为达到不同测试目的可组成各种不同功能的测试系统，这些系统所具有的主要功能是应保证系统的输出能精确地反映输入。对于一个理想的测试系统应该具有确定的输入和输出关系，其中以输出与输入呈线性关系时为最佳，即理想的测试系统应当是一个时不变线性系统。
若系统的输入x(t)和输出y(t)之间关系可以用常系数线性微分方程式来表，则该系统称为线性时不变系统，简称线性系统，这种线性系统的方程通式为：
从上式可以看到，线性方程中的每一项都不包含输入x(t、输出y(t)以及它们的各阶导数的高次幕和它们的乘积，此外其内部参数也不随时间的变化而变化，信号的输出与输入和信号加入的时间无关。
在研究线性测试系统时，对系统中任一环节（如传感器、运算电路等）都可简化为一个方框图（图0-1），
并用x(t)表示输入量，y(t)表示输出量，h(x)表示系统的传递关系。X(t)、y(t)和h(x)是三个具有确定关系的量，当已知其中任何两个量，即可求第三个量，这便是工程测试中常常需要处理的实际问題。
