一、二阶系统的动态特性

时间：2023-03-11作者：佚名

1.一阶测量装置的特性
一阶系统：包括液柱式温度计，RC滤波电路，弹簧、阻尼振子。
传递函数是，， R=热阻，电阻；C=热容，电容；
幅频特性是，相频特性是从公式可看出,输出的幅值是降低的,相位是滞后的.

一阶系统的特性：
(１)．一阶测量装置适用用于测量缓变或低频的被测量。
(２)．当激励频率ω远小于1/τ 时, 其A(ω)值接近于1(误差不超过2%),输入和输出幅值几乎相等。
(３)．时间常数是反映一阶系统特性的重要参数。时间常数实际上决定了该装置适用的频率范围。
(４)．一阶系统的伯德图表明在频率为 1/τ处（称为转折频率），该点折线偏离实际曲线的误差最大。

2.二阶测量装置的特性：
包括动圈式振子中，固定的永久磁铁形成的磁场和通电线圈形成的动圈磁场相互作用，形成的电磁转矩，该转矩使线圈偏转运动，运动规律可用二阶系统描述。弹簧、质量、阻尼振子系统；RLC电路；其中，系统的固有频率和系统的阻尼比需要根据具体情况判断。系统组成后，或调整完成后，其阻尼比、固有频率、灵敏度也随之而定。

二阶系统的特性：
(１).当ω<<ωn时,H(ω)≈1;当ω>>ωm 时,H(ω)→０。
(２)．影响二阶系统动态特性的参数是：固有频率和阻尼比。
(３)．在ω＝ωn 附近，系统的幅频特性受阻尼比影响最大，当ω≈ωn时，系统发生共振。
(４)．根据二阶系统的脉冲响应函数:
在ω<<ωn时,φ(ω)很小，且与频率近似成正比增加。
在ω>>ωn时，接近－１８０度，输出信号与输入信号反相。
在ω靠近ωn区间时，φ(ω) 随频率的变化而剧烈变化，当ζ越小，这种变化越剧烈。
二阶系统是一个震荡环节。要选择一个恰当的固有频率与阻尼比的组合，从而获得较小的误差与较较宽的工作频率范围。一般取ω< ＝（0.6～0.8）ωn,ζ=(0.65～0.7)。
测试装置对任意输入的响应

实现不失真测量的条件
(１)．A(ω)=Ao= 常数，φ(ω) ＝－toω。
(２)．若测试的结果用作反馈控制信号，则相位误差应力求小。
信号需要前置处理，过滤非信号频带内的噪声，以免影响信噪比。
一阶装置时间常数越小越好。
测试装置动态特性的测试
频率响应法。
阶跃响应法：欠阻尼二阶装置的阶跃响应，利用公式求出阻尼比，再利用公式求出固有频率。

负载效应:某装置由于后接另一装置而产生和种种现象，称为负载效应。
减轻负载效应的措施：

（1）提高后续环节（负载）的输入阻抗。

（2）在原来两个相联接的环节之中，插入高输入阻抗、低输出阻抗的放大器，以便一方面减小从前环节吸取能量，另一方面在承受后一环节（负载）后又能减小电压输出的变化，从而减轻负载效应。

（3）使用反馈或零点测量原理，使后面环节几乎不从前环节吸取能量。