测试系统的组成及其数学描述

（1）测试系统组成

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。测试系统组成框图如图7.1所示。

图7.1　测试系统组成框图

传感器：按照一定规律将被测量转换成同种或别种信号显示输出给下一个单元。

信号调理：将来自传感器的信号转换成更适合进一步传输和处理的形式。

信号处理：接受来自信号调理单元的信号，并进行必要的运算、滤波、分析，将结果输出给显示记录或反馈、控制单元。

显示记录：以观察者易于识别的形式将处理后的检测信号结果显示出来，或者存储起来，以供使用。

传输：从接收信号到处理、输出信号的全部传输过程，传输过程贯穿于各个单元环节之中，一般不单独设置。如单独讨论传输单元时，则专指长距离的信号传输。这是因为在长距离传输信号时，如果方法、设备选用不当，很可能加入大量干扰信号，丢失有用信号，以致无法检测。(www.xing528.com)

一个测试系统不论由多少单元组成，都必须满足一个基本原则：各环节的输出量与输入量之间应保持一一对应，一定比例和尽量不失真。所以组成测试系统时，应着重考虑尽可能减小和消除各种干扰信号。

（2）测试系统数学描述

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x（t）、系统传输特性h（t）和输出y（t）三者之间的关系。

图7.2　系统、输入和输出

系统辨识：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。

系统预估：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。

系统分析：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。