第２章检测系统的基本特性2.1检测系统的静态特性及指标2.1.1检测系统的静态特性一、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（标度特性）：在静态测量中，检测系统的输出－输入特性。例如：理想的线性检测系统：如图2-1-1(a)所示带有零位值的线性检测系统：如图2-1-1(b)所示二、静态特性的校准（标定）条件――静态标准条件。2.1.2检测系统的静态性能指标一、测量范围和量程1、测量范围：（xmin，xmax）xmin――检测系统所能测量到的最小被测输入量（下限）xmax――检测系统所能测量到的最大被测输入量（上限）。2、量程：二、灵敏度S串接系统的总灵敏度为各组成环节灵敏度的连乘积三、分辨力与分辨率1、分辨力：能引起输出量发生变化时输入量的最小变化量。2、分辨率：全量程中最大的即与满量程L之比的百分数。四、精度（见第三章）五、线性度eL――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――满量程（F.S.）输出---本文于网络，仅供参考，勿照抄，如有侵权请联系删除---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：端点法最小二乘法图2-1-3线性度a.端基线性度；b.最小二乘线性度四、迟滞eH回程误差――检测系统的输入量由小增大（正行程），继而自大减小（反行程）的测试过程中，对应于同一输入量，输出量的差值。ΔHmax――输出值在正反行程的最大差值即回程误差最大值。迟滞特性五、稳定性与漂移稳定性：在一定工作条件下，保持输入信号不变时，输出信号随时间或温度的变化而出现缓慢变化的程度。时漂：在输入信号不变的情况下，检测系统的输出随着时间变化的现象。温漂：随着环境温度变化的现象（通常包括零位温漂、灵敏度温漂）。2.2检测系统的动态特性及指标动态测量：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。2.2.1检测系统的传递函数线性系统的微分方程（数学模型表达式）---本文于网络，仅供参考，勿照抄，如有侵权请联系删除---线性系统的传递函数令可得到检测系统的频率特性：一、零阶系统1、系统方程：或2、传递函数：3、频率特性：幅频特性：相频特性：零阶系统是一个与时间和频率无关的系统，输出量的幅值与输入量的幅值成确定的比例关系，通常称为比例系统或无惯性系统。二、一阶系统微分方程：或传递函数：频率特性：（图２－２－１）幅频特性相频特性(ω)=-arctan(ωτ)三、二阶系统1、微分方程：或2、传递函数：---本文于网络，仅供参考，勿照抄，如有侵权请联系删除---3、频率特性：（图2-2-2）幅频特性相频特性2.2.2检测系统的阶跃响应和时域动态性能指标一、检测系统的阶跃响应阶跃输入响应：1、零阶系统的阶跃响应――幅值为的阶跃信号。2、一阶系统的阶跃响应一阶系统的稳态输出为一阶系统在阶跃输入下的归一化（即）阶跃响应曲线（图2-2-3(a)）：一阶系统在阶跃输入下的相对动态误差为一阶系统在时即变成零阶系统，零阶系统在阶跃输入下的相对动态误差。3、二阶系统的阶跃响应（1）当即无阻尼时，特点：输出量围绕稳态值作等幅振荡，振荡频率是系统的固有频率。---本文于网络，仅供参考，勿照抄，如有侵权请联系删除---（2）当即欠阻尼时，特点：输出信号为衰减振荡，其振荡角频率（阻尼振荡角频率）为，幅值按指数衰减。越大，即阻尼越大，衰减越快。（3）当即过阻尼时，特点：系统没有振荡，是非周期性过渡过程。（4）当即临界阻尼时，阶跃响应为：特点：输出量以指数规律逼近稳态值，是欠阻尼状态到过阻尼状态的转折点。二、检测系统的时域动态性能指标1、响应时间在工程上通常规定系统响应的相对动误差达到且不超过某一允许值，即所需最小时间称为响应时间记为。1）一阶系统的响应时间为2）欠阻尼的二阶系统的相对动态误差为3）欠阻尼二阶系统的响应时间令可得，2、峰值时间――输出响应达到...