令 H(s) 中 s 的实部为零，即 s j
H ( )
Y ( j ) X ( j )
bm ( j )m an ( j )n
bm1( j )m1 b1( j ) b0 an1( j )n1 a1( j ) a0
(s)e
st
ds
2j c jw
当函数 f (t) 的初值及各阶导数的初值为零时，其n阶导数的拉斯变换等于
s n 与拉斯变换 F(s) 的乘积。亦即
L[ f (n) (t)] snF (s)
21
一、拉普拉斯变换（拉氏变换）
22
二、传递函数
若线性系统的初始状态为零，即在考察 时刻以前，其输入量、输出量及其各阶 导数均为零。
y b0 x Sx
bm x m (t) bm1 x m1 (t) ...b1 x(t) b0
a0
9
静态测量时，测试装置表现出的响应特 性称为静态响应特性。
a)灵敏度
当测试装置的输入x有一增量△x,引起输出y发生相 应变化△y时,定义: S=△y/△x
y
△y △x
x
10
b)非线性度
标定曲线与拟合直线的偏离程度就是非线性度。
37
一阶测试系统的典型输入下的响应,灵敏度为1
（2）在单位阶跃输入下的响应 单位阶跃输入的定义为
0 t＜0 x(t) 1 t 0
X (s) 1
n
H (s) Hi (s)
i1
30
测试系统的动态特性
幅频特性和相频特性
Amplitude and Phase Frequency Characteristic
《测试技术》教学课件 2.1 测试系统静态响应特性
二,灵敏度
当测试装置的输入
x 有一增量 X
, 引起输出 y
定义为: 发生相应变化 Y 时,定义为:
Y S= X
y △y △x x
三,回程误差
也称迟滞. 也称迟滞.测试装置在输入量由小增大和由大 减小的测试过程中, 对于同一个输入量所得到的两 减小的测试过程中 , 个数值不同的输出量之间差值最大者为h 个数值不同的输出量之间差值最大者为hmax,则定义 回程误差为: 回程误差为: (hmax/A)×100% /A)×100% y
一,线性度
衡量特性曲线与参考直线偏离程度的参数叫线性 度或直线性. 度或直线性.
max × 100%= 线形误差= =B/A×100% 线形误差= × Ymax Ymin
y
A B
x
线性度参考直线最常用的是最小二乘法回归直线法. 线性度参考直线最常用的是最小二乘法回归直线法. 最小二乘法回归直线法
∫
t 0
x (t ) dt = ∫ y (t ) dt
0
t
5)频率保持性 5)频率保持性 若系统的输入为某一频率的谐波信号, 若系统的输入为某一频率的谐波信号,则系统 的稳态输出将为同一频率的谐波信号, 的稳态输出将为同一频率的谐波信号,即 若 则 x(t)=Acos(ωt+φx) y(t)=Bcos(ωt+φy)
y = a1 x + a 2 x + a 3 x +
2 3
通常,为了简化输出输入关系, 通常,为了简化输出输入关系,总是希望输入输出 之间为线性: 之间为线性:
y = ax
测试系统的静态特性就是在静态测量情况下描述实 际测试装置与理想定常线性系统的接近程度. 际测试装置与理想定常线性系统的接近程度.
第二章 测量系统的动态特性ppt课件
H(s) HA(s) 1HA(s)HB(s)
H(s) HA(s) 1HA(s)HB(s)
*测量系统中采用负反馈可以使整个系 统误差减少. ，提高测量精度
1. 测量系统在瞬变参数测量中的动态特性
(1)零阶测量系统的传递函数
H(s) Y(s) b0 X(s) a0
y b0 x kx a0
K，为灵敏度系
n
12 d
最大过冲量 A dy(td)1e(/ 12)
.
2. 测量系统的动态响应
.
2. 测量系统的动态响应
传感器的时域动态性能指标：
① 时间常数τ：一阶传感器输出上升到稳态值的63.2%，所需的 时间，称为时间常数；
② 延迟时间td：传感器输出达到稳态值的50%所需的时间； ③ 上升时间tr：传感器输出达到稳态值的90%所需的时间； ④ 峰值时间tp： 二阶传感器输出响应曲线达到第一个峰值所需的 时间； ⑤ 超调量σ： 二阶传感器输出超过稳态值的最大值； ⑥ 衰减比d：衰减振荡的二阶传感器输出响应曲线第一个峰值与 第二个峰值之比。
动态响应特性：描述在动态测量过程中输 出量与输入量之间的关系
分析控制动态测量时所产生的动态误差
选择合适测量系统与所测参数匹配，使测 量.的动态误差在允许范围
1. 测量系统在瞬变参数测量中的动态特性
测量系统动态特性的数学描述
采用常系数线性常微分方程描述测量系统动态特性，输入量x与 输出量y之间的关系如下：
.
2. 测量系统的动态响应
（1）测量系统的阶跃响应
输入信号
x(t)
0 1
t 0 t 0
x(t)
1
Y (s) H (s) s
0
t
单位阶跃输入信号
H(s) HA(s) 1HA(s)HB(s)
*测量系统中采用负反馈可以使整个系 统误差减少. ，提高测量精度
1. 测量系统在瞬变参数测量中的动态特性
(1)零阶测量系统的传递函数
H(s) Y(s) b0 X(s) a0
y b0 x kx a0
K，为灵敏度系
n
12 d
最大过冲量 A dy(td)1e(/ 12)
.
2. 测量系统的动态响应
.
2. 测量系统的动态响应
传感器的时域动态性能指标：
① 时间常数τ：一阶传感器输出上升到稳态值的63.2%，所需的 时间，称为时间常数；
② 延迟时间td：传感器输出达到稳态值的50%所需的时间； ③ 上升时间tr：传感器输出达到稳态值的90%所需的时间； ④ 峰值时间tp： 二阶传感器输出响应曲线达到第一个峰值所需的 时间； ⑤ 超调量σ： 二阶传感器输出超过稳态值的最大值； ⑥ 衰减比d：衰减振荡的二阶传感器输出响应曲线第一个峰值与 第二个峰值之比。
动态响应特性：描述在动态测量过程中输 出量与输入量之间的关系
分析控制动态测量时所产生的动态误差
选择合适测量系统与所测参数匹配，使测 量.的动态误差在允许范围
1. 测量系统在瞬变参数测量中的动态特性
测量系统动态特性的数学描述
采用常系数线性常微分方程描述测量系统动态特性，输入量x与 输出量y之间的关系如下：
.
2. 测量系统的动态响应
（1）测量系统的阶跃响应
输入信号
x(t)
0 1
t 0 t 0
x(t)
1
Y (s) H (s) s
0
t
单位阶跃输入信号
【优秀版】现代测试技术与系统PPT
CPU可选单片机、DSP或其他微处理器。
2）以个人计算机为核心的个人仪器测试 系统，如图1-5、1-6所示。
具有测量功能的模块或仪器卡直接与个人 计算机的系统总线相连。仪器的测试功能由在 个人计算机上开发的测试应用程序实现。
2013年10月22日星期二
17
2013年10月22日星期二
18
2013年10月22日星期二
智能仪器：采用专门的微处理器、存储器 和接口芯片，与仪器测量部分融合在一起。
自动测试系统：是用现成的PC配以一定 的硬件和仪器测量部分组合而成。
虚拟仪器：是将测试仪器软件化和模块 化，并与计算机结合构成的仪器系统。
1. 智能仪器
智能仪器是指包含微计算机或微处理器的 测量或检测仪器。具有对数据进行存储、运 算、逻辑判断及自动化操作等功能。它具有的 软件功能使仪器呈现某种智能作用。
2013年10月22日星期二
9
2013年10月22日星期二
10
智能仪器的特点： （1）操作自动化； （2）具有自测功能； （3）具有数据处理功能； （4）具有友好的人机对话能力； （5）具有可程控操作能力。
2. 自动测试系统 自动测试系统是以PC为核心，在程序控 制下自动完成测试任务的仪器系统。 其发展分为3个阶段：第1代专用型，第 2代积木型，第3代模块化集成型。
2）测量精度高，性能好； （1）第1代自动测试系统 常见的自动测试系统一般由测试控制器、可程控测试仪器、标准数字接口总线、测试软件等组成。
系统中的嵌入式计算机、模块化仪器均以总线插卡的形式出现，插入带有总线插座、插槽、电源的VXI、PXI总线机箱中。 年10月22日星期二 系统中的嵌入式计算机、模块化仪器均以总线插卡的形式出现，插入带有总线插座、插槽、电源的VXI、PXI总线机箱中。 （2）第2代自动测试系统 虚拟仪器是在以通用计算机为核心的硬件平台上，由用户自己定义，具有虚拟面板，测试功能由测试软件实现的一种计算机仪器系统 。
2）以个人计算机为核心的个人仪器测试 系统，如图1-5、1-6所示。
具有测量功能的模块或仪器卡直接与个人 计算机的系统总线相连。仪器的测试功能由在 个人计算机上开发的测试应用程序实现。
2013年10月22日星期二
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智能仪器：采用专门的微处理器、存储器 和接口芯片，与仪器测量部分融合在一起。
自动测试系统：是用现成的PC配以一定 的硬件和仪器测量部分组合而成。
虚拟仪器：是将测试仪器软件化和模块 化，并与计算机结合构成的仪器系统。
1. 智能仪器
智能仪器是指包含微计算机或微处理器的 测量或检测仪器。具有对数据进行存储、运 算、逻辑判断及自动化操作等功能。它具有的 软件功能使仪器呈现某种智能作用。
2013年10月22日星期二
9
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10
智能仪器的特点： （1）操作自动化； （2）具有自测功能； （3）具有数据处理功能； （4）具有友好的人机对话能力； （5）具有可程控操作能力。
2. 自动测试系统 自动测试系统是以PC为核心，在程序控 制下自动完成测试任务的仪器系统。 其发展分为3个阶段：第1代专用型，第 2代积木型，第3代模块化集成型。
2）测量精度高，性能好； （1）第1代自动测试系统 常见的自动测试系统一般由测试控制器、可程控测试仪器、标准数字接口总线、测试软件等组成。
系统中的嵌入式计算机、模块化仪器均以总线插卡的形式出现，插入带有总线插座、插槽、电源的VXI、PXI总线机箱中。 年10月22日星期二 系统中的嵌入式计算机、模块化仪器均以总线插卡的形式出现，插入带有总线插座、插槽、电源的VXI、PXI总线机箱中。 （2）第2代自动测试系统 虚拟仪器是在以通用计算机为核心的硬件平台上，由用户自己定义，具有虚拟面板，测试功能由测试软件实现的一种计算机仪器系统 。
STS 8200测试系统基础培训(PPT 49页)
• 检查的内容：
1.检查测试机台中的硬件电路板是否存在 2.对各硬件电路板进行硬件版本核查 3.检查电路板功能和精度是否合格
什么时候做系统自检
1.测试机启动时，系统会自动进行自检 2.每次做calibration之前,必须自检 3.如果测试结果有异常，怀疑测试机存在故障时，建议对测试机做自检
*如果不勾选 时自动进行自检。
依次类推，需要注意的是test_FVI中的CHANNEL项，需要 确认也是0、1、2…依次类推的，这样才会对应到FVI10-01、 02、03…
PGS界面
test_COMM：选择Keithley2000/Agilent34401
test_FVI中的CHANNEL项
如果结果超出了精度范围，则数据以红色表示，如图 校准结果失效显示意图
界面中的显示数据将自动保存在“系统软件安 装路径\clbresult\”目录下，文件名为“clb”+“日期” ＋“_”＋“时间”＋“.txt”，用户也可以点击 按钮手 动保存显示数据。
系统测试时可以使用的补偿数据被自动保存在 “系统软件安装路径\clbdata\”目录下，文件名为 “板类型”＋“.clb”。
FVI0~FVI7与8块板子一一对应。（FVI0对应机台 中的FVI10-01，FVI1对应机台中的FVI10-02，依 次类推）
FVI10校准步骤
1.连接校准需要的硬件设备
2. 点击check进行自检，确认所要校准的FVI10 check pass
3.点击StationA，调入FVI10校准程序，点击test， 开始校准
举例说明
• 以FVMV模式为例
如图所示，在FVMV模式下，测量一个理想值为-1V的电压值，上、下限值 分别为-1.0200 和-0.9800。 Ch0、测到的值分别是-1.008，在上、下限值之内，因此相应的通道自检正 常。
1.检查测试机台中的硬件电路板是否存在 2.对各硬件电路板进行硬件版本核查 3.检查电路板功能和精度是否合格
什么时候做系统自检
1.测试机启动时，系统会自动进行自检 2.每次做calibration之前,必须自检 3.如果测试结果有异常，怀疑测试机存在故障时，建议对测试机做自检
*如果不勾选 时自动进行自检。
依次类推，需要注意的是test_FVI中的CHANNEL项，需要 确认也是0、1、2…依次类推的，这样才会对应到FVI10-01、 02、03…
PGS界面
test_COMM：选择Keithley2000/Agilent34401
test_FVI中的CHANNEL项
如果结果超出了精度范围，则数据以红色表示，如图 校准结果失效显示意图
界面中的显示数据将自动保存在“系统软件安 装路径\clbresult\”目录下，文件名为“clb”+“日期” ＋“_”＋“时间”＋“.txt”，用户也可以点击 按钮手 动保存显示数据。
系统测试时可以使用的补偿数据被自动保存在 “系统软件安装路径\clbdata\”目录下，文件名为 “板类型”＋“.clb”。
FVI0~FVI7与8块板子一一对应。（FVI0对应机台 中的FVI10-01，FVI1对应机台中的FVI10-02，依 次类推）
FVI10校准步骤
1.连接校准需要的硬件设备
2. 点击check进行自检，确认所要校准的FVI10 check pass
3.点击StationA，调入FVI10校准程序，点击test， 开始校准
举例说明
• 以FVMV模式为例
如图所示，在FVMV模式下，测量一个理想值为-1V的电压值，上、下限值 分别为-1.0200 和-0.9800。 Ch0、测到的值分别是-1.008，在上、下限值之内，因此相应的通道自检正 常。
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玻璃管温度计
轴承故障检测仪
第一节 测试系统及其主要性质
为提高测量精度、增加信号传输、处理、存储、显示的灵活 性和提高测试系统的自动化程度，以利于和其它控制环节一 起构成自动化测控系统，在测试中通常先将被测对象输出的 物理量转换为电量，然后再根据需要对变换后的电信号进行 处理，最后以适当的形式显示、输出。
H(ω)
y(t)
Y(s)
Y(ω)
输出 (响应)
1)当输入、输出能够测量时(已知)，可以通过它们推断 系 统的传输特性。
2)当系统特性已知，输出可测量，可以通过它们推断导 致该输出的输入量。
3)如果输入和系统特性已知，则可以推断和估计系统的 输出量。
第一节 测试系统及其主要性质
一、理想的测试系统
单值的、确定的输入－输出关系 输出和输入成线性关系最佳 输入输出关系可以用定系数线性微分方程描述，即定常 线性系统(时不变线性系统)
第二节 测试系统的静态特性
一、非线性度
• 非线性度是指测试系统的实际输入输出特性
曲线对理想线性输入输出特性的接近或偏离程 度。
非线性度用实际输入输出特性曲线对理想线性输入输出特性
曲线的最大偏差量与满量程的百分比来表示，如图3-3所示，
即：
L
Lmax YFS
100％
式中， L表示线性度；YFS 为量程；Lmax为最大偏差。
第二节 测试系统的静态特性
在静态测量中，定常线性系统的输入-输出微分方程式变成
输入、输出信号不 随时间变化
y b0 x Sx a0
实际的测量装置并非理想的定常线性系统，其微分方程式的 系数并非常数。
y S1x S2x2 S3x3 S1 S2x S3x2 x
测试装置的静态特性就是在静态测试情况下描述实际测试装 置与理想定常线性系统的接近程度。
0
0
5）频率保持性 若输入为某一频率的简谐(正弦或余弦)信
号
x(t) X 0e jt
则系统的稳态输出必是同频率的简谐信号；即输出y(t)唯一
可能解只能是
y(t) Y0e j(t0 )
第一节 测试系统及其主要性质
总结
叠加原理和频率保持性，在测量工作中具有重要作用。
噪声处理，故障诊断
第二节 测试系统的静态特性
1）叠加原理 几个输入所产生的总输出是各个输入所产生 的输出叠加的结果。即若
x1(t) y1(t) x2 (t ) y2 (t )
则
x1(t) x2 (t) y1(t) y2 (t)
符合叠加原理，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。
在分析众多输入同时加在系统上所产生的总效果 时，可以先分别分析单个输入（假定其他输入不存在）的效 果，然后将这些效果叠加起来以表示总的效果。
表征测试系统对输入信号变化的一种反应能力
测试系统的输入有一增量Δx，引起输出产生相应的变化Δy时，则
定义： 灵敏度：
第二节 测试系统的静态特性
无量纲，百分数 测试系统非常重要的精度指标
L 越小，系统的线性越
好。
实际工作中经常会遇到 非线性较为严重的系统， 此时，可以采取限制测 量范围。采用非线性拟 合或非线性放大器等措 施来提高系统的线性度。
第二节 测试系统的静态特性
补充
量程及测量范围
1
测试系统能测量的最小输入量（下限）至最大输入量（上限）之间 的范围称为量程。
机械工程测试技术
第第二讲二讲测试测系试统系特统性分析
测试系统及其主要性质 测试系统的特性
静态特性 动态特性 在典型输入下的响应 实现不失真测试的条件 测试系统的干扰及抗干扰技术
测试系统的干扰及抗干扰技术
第一节 测试系统及其主要性质
测试系统是执行测试任务的传感器、仪器和设备的 总称。当测试的目的、要求不同时，所用的测试装置差别很大。 简单的温度测试装置只需一个液柱式温度计，而较完整的动刚 度测试系统，则仪器多且复杂。本章所指的测试装置可以小到 传感器，大到整个测试系统。
激励
被测 对象
被测物 理量
传感器
电量
信号 处理
测试系统
显示、记 录、执行
第一节 测试系统及其主要性质
在测量工作中，一般把研究对象和测量装置作
为一个系统来看待。问题简化为处理输入量x(t)、系统 传输特性h(t)和输出y(t)三者之间的关系。
系统
输入 x(t) (激励) X(s)
X(ω)
h(t)
H(s)
第一节 测试系统及其主要性质
时不变线性系统可用常系数线性微分方程
an
d n y(t) dt n
an1
d n1 y (t ) dt n1
a1
dy(t ) dt
a0 y(t)
bm
d mx(t) dt m
bm1
d m1x(t ) dt m1
b1
dx(t ) dt
b0 x(t)
第一节 测试系统及其主要性质
2) 比例特性
ky(t)
3) 微分特性
的导数，即
对于任意常数k，必有 kx(t) →
系统对输入导数的响应等于对原输入响应
dx (t ) dt
dy (t ) dt
4）积分特性 如系统的初始状态均为零，则系统对输入积 分的响应等同于对原输入响应的积分，即
t0 x(t)dt t0 y(t)dt
为了获得准确的测量结果，需要对测量系统提出多方面的 性能要求。这些性能大致包括四个方面的性能：静态特性、动态 特性、负载效应和抗干扰特性。对于那些用于静态测量的测试系 统，一般只需衡量其静态特性、负载效应和抗干扰特性指标。在 动态测量中，则需要利用这四方面的特性指标来衡量测量仪器的 质量，因为它们都将会对测量结果产生影响。
2 测量上限值与下限值的代数差称为测量范围。
3
有效量程或工作量程是指被测量的某个数值范围，在此范围 内测量仪器所测得的数值，其误差均不会超过规定值。
4
可调范围通常用有效量程的高端和低端的相互关系来表示。 例如有效范围为（20％～85％）RH，则可调范围为4.25∶1。
第二节 测试系统的静态特性
二、灵敏度
来时间自变量。系统的系数an , an1, , a1, a0
bm , bm1, , b1, b0
均为常数。
系统的结构及其所用元器件参数决定了系数
第一节 测试系统及其主要性质
二、定常线性系统的主要性质
如以x(t)→ y(t) 表示上述系统的输入、输出的对应关
系，则时不变线性系统具有以下一些主要性质。