测试系统需求分析

汽车电子控制器嵌入式软件平台项目

[2009ZX01038-002-002-2]

卷号：2009ZX01038-002-002-2-050

卷内编号：

功能测试系统

设计环境需求分析

编制单位：重庆邮电大学

牵头单位：重庆长安汽车股份有限公司

版本记录

软件需求说明书

1引言

车用电子控制单元（ECU），这种机电一体化的汽车电子产品，近几年在汽车领域几乎到了家喻户晓的地步。随着用户需求的多样化，电控单元（ECU)的复杂程度快速增加，控制算法与功能不断增加,使ECU的性能的好坏直接影响到整部车的性能和质量。假如控制核心ECU出现了问题，则运行将出现错误。所以，保证汽车电子产品的质量越来越受到业界的关注。实践证明，只有通过在汽车电子产品研发和生产过程中同步进行的各种严格试验测试，使之满足相应的规范要求，才能确保其质量。

1.1目的

软件需求说明书的编制是为了使用户和软件开发者双方对该软件的初始规定有一个共同的理解，使之成为整个开发工作的基础。确保开发者的理解真正满足用户的需求，避免在产品后期进行错误的再修整，否则将耗费大量的人力物力。

1.2背景

软件系统的名称：标定、测试、仿真集成系统的设计环境

本项目的任务提出者：

本项目的任务开发者：

本项目的用户：重庆长安汽车股份有限公司

1.3定义

ECU：Electronic Control Unit 电子控制单元

UI：User Interface 用户界面

XML：EXtensible Markup Language 可扩展标记语言一种简单易懂的的数据存储语言，是一种简单的语义和结构化的语言，描述了文档的结构和语义。

1.4参考资料

范春梅王新刚张卫华XML基础教程人民邮电出版社2009.10

2产品概述

2.1目标

本系统要求支持新能源汽车（燃气、电动等）动力系统控制器（如发动机控制和变速控制）、汽车底盘电子（ABS系统等）控制器、车身电子（BCM、CAN/LIN网络等）控制器等产品的开发。为其电子控制器的开发提供功能测试。其中车身控制系统主要用来提高驾驶的方便性和乘坐的舒适性，包括灯光控制、雨刷、车门控制、座位控制、气候（空调）控制、

仪表盘显示等。

标定、测试、仿真集成系统包括设计环境和运行环境，本软件产品负责开发设计环境，并生成XML配置工程文件，以便在运行环境解析并实现界面自动生成，是标定、测试、仿真集成系统的一个组成部分，为运行环境所调用。关系图如下：

图1 标定、测试、仿真集成系统

此外，本软件产品还须开发出具有XML文件解析、相应控件生成的运行环境DEMO。

设计环境功能框图

图2 设计环境功能框图

2.2用户特点

标定、测试、仿真集成系统根据实际的生产过程设计，可用于汽车厂商的开发生产过程。操作人员只需要一般的计算机水平就可以对集成系统进行组态操作，根据自己的需求实现对特定的ECU进行标定、测试或仿真，进一步确认其性能指标是否达到预期要求。结合本系统设计的相关文档，维护人员能够更好的理解软件，做好后续维护工作。

2.3假定和约束：

硬件配置如下所列

软件配置如下所列：

开发语言：C++，可以为VS、BCB等；

数据库：可以用Access、MySQL；

A2l文件解析由提出方提供；

硬件端口与配置数据库由提出方提供；

模型参数库由提出方提供；

3需求规定

3.1功能需求

１．界面布局

界面有以下的设计格局：

图3 界面布局一

a.将控件库设计在工具栏右侧，控件库中的控件按钮排成一行显示在用户

界面设计窗口的上方

b.窗口的底部有两个按钮“XML输出结果”、“工程控件级别树”。点

击“XML输出结果”按钮，则XML输出结果窗口出现，停靠在界面的

下方，可以拖动，改变大小，如下图所示，再次点击“XML输出结果”

按钮，则窗口隐藏。

c.点击“工程控件级别树”按钮，则工程控件级别树窗口出现在界面的右

侧，且作为一个独立的小窗口，可以移动，如下图所示，再次点击“工

程控件级别树”按钮，则窗口隐藏。

d.新建工程后，新建的窗口，如下图所示

图4 界面布局二

２．总系统功能描述

总体描述：新建工程，之后新建窗口，往窗口上拖控件，然后设置控件的属性，设置窗口的属性，这些设计都自动保存在XML文件中。

新建工程：新建标定工程，新建测试工程，新建在环仿真工程三种，即将三个系统合为一个。选择进入其中某一种设计环境；然后新建窗口，界面如图3

所示。新建工程，新建窗口在菜单栏，工具栏中都能实现。

在菜单栏中点击新建后，弹出如下窗口，选择将要设计的项目类型，可以在右侧看到该系统的相关说明，输入项目的名称，以及保存的位置，点击

确定，完成新建工程。

图5 新建工程时弹出的小窗口

如果新建的是标定系统，则下一步弹出打开文件的小窗口，如下图所示，导入a2l文件。

图6 导入a2l文件的打开窗口

如果新建的是测试系统，则下一步弹出打开文件的小窗口，如下图所示，导入硬件配置数据库

如果新建的是在环仿真系统，则下一步弹出打开文件的小窗口，如下图所示，导入可读文件、导入可写文件。

新建窗口：窗口类型只有一种，但是一个工程可以创建多个窗口，控件窗口中的控件都能够拖动到窗口中，一个窗口负责标定，测试，或仿真ECU中的一个模块。点击菜单栏中的新建窗口或工具栏中新建窗口图标，弹出对话框如下图所示，输入窗口的名称：

设置控件属性：不同的控件有不同的属性，点击控件，其属性就出现在属性窗口中，对属性的值进行设置。在窗口上直接修改控件时，如拖动控件改变控件位置，属性窗口也应相应的变化。各种控件都有哪些属性，参照XML文件。

设置窗口的属性：点击窗口，其属性就出现在属性窗口中，对属性的值进行设置。窗口都有哪些属性，参照XML文件。

自动生成XML文件的功能：对工程，窗口，控件的设计都将保存在XML文件中，XML文件作为设计环境的最终产物，将被运行环境解析，以实现界面生成。工程结构树窗口：自动生成工程的结构树。根据窗口，控件的添加、删除、修改名称实现结构树中相应结点的增加、删除、修改名称。

XML文件输出结果窗口：将实时修改后的XML文件显示出来。

控件库模块：控件库中需要实现的控件汇总在xml文件说明中

三个系统设计时的差异

同一种控件，在不同的工程中，属性有差别。

a.标定系统

导入a2l文件：设计标定系统前要导入a2l文件，A2L文件提供了整个标定系统所有的标定数据和测量数据的描述。

设置控件的名称：将控件和a2l文件绑定，为每一个控件从a2l中选择合适的变量名称CaliVar。

b.ECU功能测试系统

将控件等同于信号，一个控件就是一个信号。因为在后期设计中最终将控件表示成了波形。

需要为控件代表的信号设置幅值、占空比：在每一种控件的属性窗口中，增加幅值和占空比属性，对信号进行规定。

设置控件的设备端口：在每一个控件的属性窗口中设置一个具有弹出对话框风格的输入框，点击该属性，弹出对话框，从对话框中为控件选择合适的设备端口。对话框是一个硬件设备端口的数据库文件，已整理为文件datafile.mdb 设置控件测试流程：ECU功能测试系统按流程进行测试，不同的信号测试的顺序不同，要为每一个信号即控件设置测试时间，在每一种信号的属性窗口中增加测试时间属性TestTime，设置一个具有文本框风格的输入框。

设置窗口测试的优先级功能：不同的窗口测试时间不同，在窗口的属性窗口中设置优先级属性，设置一个具有文本框风格的输入框。

设置控件的输入输出类型：在控件的属性窗口中增加IoStyle属性，确定实际应用中控件是输入信号I还是输出信号O。

c. ECU硬件在环仿真系统

设置控件的设备端口：在每一个控件的属性窗口中设置一个具有弹出对话框风格的输入框，点击该属性，弹出对话框，从对话框中为控件选择合适的设备端口。

设置控件的输入输出类型：在控件的属性窗口中增加IoStyle属性，确定实际应用中控件是输入信号I还是输出信号O。

３．各模块功能需求表

4 时间节点与考核

时间结点：

考核标准：

检测系统的基本特性

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。 n n x a x a x a x a a y +++++= 332210 例如：理想的线性检测系统： x a y 1= 如图2-1-1(a)所示 带有零位值的线性检测系统：x a a y 10+= 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：（x min ，x max ） x min ――检测系统所能测量到的最小被测输入量（下限） x max ――检测系统所能测量到的最大被测输入量（上限）。 2、量程： min max x x L -= 二、灵敏度S dx dy x y S x =??=→?)( lim 0 串接系统的总灵敏度为各组成环节灵敏度的连乘积 321S S S S = 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min x ?。 2、分辨率：全量程中最大的min x ?即min max x ?与满量程L 之比的百分数。 四、精度（见第三章） 五、线性度e L max .. 100%L L F S e y ?=± ? max L ?――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 ..S F y ――满量程（F.S.）输出 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e H %100. .max ??= S F H y H e 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；

测试系统的特性

第4章测试系统的特性 一般测试系统由传感器、中间变换装置和显示记录装置三部分组成。测试过程中传感器将反映被测对象特性的物理量（如压力、加速度、温度等）检出并转换为电信号，然后传输给中间变换装置；中间变换装置对电信号用硬件电路进行处理或经A/D变成数字量，再将结果以电信号或数字信号的方式传输给显示记录装置；最后由显示记录装置将测量结果显示出来，提供给观察者或其它自动控制装置。测试系统见图4-1所示。 根据测试任务复杂程度的不同，测试系统中每个环节又可由多个模块组成。例如，图4-2所示的机床轴承故障监测系统中的中间变换装置就由带通滤波器、A/D变换器和快速傅里叶变换（Fast Fourier Transform，简称FFT）分析软件三部分组成。测试系统中传感器为振动加速度计，它将机床轴承振动信号转换为电信号；带通滤波器用于滤除传感器测量信号中的高、低频干扰信号和对信号进行放大，A/D变换器用于对放大后的测量信号进行采样，将其转换为数字量；FFT分析软件则对转换后的数字信号进行快速傅里叶变换，计算出信号的频谱；最后由计算机显示器对频谱进行显示。 要实现测试，一个测试系统必须可靠、不失真。因此，本章将讨论测试系统及其输入、输出的关系，以及测试系统不失真的条件。 图4-1 测试系统简图 图4-2 轴承振动信号的测试系统

4.1 线性系统及其基本性质 机械测试的实质是研究被测机械的信号)(t x （激励）、测试系统的特性)(t h 和测试结果)(t y （响应）三者之间的关系，可用图4-3表示。 )(t x )(t y )(t h 图4-3 测试系统与输入和输出的关系 它有三个方面的含义： （1）如果输入)(t x 和输出)(t y 可测，则可以推断测试系统的特性)(t h ； （2）如果测试系统特性)(t h 已知，输出)(t y 可测，则可以推导出相应的输入)(t x ； （3）如果输入)(t x 和系统特性)(t h 已知，则可以推断或估计系统的输出)(t y 。 这里所说的测试系统，广义上是指从设备的某一激励输入（输入环节）到检测输出量的那个环节（输出环节）之间的整个系统，一般包括被测设备和测量装置两部分。所以只有首先确知测量装置的特性，才能从测量结果中正确评价被测设备的特性或运行状态。 理想的测试装置应具有单值的、确定的输入/输出关系，并且最好为线性关系。由于在静态测量中校正和补偿技术易于实现，这种线性关系不是必须的（但是希望的）；而在动态测量中，测试装置则应力求是线性系统，原因主要有两方面：一是目前对线性系统的数学处理和分析方法比较完善；二是动态测量中的非线性校正比较困难。但对许多实际的机械信号测试装置而言，不可能在很大的工作范围内全部保持线性，只能在一定的工作范围和误差允许范围内当作线性系统来处理。 线性系统输入)(t x 和输出)(t y 之间的关系可以用式（4-1）来描述 )()(...)()()()(...)()(0111101111t x b dt t dx b dt t x d b dt t x d b t y a dt t dy a dt t y d a dt t y d a m m m m m m n n n n n n ++++=++++------ （4-1） 当n a ，1-n a ，…，0a 和m b ，1-m b ，…，0b 均为常数时，式（4-1）描述的就是线性系统，也称为时不变线性系统，它有以下主要基本性质： （1）叠加性 若 )()(11t y t x →，)()(22t y t x →，则有

第三章 测试系统的基本特性

第三章 测试系统的基本特性 （一）填空题 1、某一阶系统的频率响应函数为1 21)(+= ωωj j H ，输入信号2 sin )(t t x =，则输出信号)(t y 的频率为= ω，幅值= y ，相位= φ。 2、试求传递函数分别为5.05.35 .1+s 和2 22 4.141n n n s s ωωω++的两个环节串联后组成的系统 的总灵敏度。为了获得测试信号的频谱，常用的信号分析方法有、 和 。 3、当测试系统的输出)(t y 与输入)(t x 之间的关系为)()(00t t x A t y ?=时，该系统能实现 测试。此时，系统的频率特性为=)(ωj H 。4、传感器的灵敏度越高，就意味着传感器所感知的越小。5、一个理想的测试装置，其输入和输出之间应该具有 关系为最佳。 （二）选择题1、 不属于测试系统的静特性。 （1）灵敏度 （2）线性度（3）回程误差（4）阻尼系数 2、从时域上看，系统的输出是输入与该系统 响应的卷积。（1）正弦 （2）阶跃 （3）脉冲 （4）斜坡 3、两环节的相频特性各为)(1ωQ 和)(2ωQ ，则两环节串联组成的测试系统，其相频特性 为 。 （1）)()(21ωωQ Q （2）)()(21ωωQ Q +（3）) ()() ()(2121ωωωωQ Q Q Q +（4）) ()(21ωωQ Q ?4、一阶系统的阶跃响应中，超调量 。 （1）存在，但<5％（2）存在，但<1（3）在时间常数很小时存在 （4）不存在 5、忽略质量的单自由度振动系统是 系统。（1）零阶 （2）一阶 （3）二阶 （4）高阶 6、一阶系统的动态特性参数是 。 （1）固有频率 （2）线性度 (3)时间常数（4）阻尼比 7、用阶跃响应法求一阶装置的动态特性参数，可取输出值达到稳态值 倍所经过的

关于典型机械设备综合在线测试系统设计、改造、配置项目

关于“数据采集系统”项目 技术指标要求 该系统主要包含四部分组成；便携式数据采集系统、测量附件系统、专业测量与分析软件系统。具体配置及主要技术要求如下。 1.云智慧数据采集分析仪 1)通道数：11个。8个模拟输入通道，1个转速输入通道，2个模拟输出通道； 2)数据传输方式：网线，无线，支持网络式远程操作，可以扩展3G信号远程 实时在线监测。 3)每通道独立24位AD模数转换。 4)每台采集仪内置16G存储,支持离线采样。 5)所有通道同步采集时，每通道最高采样频率204.8KHz，采样频率任意设置。 DA精度：有效数据位31位，输出最高频率192KHz 6)可以进行多台级联级联，最大可定制到64 台或更多台级联，多机GPS及北 斗双模异地同步、多机1588同步。 7)输入幅值精度优于0.03mVrms@±10V量程。相位匹配：优于0.2°@10kHz。 8)内置1、10、100、1000倍放大，输入量程可选择。 9)动态范围为120dB（典型值），保证值为110dB，任意通道间干扰优于-120dB。 10)可外接DC9～36V供电，支持POE供电模式。 11)内置可充电锂电池，无外供电独立工作时间可支持8小时。 12)支持断电重启后采集状态自动恢复和自动零点校准； 13)可外输出5V、9V、12V、15V直流电压/1Ch转速输入,5VDC供电,25MHz高速

采样信号源输出通道，最大输出电压：±10VP，最大输出电流：5mA，每通道不低于24 位AD模数转换。 14)信噪比不低于110dB，输出最高频率不低于192KHz，幅值精度：优于0.2%。 信号类型：正弦、正弦扫频、随机、磁盘文件等，能将采集的数据进行回放。 15)采集仪对外接口必须是lemo接头。 16)外形尺寸(mm)不大于：L210×W120×H50，重量:不大于2kg。保证系统便携。 2.专业级信号分析软件 1)Windows8/7/XP操作系统，支持64位操作系统，支持台式机和笔记本电脑， 云智慧模式可利用Web浏览器登陆，支持iPad及安卓、苹果等手机系统 2)支持在3G通信方式下，通过数据采集软件和Web对远程网络采集仪进行设 置、示波、时域统计、状态查询、数据下载等，Web方式兼容IE、safari、chrome等浏览器，支持电脑，Pad和手机操作，此方式传输距离无限制。3)软件分析频率精度10-12数量级，软件分析幅值精度10-12数量级，在适当测 试条件下，测试系统频率精度最高可达10-8数量级，测试系统幅值精度可达10-3数量级。 4)具有超低频快速测量技术，测量时间为信号周期的1/10时，频率误差为2%， 幅值误差为3%，当测试时间为信号周期的1/4时，频率误差为0.2%，幅值误差为0.6%。 5)可以进行数据浏览，各种分析结果的输出，包括图形的复制、保存、打印。 将分析结果进行各种文件格式（文本、Excel表格、ACCESS、matlab等）的输出，也可直接把图形和数据输出报告。 6)实时分析：实时显示和分析记录时域谱、FFT谱、功率谱、1/3倍频程谱、 振动量级、声压级。 7)实时报警分析：可设置振动和声源报警阈值，对超过阈值的数据在软件界面 上实时进行报警。 8)按通道设置采样率的功能：可对不同的通道设定不同的采样频率，并进行不 同的处理，每个通道可以独立设置不同的采样率。

测试系统的基本特性

第4章测试系统的基本特性 4．1 知识要点 4.1.1测试系统概述及其主要性质 1.什么叫线性时不变系统？ 设系统的输入为x (t )、输出为y (t )，则高阶线性测量系统可用高阶、齐次、常系数微分方程来描述： )(d )(d d )(d d )(d 01111t y a t t y a t t y a t t y a n n n n n n ++++--- )(d )(d d )(d d )(d 01111t x b t t x b t t x b t t x b m m m m m m ++++=--- （4-1） 式（4-1）中，a n 、a n -1、…、a 0和b m 、b m -1、…、b 0是常数，与测量系统的结构特性、输入状况和测试点的分布等因素有关。这种系统其内部参数不随时间变化而变化，称之为时不变（或称定常）系统。既是线性的又是时不变的系统叫做线性时不变系统。 2.线性时不变系统具有哪些主要性质？ （1）叠加性与比例性：系统对各输入之和的输出等于各单个输入的输出之和。 （2）微分性质：系统对输入微分的响应，等同于对原输入响应的微分。 （3）积分性质：当初始条件为零时，系统对输入积分的响应等同于对原输入响应的积分。 （4）频率不变性：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。 4.1.2测试系统的静态特性 1.什么叫标定和静态标定？采用什么方法进行静态标定？标定有何作用？标定的步骤有哪些？ 标定：用已知的标准校正仪器或测量系统的过程。 静态标定：就是将原始基准器，或比被标定系统准确度高的各级标准器或已知输入源作用于测量系统，得出测量系统的激励－响应关系的实验操作。 静态标定方法：在全量程范围内均匀地取定5个或5个以上的标定点（包括零点），从零点开始，由低至高，逐次输入预定的标定值（称标定的正行程），然后再倒序由高至低依次输入预定的标定值，直至返回零点（称标定的反行程），并按要求将以上操作重复若干次，记录下相应的响应－激励关系。 标定的主要作用是：确定仪器或测量系统的输入－输出关系，赋予仪器或测量系统分度

测试系统分析

第2章测试系统分析 苏进磊 11090433 第一章思考题，总共任选三题，5、6、7题中至少选做一题： 1、论述测试、测量和计量的意义与差别? 答：在我看来，若想知道这三者之间的意义与差别的话，了解他们本身的定义是十分有需要的。测试：通过对研究对象进行具有试验性质的测量以获取研究对象相关信息的认识过程。测量：以确定量值为目的的一组操作。计量：实现单位统一、两只准确可靠的一组活动。通过定义可得知一种关系：计量是为了更好的测量，它为测量提供了保证以及准确可靠的要求；测试是测量+实验，测量是测试里的一部分操作，换言之，测试是意义更为广泛的测量。而说到意义，计量则是基础，测量是通过实验获取数据，而测试要在或数据后还要进行数据分析处理等过程。以上便是三者的意义与差别。 2、论述测量偏差、随机误差的概念，举例说明偏差和误差的估计方法和指标； 答：测量偏差指对同一对象进行多次测量，如果测量误差按一定规律变化或保持为一个常数，这种误差称为“系统误差”或称“偏差”。而随机误差指对同一对象进行多次测量，如果测量误差的大小和符号以不可知的方式变化，这种误差称为“随机误差”。对于偏差和误差的估计方法和指标有两种：算术平均值和标准差，其中均值是真值的最佳估计。多次重复测量用统计方法计算出的标准偏差，这样的例子

可以举抛硬币，只有当实验的次数足够多时，两个面出现的概率才接近二分之一。 3、论述系统的幅频特性的物理意义及二阶系统的特点； 答：同上，若要知道系统的幅频特性的物理意义就必须先了解什么是幅频特性。幅频特性在我看来，是对于一个系统，首先建立出它的数学模型，找出输入与输出之间的关系，在通过傅立叶变化从而将它从时域上转换到复数域上，再找出输出信号与输入信号幅值比，便是系统的幅频特性。而在物理意义上是指在稳态情况下，测试装置对不同频率谐波的被测信号的幅值进行衰减或放大的特性，它又称动态灵敏度。举个例子，若给系统一个正弦输入，系统输出响应随着正弦输入的角频率w而呈现不同的变化,其中输出幅度随着w变化规律为幅频特性。对于二阶系统，我们对它一点都不陌生。因为，很多实际控制系统都是二阶系统。例如RCL电网络、带有惯性载荷的液压助力器、质量-弹簧-阻尼机械系统等等。我们可以通过二阶系统的动力学方程可得知无阻尼固有频率和阻尼比是二阶系统的特征参数，也表明了二阶系统本身与外界无关的特性。

测试系统特性分析

3测试系统特性分析 要进行测试，首先面临的就是如何选择和使用测试装置的的问题，从信号流的角度来看，测试装置的作用就是把输入信号（被测量）进行某种加工处理后将其输出，也就是输出信号（测试结果）。测试装置对信号做什么样的加工，是有测试装置的特性决定的，所以测试装置的特性直接关系测试的准确度和精度。由于受测试系统的特性以及信号传输过程中的干扰影响，输出信号的质量必定不如输入信号的质量。为了正确地描述或反映北侧的物理量，实现“精确测试”或“不失真测试”，测试系统的选择及其传递特性的分析就显得非常重要。 测试系统是指由传感器、信号调理电路、信号处理电路、记录显示设备组成并具有获取某种信息之功能的整体。测试系统的复杂程度取决于被测信息检测的难易程度以及所采用的实验方法。对测试系统的基本要求是可靠、实用、通用、经济。 3.1 概述 3.1.1测试系统的基本要求 测试系统的组成如图3-1所示，由于测试目的和要求不同，测量对象又千变万化，此测试系统的组成、复杂程度都有很大差别。最简单的测试系统如用来进行温度测试的仅仅是一个液柱式温度计，而较完整的动态特性测试系统，其组成相当复杂。测试系统的概念是广义的，在测试信号流通过程中，任意连接输入、输出并有特定功能的部分，均可视为测试系统。 图3-1 测试系统与其输入、输出关系图 对测试系统的基本要求就是使测试系统的输出信号能够真实地反映被测物理量的变化过程，不使信号发生畸变，即实现不失真测试。任何测试系统都有自己的传输特性，当输入信号用x(t)表示，测试系统的传输特性用h(t)表示，输出信号用y(t)表示，则通常的工程测试问题总是处理x(t)、h(t) 和y(t)三者之间的关系，如图3-1所示，即： （1）若输入x(t )和输出y(t)是已知量，则通过输入、输出就可以判断系统的传输特性； （2）若测试系统的传输特性h(t)已知，输出y(t)可测，则通过h(t)和y(t)可推断出对应于该输出的输入信号x(t)； （3）若输入信号x(t)和测试系统的传输特性h(t)已知，则可推断和估计出测试系统的输出信号y(t)。 从输入到输出，系统对输入信号进行传输和变换，系统的传输特性将对输入信号产生影响，因此，要使输出信号真实地反映输入的状态，测试系统必须满足一定的性能要求。一个理想的测试系统应该具有如下特征 （1）输入、输出应该具有一一对应关系，即单一的、确定的输入输出关系，对应于每个确定的输入量都应有唯一的输出量与之对应。 （2）其输出和输入成线性关系，且系统的特性不应随时间的推移发生改变，满足上述要求的系统是线性时不变系统。

测量系统分析方案研究

测量系统分析 测量系统是指由测量仪器(设备)、测量软件、测量操作人员和被测量物所组成的一个整体。 MSA(Measurement System Analysis)是指检测测量系统以便更好地了解影响测量地变异来源及其分布地一种方法。通过测量系统分析可把握当前所用测量系统有无问题和主要 问题出在哪里，以便及时纠正偏差，使测量精度满足要求。] GageR＆R=5.15σm=√(EV2+A V2) σm=测量系统地标准偏差(Measurement system standard deviation) EV=设备(仪器)的变异(Equipment variation),即重复性(Repeatability).重复性是指同一测量仪器，同一检验者，对同一零部件进行数次测量，再对测量结果进行评价。 A V=评价变差(Appraisal Variation),即再现性(Reproducibility).再现性是指同一测量仪器，不同的检验者，对同一零部件进行多次测量，再对测量结果进行评价。 一、GageR＆R评价方法 1.首先界定此测量系统用于何处，如产品检验或工序控

制 2.选处10个可代表覆盖整个工序变化范围的样品 3.从测试人员中选择2-3人对每个样品进行2-3次随机测 量 4.记录测量结果并用重复性和再现性表进行计算 5.用判别标准进行判断，确定此系统是否合格 6.对不合格之测量系统进行适当处理 二、测量系统分析标准 1.测量系统的精度(分辩率)需比被测量体要求精度高一 个数量级，即如要求测量精度是0.001，测量仪器的精 度要求须是0.0001. 2.如果GageR＆R小于所测零件公差的10%，则此系统 物问题。 3.如果GageR＆R大于所测零件公差的10%而小于20%， 那么此测量系统是可以接受的。 4.如果GageR＆R大于所测零件公差的20%而小于30%， 则接受的依据是数据测量系统的重要程度和商业成 本。 5.如果GageR＆R大于所测零件公差的30%，那么此测 量系统是不可以接受的，而且需要进行改善。 三、应用事例

一、二阶系统频率特性测试与分析

【实验目的】 1. 掌握测量典型一阶系统和二阶系统的频率特性曲线的方法； 2. 掌握软件仿真求取一、二阶系统的开环频率特性的方法； 3. 学会用Nyquist 判据判定系统的稳定性。 【实验设备与软件】 1. labACT 实验台与虚拟示波器 2. MATLAB 软件 【实验原理】 1.系统的频率特性测试方法 对于现行定常系统，当输入端加入一个正弦信号)sin()(t X t X m ωω=时，其稳态输出是一个与输入信号频率相同，但幅值和相位都不同的正弦信号 )si n ()()si n ()(ψωωψω+=+=t j G X t Y s Y m m 。 幅频特性：m m X Y j G /)(=ω，即输入与输出信号的幅度比值，通常转换成 )(lg 20ωj G 形式。 相频特性：)(arg )(ωω?j G =，可以直接基于虚拟示波器读取，也可以用“李沙育图行”法得到。 可以将用Bode 图或Nyquist 图表示幅频特性和相频特。 在labACT 试验台采用的测试结构图如下： 被测定稳 定系统对于实验就是有源放大电路模拟的一、二阶稳定系统。 2.系统的频率测试硬件原理 1）正弦信号源的产生方法 频率特性测试时，一系列不同频率输入正弦信号可以通过下图示的原理产生。按

照某种频率不断变化的数字信号输入到DAC0832，转换成模拟信号，经一级运放将其转换为模拟电压信号，再经过一个运放就可以实现双极性电压输出。 根据数模转换原理，知 R V N V 8012 - = (1) 再根据反相加法器运算方法，得 R R R V N V N V R R V R R V 1281282282201210--=??? ??+-?-=???? ??+-= (2) 由表达式可以看出输出时双极性的：当N 大于128时，输出为正；反之则为负；当输入为128时，输出为0. 在labACT 实验箱上使用的参考电压时5V 的，内部程序可以产生频率范围是对一阶系统是0.5 H Z ~64H Z 、对二阶系统是0.5 H Z ~16 H Z 的信号，并由B2单元的OUT2输出。 2）被测对象输出信号的采样方法 对被测对象的输出信号夏阳，首先将其通过LM324与基准电压进行比较嵌位，再通过CD14538进行脉冲整形，一保证有足够的IRQ 采样时间，最后将信号送到处理器的IRQ6脚，向处理器申请中断，在中断中对模拟量V y 进行采样并模数转换，进而进行处理与计算幅值与相位。途中采用ADC089采集模拟量，以单极性方式使用，所以在出现振荡的情况下需要加入一个二极管，将V y 出现负值时将其直接拉倒0。

汽车性能试验测试与分析系统的研究与开发

汽车性能试验测试与分析系统的研究与开发 发表时间：2019-03-22T16:33:41.927Z 来源：《防护工程》2018年第34期作者：欧阳文华杨振波石胜文张舒理 [导读] 本文主要针对汽车性能试验测试展开探讨，论述了汽车性能试验测试以及分析系统的研究和开发工作，对于汽车性能试验测试的分析系统进行了进一步的总结。 东风柳州汽车有限公司广西柳州 545000 摘要：本文主要针对汽车性能试验测试展开探讨，论述了汽车性能试验测试以及分析系统的研究和开发工作，对于汽车性能试验测试的分析系统进行了进一步的总结，希望能够为今后的汽车性能试验测试和分析工作提供参考。 关键词：汽车，性能试验，测试，系统，开发 前言 在汽车的性能试验过程中，必须要采用更好的测试和分析系统，才能够在实践的过程中更加准确的分析汽车的性能情况，为此，采用一套更加合理有效的测试和分析系统，就成为了当今汽车试验过程中的必要。 1、系统的硬件组成 本系统的硬件是以笔记本电脑为核心，通过打印口和外挂式数据采集箱相连。在结构上，将笔记本电脑镶嵌在数据采集箱上，二者合为一体通过采集箱的一个电源插口由一个12V车载蓄电池统一供电笔记本电脑供电所需的逆变、整流等装置统统在采集箱内解决。 数据采集箱上有拓个模拟信号输入口和3个脉冲数字信号输入口。模拟信号输入口中有一个专用于踏板信号的输入，其余15个口用于行驶平顺性试验的多测点振动加速度信号的同步输人，操纵稳定性试验的侧向加速度、横摆角速度、车身侧倾角、方向盘力矩、方向盘转角以及基本性能试验的制动踏板力等物理量模拟电信号的输人。三个脉冲信号输人为车速信号的输入、油耗量信号的输人和制动器(或离合器)踏板信号的输人。 笔记本电脑通过打印机接口与数采箱通讯，以实现指令的传出和采集数据的传回。为了保证仪器操作人员和试车驾驶员的良好配合，电脑屏幕上显示的车速值通过串行口经采集箱转接，由一根长电缆远跟离同步传送给安放在驾驶员前方的一台微型显示器仁，这样，驾驶员和仪器操作员可以同时观察到车速状态。 跟数据采集箱相匹配的外围传感器包括:用于行驶平顺性试验的单向、三向加速度计一电荷放大器;用于操纵稳定性试验的陀螺仪、测力转向盘;用于基本性能试验的无接触光电测速仪、油耗计、制动踏板力计及踏板信号开关等。 2、系统的软件及主要功能 a)数据采集软件包括基本性能试验数据采集软件:滑行试验;最低、最高车速试验;加速性能试验;制动性能试验;等速燃油消耗量试验;加速燃油消耗量试验。 随机输入行驶平顺性试验数据采集与分析软件。 操纵稳定性试验数据采集软件:稳态回转;转向回正;转向轻便性;蛇行。 传感器标定软件:光电测速传感器白线标定;油耗传感器标定。 b)数据处理软件包括 基本性能试验数据处理软件:加速性能;制动性能;等速燃油消耗量。 随机输人行驶平顺性试验数据最终处理软件。 操纵稳定性试验数据处理软件:稳态回转;转向回正;转向轻便性;蛇行。 本系统的主要功能是按照国家标准完成汽车性能试验，实现对试验过程信号的实时监视;试验数据的采集;试验数据的储存;以及试验数据的处理在一个系统上一气呵成。处理结果的图形、曲线、表格、评价指标等均可以元文件格式或位图格式传给中文Word文字处理软件，这就意味着试验报告将能自动生成。也可以将原始数据、处理结果由打印机打印输出或存盘。 系统能完成的试验项目有: a)汽车基本性能 滑行试验;最低稳定车速及最高车速试验;加速性能试验:加速油耗试验;等速油耗试验;制动试验 b)输入行驶平顺性试验 c)操纵稳定性试验 稳态回转试验;转向回正试验;转向轻便性试验;蛇行试验。 d)传感器标定功能 系统叮对光电测速传感器做白线标定，标定后得到脉冲常数(比例尺)mm/脉冲，对油耗传感器标定后得到脉冲常数(比例尺)mIJ/脉冲。在标定完成之后，这两个常数会自动置人系统，为系统中相关软件所共享。 系统的操作模式分为两种类型，其中儿个相对简单的试验如滑行试验、最低和最高车速试验、加速燃油消耗量试验等，其工作模式是这样的.操作者从键盘输人一系列指令开始进行试验，由各种传感器转换成的被测物理量动态信号，在数据采集箱里再转换成数字量从打印口传给微机、在实时显示的同时，执行软件将这些数据处理成曲线、表格、数值等标准所要求的各种形式的结果显示在微机显示器上，并按照既定的格式存人计算机硬盘，以备重新调对于其它多数较为复杂的试验项目，由于数据处理过程较长，其工作模式分为两步。第一步同上述类型一样，首先完成信号的实时监视和数据采集，微机将原始数据或一次处理数据按一定格式先存入硬盘，待试验完成后，再用相应的处理软件把一次处理数据调出进行过程更为复杂的二次处理，最后的结果如图形、曲线、表格、评价指标等一起显示在屏幕上，并可存盘、打印输出或直接剪贴给试验报告。随着微型计算机技术的迅猛发展，其性能大大提高，而价格大幅度下降，特别是便携式微机的发展，成为本系统开发的良好前提条件。由于笔记本微机趋于小型化，采用在其主板上内插采集卡进行数据采集的技术方案受到了限制，于是，本系统设计成外挂式采集箱，以使其不受限制，从而形成了其强大的功能。本系统的硬件开发工作是数据采集箱的研制，并解决与微

902测试技术及应用

902测试技术及应用 一、考试范围说明 该门课程的研究生入学考试范围参考其本科生课程的教学大纲，面向专业学位研究生选拔的需要，考核内容主要包括： 1.测试基础理论和技术知识：主要包括机械测试信号分析，测量装置的基本特性，以及常见测量装置--参数式传感器、发电式传感器、信号调理电路、信号显示与记录等技术知识； 2.测试系统设计及实用测试技术：主要包括测试系统设计理论和方法，计算机测试技术与典型应用系统，其他特种测试技术与典型应用系统； 3.典型工程测试系统设计实例分析：主要包括机械工程领域典型机械参数，如应力应变、温度、位移、振动和噪声的测试系统设计，以及它们的工程网络化和智能化设计等。 与本科生课程学习考评相比，没有平时考核和实验考核环节，但闭卷笔考的知识内容和方式方法原则上是一致的，以上述内容所涉及的知识点为考核对象，具有填空题、判断题、问答题和测试系统设计题等多种考题形式。 二、考试范围说明 通过讲授测试技术的基础知识、常用测量装置的工作原理与性能，以及测试系统的设计，培养学生掌握本学科领域内常见测试系统的组成与设计，以及常见机械工程参数测量技术；为学生学习后续专业课程以及将来实际工作打下良好的基础。 本课程主要为学生讲授：a）测试基础理论和技术知识，主要包括机械测试信号分析、测量装置的基本特性、参数式传感器、发电式传感器、信号的调理等；b）测试系统设计及实用测试技术，主要包括测试系统设计、计算机测试系统、其他测试技术以及典型测试系统设计实例。同时开设：信号分析与测量装置特性仿真、传感器及其性能标定、动态测量信号调理、测试技术虚拟仪器设计等4个基本实验，以及涵盖测试系统设计、搭建、信号采集与处理分析等4个考核环节的测试技术大综合实验。

压电加速度测试系统设计

课程设计说明书 题目：压电加速度测试系统设计 课程：工程测试技术 院、系：机电工程学院 学科专业：机械设计制造及其自动化 学生：李崧伟，刘嘉豪 学号： 14020111109，14020111111 指导教师：齐忠霞 2016 年 6 月15号

工程测试技术课程设计任务书 （2015—2016学年第 2 学期） 指导教师齐忠霞 2016 年 6 月15 日

目录 1.简介 2.测试方案设计 3.测试系统组成 3.1压电加速度传感器 3.1.1组成 3.1.2工作原理 3.1.3灵敏度 3.1.4加速度传感器的选用3.2电荷放大器 3.2.1测试电路图 3.2.2数据计算处理 3.3动态信号分析仪 4.实验测试流程 5.说明总结 6.参考文献

压电加速度测试系统设计 1.简介 现代工业和自动化生产过程中，非电物理量的测量和控制技术会涉及大量的动态测试问题。所谓动态测试是指量的瞬时值以及它随时间而变化的值的确定，即被测量为变量的连续测量过程。它以动态信号为特征，研究了测试系统的动态特性问题，而动态测试中振动和冲击的精确测量尤其重要。振动与冲击测量的核心是传感器，常用压电加速度传感器来获取冲击和振动信号。 压电式传感器是基于某些介质材料的压电效应，当材料受力作用而变形时，其表面会有电荷产生，从而实现非电量测量。压电式传感器具有体积小，质量轻，工作频带宽，结构简单，成本低，性能稳定等特点，因此在各种动态力、机械冲击与振动的测量以及声学、医学、力学、宇航等方面都得到了非常广泛的应用。 所以在此设计了一种压电式加速度测试系统，能够满足测试0—3G的低频率加速度测试。 2.测试方案设计 系统组成：压电加速度传感器、电荷放大器、动态信号分析仪 被测对象的振动加速度信号经传感器拾振，由传感器电缆将加速度信号送入该系统电荷放大器，电荷放大器将信号转换成电压信号并放大，通过数据采集测试仪采样，便实现对信号的采集。最后在PC端对实验数据进行处理并显示。 如下图所示 3.测试系统组成 3.1压电加速度传感器

测试系统的特性

第四章测试系统的特性 本章学习要求 1.建立测试系统的概念 2.了解测试系统特性对测量结果的影响 3.了解测试系统特性的测量方法 §4.1 测试系统概论 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。 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。 图4.1-2 系统、输入和输出 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。 4.1.1 对测试系统的基本要求 理想的测试系统应该具有单值的、确定的输入－输出关系。对于每一输入量都应该只有单一的输出量与之对应。知道其中一个量就可以确定另一个量。其中以输出和输入成线性关系最佳。许多实际测量装置无法在较大工作范围内满足线性要求，但可以在有效测量范围内近似满足线性测量关系要求。 4.1.2线性系统及其主要性质 若系统的输入x(t)和输出y(t)之间的关系可以用常系数线性微分方程来描述 a n y(n)(t)+a n-1y(n-1)(t)+…+a1y(1)(t)+a0y(0)(t) = b m x(m)(t)+b m-1x(m-1)(t)+b1x(1)(t)+b0x(0)(t)

其中a0，a1，…，an和b0，b1，…，bm均为常数，则称该系统为线性定常系统。一般在工程中使用的测试装置、设备都是线性定常系统。 线性定常系统有下面的一些重要性质： ☆叠加性 系统对各输入之和的输出等于各单个输入所得的输出之和，即 若 x1(t) → y1(t)，x2(t) → y2(t)。。 则 x1(t)±x2(t) → y1(t)±y2(t) ☆比例性 常数倍输入所得的输出等于原输入所得输出的常数倍，即 若 x(t) → y(t)。。 则 kx(t) → ky(t) ☆微分性 系统对原输入信号的微分等于原输出信号的微分，即 若 x(t) → y(t)。。 则 x’(t) → y’(t) ☆积分性 当初始条件为零时，系统对原输入信号的积分等于原输出信号的积分，即若 x(t) → y(t)。。 则∫x(t)dt →∫y(t)dt ☆频率保持性 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，即 若 x(t)=Acos(ωt+φx)。。 则 y(t)=Bcos(ωt+φy) 线性系统的这些主要特性，特别是符合叠加原理和频率保持性，在测量工作中具有重要作用。例如，在稳态正弦激振试验时，响应信号中只有与激励频率相同的成分才是由该激励引起的振动，而其它频率成分皆为干扰噪声，应予以剔除。 §4.2测试系统的静态响应特性

太阳能电池测试系统研究与分析

SHANDONGＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ 毕业论文太阳电池测试系统研究与分析 学院：电气与电子工程学院 专业：电子信息科学与技术 学生姓名： XXX 学号： 071220xxxx 指导教师：彭丽英 20 年月

摘要 摘要 在现代太阳电池生产中，存在着大量太阳电池伏安特性的测试问题。由于一般的二线制测试方法，测量结果会由于引线上的压降影响而不准确。因此，本研究采用电源负载四端法（即四线制测量原理），设计一种能够根据不同的被测件，自动实现自适应调节，选择不同的程序放大模块，满足不同等级的电流电压测量的需求，准确测量各个参数的太阳电池测试系统。 太阳电池测试系统主要包括太阳光模拟器、基于ATmegal6单片机的数据采集与控制单元和基于PC上位机的数据处理单元；它的工作过程为：采用脉冲氙灯太阳光模拟器作为光源，模拟器发出的光照到太阳电池上，经A/D转换器把模拟信号转化为数字信号，经RS-232接口送入计算机进行数据计算与显示，实现太阳电池电流、电压，温度和光强的测量；本论文研究的内容主要包括：总体方案论证、光学系统研究、数据采集与处理系统研究、软件设计与误差分析；其中选用了精密放大器AD620AN，两端式的电流型集成温度传感器AD590，进行数据的采集，数据处理的核心部件是ATMEL公司的A VR系列单片机ATmegal6，以及TI公司的16位A／D转换器ADS8341和D／A转换器TLV5618等。另外通过软件设计能有效地实现太阳电池特性的测量，并对可能造成的误差进行了分析，验证了方案的可行性。 此测量系统具有工作稳定、分辨率高、自动选择合适的测量范围等特点，测量范围为电压：0~50V，电流：0~10A，分辨率：电压：1mV电流：1mA。本设计可以解决各种太阳电池的参数测试问题，通过太阳电池测试系统得到的参数可以用来评价太阳电池性能优劣。完善太阳电池测试系统有利于研究电池特性，进而改善电池性能，具有现实意义。 关键词：太阳电池、测试设备、太阳光模拟器、数据采集、伏安特性、曲线拟合

第3章习题 测试系统的基本特性

第3章习题 测试系统的基本特性 一、选择题 1.测试装置传递函数H （s ）的分母与（ ）有关。 A.输入量x （t ） B.输入点的位置 C.装置的结构 2.非线形度是表示定度曲线（ ）的程度。 A.接近真值 B.偏离其拟合直线 C.正反行程的不重合 3.测试装置的频响函数H （j ω）是装置动态特性在（ ）中的描述。 A ．幅值域 B.时域 C.频率域 D.复数域 4.用常系数微分方程描述的系统称为（ ）系统。 A.相似 B.物理 C.力学 D.线形 5.下列微分方程中（ ）是线形系统的数学模型。 A.225d y dy dx t y x dt dt dt ++=+ B. 22d y dx y dt dt += C.22105d y dy y x dt dt -=+ 6.线形系统的叠加原理表明（ ）。 A.加于线形系统的各个输入量所产生的响应过程互不影响 B.系统的输出响应频率等于输入激励的频率 C.一定倍数的原信号作用于系统所产生的响应，等于原信号的响应乘以该倍 数 7.测试装置能检测输入信号的最小变化能力，称为（ ）。 A.精度 B.灵敏度 C.精密度 D.分辨率 8.一般来说，测试系统的灵敏度越高，其测量范围（ ）。 A.越宽 B. 越窄 C.不变 9.测试过程中，量值随时间而变化的量称为（ ）。 A.准静态量 B.随机变量 C.动态量 10.线形装置的灵敏度是（ ）。 A.随机变量 B.常数 C.时间的线形函数 11.若测试系统由两个环节串联而成，且环节的传递函数分别为12(),()H s H s ，则该系统总的传递函数为（ ）。若两个环节并联时，则总的传递函数为（ ）。

哈工大测试大作业——信号的分析与系统特性——矩形波

信号的分析与系统特性 一、设计题目 写出下列方波信号的数学表达通式，求取其信号的幅频谱图（单边谱和双边谱）和相频谱图，若将此信号输入给特性为传递函数为) H的系统，试讨论信号参数 (s 的取值，使得输出信号的失真小。 作业要求 （1）要求学生利用第1章所学知识，求解信号的幅频谱和相频谱，并画图表示出来。 （2）分析其频率成分分布情况。教师可以设定信号周期 T及幅值A，每 0个学生的取值不同，避免重复。 （3）利用第2章所学内容，画出表中所给出的系统)(s H的伯德图，教师设定时间常数τ或阻尼比ζ和固有频率 ω的取值。 n （4）对比2、3图分析将2所分析的信号作为输入)(t x，输入给3所分析的系统)(s H，求解其输出)(t y的表达式，并且讨论信号的失真情况（幅值失真与相位失真）若想减小失真，应如何调整系统)(s H的参数。 二、求解信号的幅频谱和相频谱

式中 转换为复指数展开式的傅里叶级数： 当0,2,4,...n =±±时，0n C =； 当1,3,5,...n =±±±时，2n A C j n π =- 则幅频函数为： 相频函数为： 双边幅频图： 单边幅频图： 相频图： 三、频率成分分布情况 由信号的傅里叶级数形式及其频谱图可以看出，矩形波是由一系列正弦波叠 加而成，正弦波的频率由0w 到30w ，50w ……，其幅值由4A π到43A π，45A π ，……依次减小，各频率成分的相位都为0。 四、H(s)伯德图 一阶系统1 ()1 H s s τ=+，对应=0.1, 0.5, 0.707τ 二阶系统22 40()2n n n H s s s ωξωω= ++，对应10,500n ω=，=0.5, 0.707τ 五、将此信号输入给特征为传递函数为H(s)的系统 （1）一阶系统响应? 方波信号的傅里叶级数展开为： 据线性系统的叠加原理，系统对()x t 的响应应该是各频率成分响应的叠加，即

测量系统分析

测量系统分析 Measurement Systems Analysis 一、测量系统所应具有之统计特性 测量系统必须处于统计控制中，这意味着测量系统中的变差只能是由于普通原因而不是由于特殊原因造成的。这可称为统计稳定性。 测量系统的变差必须比制造过程的变差小。 变差应小于公差带。 测量精度应高于过程变差和公差带两者中精度较高者，一般来说，测量精度是过程变差和公差带两者中精度较高者的十分之一。 测量系统统计特性可能随被测项目的改变而变化。若真的如此，则测量系统的最大的变差应小于过程变差和公差带两者中的较小者。 二、标准 国家标准 第一级标准(连接国家标准和私人公司、科研机构等) 第二级标准(从第一级标准传递到第二级标准) 工作标准(从第二级标准传递到工作标准) 三、测量系统的评定 测量系统的评定通常分为两个阶段，称为第一阶段和第二阶段 第一阶段：明白该测量过程并确定该测量系统是否满足我们的需要。第一阶段试验主要有二个目的： 确定该测量系统是否具有所需要的统计特性，此项必须在使用前进行。 发现哪种环境因素对测量系统有显着的影响，例如温度、湿度等，以决定其使用之空间及环境。 第二阶段的评定

目的是在验证一个测量系统一旦被认为是可行的，应持续具有恰当的统计特性。 常见的就是―量具R&R‖是其中的一种型式。 四、各项定义 量具: 任何用来获得测量结果的装置，包括用来测量合格/不合格的装置。 测量系统：用来获得表示产品或过程特性的数值的系统，称之为测量系统。测量系统是与测量结果有关的仪器、设备、软件、程序、操作人员、环境的集合。 量具重复性：指同一个评价人，采用同一种测量仪器，多次测量同一零件的同一特性时获得的测量值（数据）的变差。 量具再现性：指由不同的评价人，采用相同的测量仪器，测量同一零件的同一特性时测量平均值的变差。 稳定性：指测量系统在某持续时间内测量同一基准或零件的单一特性时获得的测量值总变差。 偏倚:指同一操作人员使用相同量具，测量同一零件之相同特性多次数所得平均值与采用更精密仪器测量同一零件之相同特性所得之平均值之差，即测量结果的观测平均值与基准值的差值，也就是我们通常所称的―准确度‖ 线性：指测量系统在预期的工作范围内偏倚的变化。 五、分析时机 新生产之产品PV有不同时 新仪器，EV有不同时 新操作人员，AV有不同时 易损耗之仪器必须注意其分析频率。 R&R之分析 决定研究主要变差形态的对象. 使用「全距及平均数」或「变差数分析」方法对量具进行分析. 于制程中随机抽取被测定材料需属统一制程. 选2-3位操作员在不知情的状况下使用校验合格的量具分别对10个零