动态信号分析仪快速自动校准系统

    1 动态校准原理及系统组成

    实际使用当中，动态信号分析仪一次测量就能得到被测传感器、伺服机构、控制系统的动态响应性能曲线。如果能够设计若干个典型动态响应曲线，且该响应曲线值具有已经准确掌握的标准单元模块，让动态信号分析仪进行校验性测试，考核动态信号分析仪测试所得出的曲线与标准模块已经准确掌握的响应曲线值的差异，在使用现场就能快捷地校准动态信号分析仪。    为了实现这一动态校准方案，并能对动态信号分析以尽可能多的性能指标进行校准，标准单元的设计成为关键，且标准单元的响应曲线的选择也非常重要。因为这一校准方案，标准单元在其中起到量值传递的作用。

    1.1 动态校准单元

    从动态分析仪所能测试的物理量来看，除了时间/频率外，其它的量不是信号幅度或其导出量，就是它们的比值———无量纲量(如概率分布等)，其性能决定于对时间和幅度这两个量的测试能力。由于动态分析仪有此特点，因而可以用两标准模块单元(标准直线单元、标准移相单元)去检查它对这两个基本量的测试情况，进而判断其整机性能是否合格。

    用这种方法代替动态分析仪的常规检定过程的优点是十分明显的。首先，我们只要两个标准单元就可以将其特性确定，而不是像常规检定那样需要一大套昂贵的仪器设备，从而大大节省了开支，同时也减少了工作量。其次，由于这种方法只用两个可以做得很小的标准单元作量值传递，因而可以在动态分析仪的使用现场对其进行检定、校准，这样不但省去了来回送检的工作，更重要的是，这样得到的数据真实反映了仪器在使用过程中的情况，从而避免因检定环境和使用环境不同带来的检定数据的可疑性。再次，这种校准是一次得到一条曲线，不仅比常规方法大大节省了时间，更为主要的是，它反映了动态分析仪实际使用情况下的特征(因为动态分析仪在不少情况下是一次测量得到一条曲线，比如传感器的一条响应曲线)，避免了用常规方法检定的局限性，这也正如用一标准方波检定一示波器能避免普通方法检定的局限性一样。最后，可以由标准单元组成一便携检定系统，对动态分析仪实现全自动检定、校准。完成由手动到自动检定、校准的转变，这种转变的优点和必要，是人所共知的。

    在讨论系统前，先对各个标准单元的组成及特性作简单的说明。

    1.1.1 标准直线单元

    标准直线单元是用来检查动态分析仪在所考虑的频率范围内对幅度的测试准确度。该单元设计成在一定频率范围内，输入一固定幅值的正弦信号，其输出幅度对输入幅度的比值(以4E表示)与对数频率成直线关系。