1、 汽車試驗汽車試驗是指在專用試驗場、其它專用場地或試是指在專用試驗場、其它專用場地或試驗室內(nèi)，使用專用設(shè)備、設(shè)施，依照試驗大綱及有關(guān)驗室內(nèi)，使用專用設(shè)備、設(shè)施，依照試驗大綱及有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，對汽車或總成部件進(jìn)行各種測試的工作過程。標(biāo)準(zhǔn)，對汽車或總成部件進(jìn)行各種測試的工作過程。 汽車試驗的目的汽車試驗的目的：對產(chǎn)品的性能進(jìn)行考核，使其：對產(chǎn)品的性能進(jìn)行考核，使其缺陷和薄弱環(huán)節(jié)充分暴露，以便進(jìn)一步研究并提出改缺陷和薄弱環(huán)節(jié)充分暴露，以便進(jìn)一步研究并提出改進(jìn)意見，以提高汽車性能。進(jìn)意見，以提高汽車性能。一、汽車試驗的目的一、汽車試驗的目的第章緒論第章緒論二、汽車試驗的分類二、汽車試驗的分類研究性試驗研究性

2、試驗新產(chǎn)品定型試驗新產(chǎn)品定型試驗品質(zhì)檢查試驗品質(zhì)檢查試驗零部件試驗零部件試驗機(jī)構(gòu)總成試驗機(jī)構(gòu)總成試驗整車性能試驗整車性能試驗室內(nèi)臺架試驗室內(nèi)臺架試驗室外道路試驗室外道路試驗試車場試驗試車場試驗按試驗?zāi)康姆职丛囼災(zāi)康姆职丛囼瀸ο蠓职丛囼瀸ο蠓职丛囼灧椒ǚ职丛囼灧椒ǚ?汽車試驗標(biāo)準(zhǔn)汽車試驗標(biāo)準(zhǔn)是對汽車試驗方法提出的技術(shù)要求，是對汽車試驗方法提出的技術(shù)要求，成為汽車試驗時的依據(jù)和規(guī)范。成為汽車試驗時的依據(jù)和規(guī)范。GB/T 12534-90汽車道路試驗方法通則汽車道路試驗方法通則保證試驗結(jié)果的真實性、重復(fù)性和可靠性保證試驗結(jié)果的真實性、重復(fù)性和可靠性三、汽車試驗標(biāo)準(zhǔn)三、汽車試驗標(biāo)準(zhǔn)一、誤差的概念一、誤

3、差的概念1、誤差的定義、誤差的定義測量值與真值之間的差值稱為測量值與真值之間的差值稱為測量誤差測量誤差。第章誤差的分析與處理第章誤差的分析與處理2、誤差的表示方法、誤差的表示方法(1)絕對誤差絕對誤差(2)相對誤差：反映測量的準(zhǔn)確程度相對誤差：反映測量的準(zhǔn)確程度(3)允許誤差：測量值的最大絕對誤差與儀表的量程之比允許誤差：測量值的最大絕對誤差與儀表的量程之比允許誤差是儀表按準(zhǔn)確度劃分級別的依據(jù)。允許誤差是儀表按準(zhǔn)確度劃分級別的依據(jù)。、誤差的分類、誤差的分類系統(tǒng)誤差系統(tǒng)誤差隨機(jī)誤差隨機(jī)誤差粗大誤差粗大誤差（統(tǒng)計特性服從正態(tài)分布）（統(tǒng)計特性服從正態(tài)分布）（引入修正值或修正函數(shù)）（引入修正值或修正函

4、數(shù)）（發(fā)現(xiàn)并剔除）（發(fā)現(xiàn)并剔除）、3類誤差的聯(lián)系類誤差的聯(lián)系精密度：精密度：反映隨機(jī)誤差的影響反映隨機(jī)誤差的影響準(zhǔn)確度：準(zhǔn)確度：反映系統(tǒng)誤差的影響反映系統(tǒng)誤差的影響精確度：精確度：綜合反映綜合反映二、誤差的分析與處理二、誤差的分析與處理、測量的平均值與標(biāo)準(zhǔn)誤差、測量的平均值與標(biāo)準(zhǔn)誤差、誤差分析曲線、誤差分析曲線() 極限誤差極限誤差()置信區(qū)間置信區(qū)間誤差落在某區(qū)間的概率誤差落在某區(qū)間的概率p(- ，+ )與與密切相關(guān)，常把區(qū)間密切相關(guān)，常把區(qū)間界限取為界限取為的倍數(shù)，即的倍數(shù)，即 =k ，該區(qū)間稱為，該區(qū)間稱為置信區(qū)間置信區(qū)間。含義含義：如果在測量結(jié)果表達(dá)時取某次測量的誤差為：如果在測量結(jié)果

5、表達(dá)時取某次測量的誤差為 =，則該誤差的可信度為則該誤差的可信度為68.27% 。3lim極限誤差極限誤差 lim的意義的意義:大于大于 lim的誤的誤差基本可確認(rèn)為過失誤差。差基本可確認(rèn)為過失誤差。、隨機(jī)誤差的表示方法、隨機(jī)誤差的表示方法1)(12nXxniinsS3limSXXX3lim、直接測量的誤差計算及測量結(jié)果的表達(dá)、直接測量的誤差計算及測量結(jié)果的表達(dá)測量值的測量值的處理步驟處理步驟如下：如下：1、初步剔除壞值，判斷并消除系統(tǒng)誤差、初步剔除壞值，判斷并消除系統(tǒng)誤差2、求算術(shù)平均值、求算術(shù)平均值X3、求殘差、求殘差Xxvii4、按有限次測量求標(biāo)準(zhǔn)差、按有限次測量求標(biāo)準(zhǔn)差5、據(jù)、據(jù) 判斷

6、過失誤差判斷過失誤差3|iv6、求算術(shù)平均值的標(biāo)準(zhǔn)誤差、求算術(shù)平均值的標(biāo)準(zhǔn)誤差S7、表達(dá)測量結(jié)果、表達(dá)測量結(jié)果 （此時誤差可信度為（此時誤差可信度為99.73%）SXX3、間接測量的誤差計算及測量結(jié)果的表達(dá)、間接測量的誤差計算及測量結(jié)果的表達(dá)（）單次測量（）單次測量 設(shè)設(shè)Y=f（X1，X2，Xm)，其中，對，其中，對X1，X2，Xm各進(jìn)行各進(jìn)行n次測量。次測量。1、求、求Xi的算術(shù)平均值的算術(shù)平均值Li，i=1,2,m2、求、求Xi的算術(shù)平均值標(biāo)準(zhǔn)誤差的算術(shù)平均值標(biāo)準(zhǔn)誤差Si，i=1,2,m3、求函數(shù)值、求函數(shù)值Y的平均值的平均值Y),.,(21mLLLfY （）多次測量（）多次測量4、求、求

7、 的算術(shù)平均值的標(biāo)準(zhǔn)誤差的算術(shù)平均值的標(biāo)準(zhǔn)誤差SY22222221)(.)()(21mSXYSXYSXYSmY5、表達(dá)測量結(jié)果、表達(dá)測量結(jié)果YSYY3|.|)(lim2lim21lim1limmmYXYXYXYYYY)(lim傳感器傳感器信號調(diào)理設(shè)備信號調(diào)理設(shè)備記錄儀記錄儀數(shù)據(jù)采集設(shè)備數(shù)據(jù)采集設(shè)備數(shù)據(jù)處理與顯示設(shè)備數(shù)據(jù)處理與顯示設(shè)備數(shù)據(jù)校準(zhǔn)數(shù)據(jù)校準(zhǔn)被測量被測量輸出量輸出量 測試系統(tǒng)的輸入通常是速度、溫度、壓力、功率等測試系統(tǒng)的輸入通常是速度、溫度、壓力、功率等非電量，而輸出則是電壓、電流等電參量，因此非電量，而輸出則是電壓、電流等電參量，因此測試系測試系統(tǒng)所要完成的作用統(tǒng)所要完成的作用是把物理

8、量進(jìn)行變換并實現(xiàn)傳送。是把物理量進(jìn)行變換并實現(xiàn)傳送。第章測試裝置的技術(shù)特性第章測試裝置的技術(shù)特性工程測試中的三類問題工程測試中的三類問題系統(tǒng)辨識系統(tǒng)辨識反求反求預(yù)測預(yù)測x(t)x(t)h(t)h(t)y(t)y(t)靈敏度靈敏度S S S=y/x一、測試系統(tǒng)的靜態(tài)特性一、測試系統(tǒng)的靜態(tài)特性非線性度非線性度 B/A100%回程誤差回程誤差正向輸入正向輸入反向輸入反向輸入%100maxAhEr、一階系統(tǒng)、一階系統(tǒng)1)(sSsHS為靜態(tài)靈敏度，為靜態(tài)靈敏度，當(dāng)當(dāng)S為為1時，時，11)(ssH把把s=j代入得代入得22)(1)(1111)(jjjH2)(11| )(|)(jHA)()(arctg二、典

9、型測試裝置的頻率響應(yīng)特性二、典型測試裝置的頻率響應(yīng)特性分析：分析：一階系統(tǒng)的重要特性參數(shù)是時間一階系統(tǒng)的重要特性參數(shù)是時間，決定于系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。，決定于系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。圖圖2-6 一階系統(tǒng)的頻率響應(yīng)一階系統(tǒng)的頻率響應(yīng) 一定一定（即系統(tǒng)不變），（即系統(tǒng)不變），變化變化時，則時，則，A() ，輸出的衰減增加，誤差增加；且輸出的衰減增加，誤差增加；且() ，響應(yīng)的滯后，響應(yīng)的滯后 。當(dāng)當(dāng) ，則允許輸入信號的，則允許輸入信號的在較大范圍內(nèi)變化，而不在較大范圍內(nèi)變化，而不會使會使A ()、 () 受到太大影響。受到太大影響。 對于一階測試系統(tǒng)，應(yīng)當(dāng)取較小的時間常數(shù)對于一階測試系統(tǒng)，應(yīng)當(dāng)取較小的時間常數(shù) ，以加

10、快動，以加快動態(tài)響應(yīng)，減少誤差，并保證足夠?qū)挼墓ぷ黝l率態(tài)響應(yīng)，減少誤差，并保證足夠?qū)挼墓ぷ黝l率()范圍。范圍。結(jié)論：結(jié)論：一定一定（即輸入正弦信號的頻率不變），（即輸入正弦信號的頻率不變）， 變化變化時，則時，則 ，A() ，輸出的衰減增加，誤差增加；且，輸出的衰減增加，誤差增加；且() ，響應(yīng)的滯后響應(yīng)的滯后 。、二階系統(tǒng)、二階系統(tǒng)222222)21 ()(nnnssKsTTsKsHTn1其中，其中，令令S=1，把，把s=j代入得代入得H(j)2222)(4)(1 1)(nnA)(1)(2)(2nnarctg圖圖2-8 二階系統(tǒng)的頻率響應(yīng)二階系統(tǒng)的頻率響應(yīng)分析：分析：較小較小(1，產(chǎn)生劇烈振

11、，產(chǎn)生劇烈振蕩；而在蕩；而在較大較大(1)時，在時，在(/ n)=1附近，附近，A()1。無論。無論過過小或過大，都會使小或過大，都會使A ()1（幅值誤差接近（幅值誤差接近0）的頻率范圍極）的頻率范圍極小。小。無論無論為多少，在為多少，在=n 時，相位滯后均為時，相位滯后均為-90。因。因此對某不變的系統(tǒng)，可以不斷改變輸入信號的此對某不變的系統(tǒng)，可以不斷改變輸入信號的，并測，并測相應(yīng)的相應(yīng)的() ，當(dāng)，當(dāng)() = -90時，輸入信號的時，輸入信號的就是系就是系統(tǒng)的固有圓頻率統(tǒng)的固有圓頻率n 。此即。此即相位共振法測系統(tǒng)固有頻率相位共振法測系統(tǒng)固有頻率。把把 =1時時 ，不再有共振現(xiàn)象。，不再

12、有共振現(xiàn)象。 221nr ，動態(tài)誤差小的頻率范圍越寬；且，動態(tài)誤差小的頻率范圍越寬；且() ，響響應(yīng)加快應(yīng)加快 。根據(jù)允許的幅值誤差所決定的測試系統(tǒng)的工。根據(jù)允許的幅值誤差所決定的測試系統(tǒng)的工作頻率范圍稱為作頻率范圍稱為系統(tǒng)的通頻帶寬度系統(tǒng)的通頻帶寬度。 對于二階測試系統(tǒng)，為使系統(tǒng)的工作頻率范圍足夠?qū)τ诙A測試系統(tǒng)，為使系統(tǒng)的工作頻率范圍足夠?qū)挘€(wěn)態(tài)誤差足夠小，系統(tǒng)的阻尼比寬，穩(wěn)態(tài)誤差足夠小，系統(tǒng)的阻尼比以以=0.60.8為宜；為宜；而而n應(yīng)盡可能高，以加寬通頻帶，加快系統(tǒng)響應(yīng)，并避應(yīng)盡可能高，以加寬通頻帶，加快系統(tǒng)響應(yīng)，并避開共振。開共振。結(jié)論：結(jié)論：、單位階躍輸入下的動態(tài)響應(yīng)、單位階躍輸入

13、下的動態(tài)響應(yīng)（）一階系統(tǒng)（）一階系統(tǒng)11)(ssH三、測試裝置在其他典型輸入下的動態(tài)響應(yīng)特性三、測試裝置在其他典型輸入下的動態(tài)響應(yīng)特性工程上常采用工程上常采用3或或4作為一階測試系統(tǒng)的響應(yīng)速度指標(biāo)。作為一階測試系統(tǒng)的響應(yīng)速度指標(biāo)。（）二階系統(tǒng)（）二階系統(tǒng)=0.60.8=0=1分析：分析：=0.60.8 時，最大超調(diào)量僅為時，最大超調(diào)量僅為102.5%，且達(dá)到允許誤差且達(dá)到允許誤差(5%2%)所需時間也最所需時間也最短，約為短，約為(34)/( n)。、單位脈沖輸入下的動態(tài)響應(yīng)、單位脈沖輸入下的動態(tài)響應(yīng)、頻率響應(yīng)法測系統(tǒng)的動態(tài)特性參數(shù)、頻率響應(yīng)法測系統(tǒng)的動態(tài)特性參數(shù) 也稱正弦信號響應(yīng)法也稱正弦信

14、號響應(yīng)法（）一階系統(tǒng)（）一階系統(tǒng) 輸入不同輸入不同的正弦信號，測的正弦信號，測得相應(yīng)的得相應(yīng)的A()。據(jù)此做。據(jù)此做Bode圖，圖，由圖確定由圖確定b，經(jīng)計算得，經(jīng)計算得。（）二階系統(tǒng)（）二階系統(tǒng) 同理，作同理，作A()- 曲線，由曲線，由A(r)及及r計算計算和和n。b/ 1四、測試裝置動態(tài)特性的測定四、測試裝置動態(tài)特性的測定、階躍響應(yīng)法測系統(tǒng)動態(tài)特性參數(shù)、階躍響應(yīng)法測系統(tǒng)動態(tài)特性參數(shù) 由前知，當(dāng)一階系統(tǒng)對階躍輸入響應(yīng)時，輸出達(dá)由前知，當(dāng)一階系統(tǒng)對階躍輸入響應(yīng)時，輸出達(dá)到最終穩(wěn)態(tài)值的到最終穩(wěn)態(tài)值的63.2%時所對應(yīng)的時間就是時所對應(yīng)的時間就是 。 二階系統(tǒng)對階躍的響應(yīng)是以二階系統(tǒng)對階躍的響應(yīng)

15、是以Td為周期的衰減振為周期的衰減振蕩，據(jù)響應(yīng)曲線可測得蕩，據(jù)響應(yīng)曲線可測得Td和最大超調(diào)量和最大超調(diào)量M。22121)ln/(1dnTM 傳感器傳感器是人體五官的工程模擬物，它是一種能把特定是人體五官的工程模擬物，它是一種能把特定的被測量信息（包括物理量、化學(xué)量、生物量等）按一定的被測量信息（包括物理量、化學(xué)量、生物量等）按一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成某種規(guī)律轉(zhuǎn)換成某種可用信號可用信號輸出的器件或裝置。輸出的器件或裝置。第章傳感器第章傳感器 電阻式傳感器的電阻式傳感器的基本原理基本原理是將被測的非電量轉(zhuǎn)換成電是將被測的非電量轉(zhuǎn)換成電阻值的變化，再經(jīng)過轉(zhuǎn)換電路變成電量（電壓或電流）的阻值的變化，再經(jīng)過轉(zhuǎn)換電

16、路變成電量（電壓或電流）的輸出。輸出。一、電阻式傳感器一、電阻式傳感器應(yīng)變片式應(yīng)變片式滑變電阻式滑變電阻式利用金屬的利用金屬的電阻應(yīng)變效應(yīng)電阻應(yīng)變效應(yīng)，將被測量，將被測量物體的變形轉(zhuǎn)換成電阻值變化。物體的變形轉(zhuǎn)換成電阻值變化。通過滑動觸點改變電阻絲的長度來改變電阻值的大小，通過滑動觸點改變電阻絲的長度來改變電阻值的大小，進(jìn)而將電阻值的變化轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷夯螂娏鞯淖兓?。進(jìn)而將電阻值的變化轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷夯螂娏鞯淖兓?導(dǎo)體或半導(dǎo)體材料在外界力的作用下，會產(chǎn)生機(jī)械導(dǎo)體或半導(dǎo)體材料在外界力的作用下，會產(chǎn)生機(jī)械變形，其電阻值也將隨著發(fā)生變化，這種現(xiàn)象稱為變形，其電阻值也將隨著發(fā)生變化，這種現(xiàn)象稱為應(yīng)變應(yīng)變效應(yīng)效應(yīng)

17、。l 應(yīng)變效應(yīng)：應(yīng)變效應(yīng)：汽車衡汽車衡節(jié)氣門位置傳感器：節(jié)氣門位置傳感器： 電位計的滑動觸點由節(jié)氣門軸帶動電位計的滑動觸點由節(jié)氣門軸帶動 ，在不同的節(jié)氣門開度下，電位計的電阻也，在不同的節(jié)氣門開度下，電位計的電阻也不同，從而將節(jié)氣門開度轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘栞斔徒o不同，從而將節(jié)氣門開度轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘栞斔徒oECU。ECU通過節(jié)氣門位置傳感器，通過節(jié)氣門位置傳感器，可以獲得表示節(jié)氣門由全閉到全開的各種開啟角度的、連續(xù)變化的電壓信號，以及可以獲得表示節(jié)氣門由全閉到全開的各種開啟角度的、連續(xù)變化的電壓信號，以及節(jié)氣門開度的變化速率，從而更精確地判定發(fā)動機(jī)的運(yùn)行工況。一般在這種節(jié)氣門節(jié)氣門開度的變化速率，從而更

18、精確地判定發(fā)動機(jī)的運(yùn)行工況。一般在這種節(jié)氣門位置傳感器中，設(shè)有怠速觸點位置傳感器中，設(shè)有怠速觸點IDL，以判定發(fā)動機(jī)的怠速工況。，以判定發(fā)動機(jī)的怠速工況。 測滑試驗臺位置傳感器測滑試驗臺位置傳感器 側(cè)滑板表面作成凸凹不平的花紋形側(cè)滑板表面作成凸凹不平的花紋形狀，以增大附著力，減少車輪與滑板之狀，以增大附著力，減少車輪與滑板之間可能產(chǎn)生的滑移?；逑旅嬗袧L輪，間可能產(chǎn)生的滑移?；逑旅嬗袧L輪，滾輪在滑道中可以左右自由滑動。滾輪滾輪在滑道中可以左右自由滑動。滾輪和滑道應(yīng)定期進(jìn)行潤滑和保養(yǎng)，以減少和滑道應(yīng)定期進(jìn)行潤滑和保養(yǎng)，以減少滑板運(yùn)動的阻力，提高檢測精度。當(dāng)車滑板運(yùn)動的阻力，提高檢測精度。當(dāng)車輪

19、駛離滑板后，滑板在回位彈簧的作用輪駛離滑板后，滑板在回位彈簧的作用下恢復(fù)到原來的位置。下恢復(fù)到原來的位置。 電感式傳感器是基于電磁感應(yīng)原理，把被測量轉(zhuǎn)化為電感式傳感器是基于電磁感應(yīng)原理，把被測量轉(zhuǎn)化為磁磁阻阻的變化，繼而引起傳感器線圈的變化，繼而引起傳感器線圈電感量電感量變化的一種裝置。變化的一種裝置。二、電感式傳感器二、電感式傳感器自感式傳感器：自感式傳感器：mRNL2ARm02N線圈匝數(shù)線圈匝數(shù) L線圈電感線圈電感Rm磁路總磁阻磁路總磁阻 空氣隙的厚度空氣隙的厚度0 空氣的導(dǎo)磁率空氣的導(dǎo)磁率A 空氣隙截面積空氣隙截面積變氣隙、變面積變氣隙、變面積)(2122210MMjEEU 設(shè)定當(dāng)銜鐵在

20、中間位置時，兩個次級設(shè)定當(dāng)銜鐵在中間位置時，兩個次級線圈的參數(shù)及磁路尺寸相等，則線圈的參數(shù)及磁路尺寸相等，則M1=M2，輸出為輸出為0。當(dāng)銜鐵在被測量的作用下偏離。當(dāng)銜鐵在被測量的作用下偏離中間位置時，輸出將不再為中間位置時，輸出將不再為0?；ジ惺絺鞲衅鳎海ú顒幼儔浩鳎┗ジ惺絺鞲衅鳎海ú顒幼儔浩鳎?電容式傳感器是電容式傳感器是將被測非電量的變化將被測非電量的變化轉(zhuǎn)換為電容量變化轉(zhuǎn)換為電容量變化的一種傳感器。的一種傳感器。三、電容式傳感器三、電容式傳感器SCr0+S變極距、變面積、變介電常數(shù)變極距、變面積、變介電常數(shù)+極板間距離在極板間距離在25200m的范圍的范圍內(nèi)內(nèi), 最大位移應(yīng)小于間距的最

21、大位移應(yīng)小于間距的1/10, 故在微位移測量中應(yīng)用最廣。故在微位移測量中應(yīng)用最廣。適合于測適合于測量較大的量較大的直線位移直線位移和角位移和角位移液面高度、液面高度、燃油量測量燃油量測量應(yīng)用：胎壓監(jiān)測、自動座椅調(diào)節(jié)，安全氣囊應(yīng)用：胎壓監(jiān)測、自動座椅調(diào)節(jié)，安全氣囊 磁電式傳感器是把磁電式傳感器是把被測物理量被測物理量的變化轉(zhuǎn)換為的變化轉(zhuǎn)換為感應(yīng)電動感應(yīng)電動勢勢輸出的傳感器。輸出的傳感器。恒定磁通式恒定磁通式vBlNe0磁電感應(yīng)磁電感應(yīng)式傳感器式傳感器四、磁電式傳感器四、磁電式傳感器變磁通式變磁通式dtdNe),(mRBdtd測速電機(jī)測速電機(jī)這類傳感器的基本形式是這類傳感器的基本形式是速度傳感器速

22、度傳感器，能直接測量線速度或角速度。如，能直接測量線速度或角速度。如果在其測量電路中接入積分電路或微分電路，那么還可以用來測量位移或加果在其測量電路中接入積分電路或微分電路，那么還可以用來測量位移或加速度。速度。霍爾式傳感器霍爾式傳感器 霍爾傳感器霍爾傳感器也是一種磁電式傳感器，是利用也是一種磁電式傳感器，是利用霍爾元件霍爾元件、基于、基于霍爾效應(yīng)霍爾效應(yīng)原理原理，而將被測量轉(zhuǎn)換成電動勢輸出的一種傳感器。而將被測量轉(zhuǎn)換成電動勢輸出的一種傳感器?；魻栃?yīng)霍爾效應(yīng) 金屬或半導(dǎo)體薄片置于金屬或半導(dǎo)體薄片置于磁場中，當(dāng)有電流流過時，磁場中，當(dāng)有電流流過時，在垂直于電流在垂直于電流I I和磁場和磁場B

23、B的方的方向上將產(chǎn)生電動勢，這種物向上將產(chǎn)生電動勢，這種物理現(xiàn)象稱為理現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)霍爾效應(yīng)。cosIBKUHH1-霍爾元件霍爾元件 2-永久磁鐵永久磁鐵 3-杠桿杠桿 4-膜盒膜盒 某些離子型晶體的電介質(zhì)，受到外力作用時，某些離子型晶體的電介質(zhì)，受到外力作用時，不僅幾何尺寸會發(fā)生變化，而且不僅幾何尺寸會發(fā)生變化，而且內(nèi)部會被極化內(nèi)部會被極化，在，在其相對表面產(chǎn)生異性電荷而產(chǎn)生電場；當(dāng)外力去掉其相對表面產(chǎn)生異性電荷而產(chǎn)生電場；當(dāng)外力去掉時，又重新回到原來的不帶電狀態(tài)，這種現(xiàn)象稱為時，又重新回到原來的不帶電狀態(tài)，這種現(xiàn)象稱為壓電效應(yīng)壓電效應(yīng)。F+Q=KF+ 壓電式傳感器是以具有壓電效應(yīng)的壓電式

24、傳感器是以具有壓電效應(yīng)的壓電器件為核心壓電器件為核心組成的傳感器。組成的傳感器。壓電效應(yīng)壓電效應(yīng)五、壓電式傳感器五、壓電式傳感器凡是能轉(zhuǎn)換成力的機(jī)械量，凡是能轉(zhuǎn)換成力的機(jī)械量，如位移、壓力、沖擊、振動加速如位移、壓力、沖擊、振動加速度等，都可用相應(yīng)的壓電傳感器度等，都可用相應(yīng)的壓電傳感器來測量。壓電式傳感器是來測量。壓電式傳感器是測量振測量振動加速動加速的首選傳感器。如汽車振的首選傳感器。如汽車振動、發(fā)動機(jī)爆振。此外的應(yīng)用還動、發(fā)動機(jī)爆振。此外的應(yīng)用還有：汽車倒車?yán)走_(dá)、測距儀等。有：汽車倒車?yán)走_(dá)、測距儀等。 熱電式傳感器是利用轉(zhuǎn)換元件的電磁參量隨溫度變化熱電式傳感器是利用轉(zhuǎn)換元件的電磁參量隨溫

25、度變化的特性，對溫度和與溫度有關(guān)的參量進(jìn)行檢測的裝置。的特性，對溫度和與溫度有關(guān)的參量進(jìn)行檢測的裝置。溫度變化溫度變化電阻變化電阻變化熱熱(敏敏)電阻傳感器電阻傳感器溫度變化溫度變化電勢變化電勢變化熱電偶傳感器熱電偶傳感器六、熱電式傳感器六、熱電式傳感器熱電效應(yīng)熱電效應(yīng) 將兩種不同材料的導(dǎo)體將兩種不同材料的導(dǎo)體A A和和B B串接成一個閉合回路，當(dāng)串接成一個閉合回路，當(dāng)兩個接合點溫度不同時，在回路中就會產(chǎn)生熱電勢，形成兩個接合點溫度不同時，在回路中就會產(chǎn)生熱電勢，形成電流，此現(xiàn)象稱為電流，此現(xiàn)象稱為熱電效應(yīng)熱電效應(yīng)。關(guān)于熱電偶回路的幾點結(jié)論：關(guān)于熱電偶回路的幾點結(jié)論：（1 1）如果熱電偶兩電極

26、）如果熱電偶兩電極A A、B B材料相同，則無論兩端溫度如材料相同，則無論兩端溫度如 何，熱電偶回路的總熱電勢何，熱電偶回路的總熱電勢E EABAB(t, t(t, t0 0) )恒為零。恒為零。（2 2）如果熱電偶兩端溫度相同（）如果熱電偶兩端溫度相同（t=tt=t0 0），即使兩電極），即使兩電極A A、B B 材料不同，熱電偶回路內(nèi)的總熱電勢材料不同，熱電偶回路內(nèi)的總熱電勢E EABAB(t, t(t, t0 0) )恒為零。恒為零。（3 3）熱電偶的熱電勢僅與）熱電偶的熱電勢僅與兩熱電極兩熱電極A A、B B材料材料及及端點溫度端點溫度t t 有關(guān)，而與熱電極的長度、形狀、粗細(xì)及沿電極

27、的溫度有關(guān)，而與熱電極的長度、形狀、粗細(xì)及沿電極的溫度 分布無關(guān)。分布無關(guān)。熱電阻傳感器與熱敏電阻傳感器：熱電阻傳感器與熱敏電阻傳感器： 熱電阻和熱敏電阻都是利用電阻值隨溫度變化的特性，熱電阻和熱敏電阻都是利用電阻值隨溫度變化的特性，對溫度或與溫度相關(guān)的參數(shù)進(jìn)行檢測。對溫度或與溫度相關(guān)的參數(shù)進(jìn)行檢測。二者的區(qū)別二者的區(qū)別（1）熱電阻是導(dǎo)體；熱敏電阻是半導(dǎo)體或金屬氧化物。）熱電阻是導(dǎo)體；熱敏電阻是半導(dǎo)體或金屬氧化物。（2）熱電阻溫度系數(shù)為正（）熱電阻溫度系數(shù)為正（T增，增，R增）；熱敏電阻溫度系數(shù)通增）；熱敏電阻溫度系數(shù)通 常為負(fù)（常為負(fù)（T增，增，R降）降）（3）熱敏電阻的靈敏度高，因為熱敏電

28、阻的溫度系數(shù)是熱電阻的）熱敏電阻的靈敏度高，因為熱敏電阻的溫度系數(shù)是熱電阻的 10100倍。倍。（4）熱敏電阻的非線性嚴(yán)重，精度不高。）熱敏電阻的非線性嚴(yán)重，精度不高。（5）熱電阻測量范圍寬，常用于）熱電阻測量范圍寬，常用于-190oC660oC范圍內(nèi)的測量，熱范圍內(nèi)的測量，熱 敏電阻的測量范圍為敏電阻的測量范圍為-100oC300oC。 電橋是將電阻、電容及電感等參數(shù)的變化轉(zhuǎn)換為電電橋是將電阻、電容及電感等參數(shù)的變化轉(zhuǎn)換為電壓或電流輸出的一種測量電路。壓或電流輸出的一種測量電路。R1R4，四個橋臂，四個橋臂U0：供橋電壓：供橋電壓Ubd：輸出電壓：輸出電壓直流電橋的基本形式：直流電橋的基本形

29、式：043214231bd)()(URRRRRRRRU第章信號的中間變換與傳輸?shù)谡滦盘柕闹虚g變換與傳輸一、電橋一、電橋 欲使電橋平衡欲使電橋平衡, , 其相鄰其相鄰兩臂電阻的比值應(yīng)相等兩臂電阻的比值應(yīng)相等, , 或或相對兩臂電阻的乘積相等。相對兩臂電阻的乘積相等。R1R3=R2R4電橋靈敏度：電橋靈敏度： 電橋的接法不同，電橋的接法不同，電橋的靈敏度就不同。電橋的靈敏度就不同。（1）半橋單臂）半橋單臂（2）半橋雙臂）半橋雙臂 （應(yīng)變相反）（應(yīng)變相反）（3）全橋）全橋（相對臂應(yīng)變相同，（相對臂應(yīng)變相同， 相鄰臂應(yīng)變相反）相鄰臂應(yīng)變相反）000bd414KURRUU000bd212KURRUU00

30、0bdKURRUU)/(0bdRRUSR1R2R3R4BDUoUiAC RLIo）RRRRRRRR（UU040302010bd4直流電橋的應(yīng)用：直流電橋的應(yīng)用：（1）測量管道流量）測量管道流量（2）氣體成份分析儀）氣體成份分析儀 濾波器是一種選頻裝置，只使信號中特定的頻率成份通濾波器是一種選頻裝置，只使信號中特定的頻率成份通過，而極大地衰減其他頻率成分。可以抑制噪聲、平滑信號過，而極大地衰減其他頻率成分?？梢砸种圃肼?、平滑信號或分離信號?；蚍蛛x信號。按選頻作用分：按選頻作用分：二、濾波器二、濾波器實際濾波器的性能參數(shù)有：實際濾波器的性能參數(shù)有：紋波幅度、截止頻率、帶寬、紋波幅度、截止頻率、帶寬

31、、倍頻程選擇性等。倍頻程選擇性等。被測量被測量傳感器傳感器電橋電橋濾波器濾波器放大器放大器顯示顯示/記錄記錄三、放大器三、放大器欲使前級電信號以一定精度不失真地輸入放大器，欲使前級電信號以一定精度不失真地輸入放大器，放大器的輸入阻抗應(yīng)該與前級信號源的阻抗合理搭配。放大器的輸入阻抗應(yīng)該與前級信號源的阻抗合理搭配。欲使后級負(fù)荷獲得盡可能大的功率，放大器的輸出阻抗欲使后級負(fù)荷獲得盡可能大的功率，放大器的輸出阻抗應(yīng)該與后級負(fù)載的應(yīng)該與后級負(fù)載的 阻抗合理搭配，這稱之為阻抗合理搭配，這稱之為阻抗匹配阻抗匹配。轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換電路 汽車試驗采集的數(shù)據(jù)通常為溫度、流量、壓力、位移

32、、汽車試驗采集的數(shù)據(jù)通常為溫度、流量、壓力、位移、速度、力矩等，其共同特征為速度、力矩等，其共同特征為隨時間連續(xù)變化隨時間連續(xù)變化。第章試驗數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)第章試驗數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)試驗數(shù)據(jù)采集通道一般由試驗數(shù)據(jù)采集通道一般由信號處理裝置信號處理裝置、多路轉(zhuǎn)換多路轉(zhuǎn)換器器、采樣保持采樣保持和和A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器等組成。等組成。一、一、D/A轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換T形電阻解碼網(wǎng)絡(luò)原理圖形電阻解碼網(wǎng)絡(luò)原理圖ID3D2D1D0A/D、D/A基本思路：（基本思路：（1）把模擬量離散化；）把模擬量離散化； （2）把數(shù)字量與離散化的模擬量對應(yīng)起來。）把數(shù)字量與離散化的模擬量對應(yīng)起來。DAC0832內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖8位 輸 入

33、寄 存 器8位 DAC寄 存 器8位D/A轉(zhuǎn) 換 器&UREFIOUT2IOUT1RfbAGNDUCCDGND2LE1LED7 D0ILECS1WR2WRXFER數(shù)字量數(shù)數(shù)字量數(shù)據(jù)輸入端據(jù)輸入端選通控選通控制邏輯制邏輯標(biāo)準(zhǔn)參考電源標(biāo)準(zhǔn)參考電源接入端，可接接入端，可接(-10v+10v)數(shù)字電路電源數(shù)字電路電源(+5v+15v)模擬地模擬地數(shù)字地數(shù)字地反饋電阻反饋電阻電流輸出端電流輸出端8位 輸 入寄 存 器8位 DAC寄 存 器8位D/A轉(zhuǎn) 換 器&UREFIOUT2IOUT1RfbAGNDUCCDGND2LE1LED7 D0ILECS1WR2WRXFERDAC0832外部外部

34、放大器接線圖放大器接線圖-+ 因為有兩級鎖存器，所以因為有兩級鎖存器，所以DAC0832可以工作在雙緩沖器方式下，可以工作在雙緩沖器方式下，即在輸出模擬信號的同時，可以采集下一個數(shù)據(jù)。這樣可以有效地提即在輸出模擬信號的同時，可以采集下一個數(shù)據(jù)。這樣可以有效地提高轉(zhuǎn)換速度。高轉(zhuǎn)換速度。用用DAC0832構(gòu)成的構(gòu)成的3路路DAC系統(tǒng)系統(tǒng)二、二、A/D轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換逐次逼近式逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器的原理圖轉(zhuǎn)換器的原理圖8位D/A轉(zhuǎn) 換 器逐 次 逼 近 寄 存器控 制 電 路比 較 器UiUo緩 沖 寄 存 器D7D6D5D4D3D2D1D0啟 動 信 號CLK轉(zhuǎn) 換 結(jié) 果 ADC0809是一種帶有是一

35、種帶有8位位A/D轉(zhuǎn)換器、轉(zhuǎn)換器、8位多路轉(zhuǎn)換開關(guān)、位多路轉(zhuǎn)換開關(guān)、 8位三態(tài)緩沖器。位三態(tài)緩沖器。8位位A/D轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換方法為逐次逼近法轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換方法為逐次逼近法轉(zhuǎn)換開始信號，可用轉(zhuǎn)換開始信號，可用CS+寫信號組合產(chǎn)生寫信號組合產(chǎn)生通知通知CPU用用IN指令取數(shù)指令取數(shù)OE輸出允許信號輸出允許信號由由IN指令產(chǎn)生指令產(chǎn)生1）多路轉(zhuǎn)換器）多路轉(zhuǎn)換器INHXABCVEEX7X2X1X0CD40512）采樣保持器）采樣保持器+-LOGICKCS/HLF398三、多路轉(zhuǎn)換開關(guān)和采樣保持器三、多路轉(zhuǎn)換開關(guān)和采樣保持器溫度溫度：表示物體的冷熱程度。：表示物體的冷熱程度。溫標(biāo)溫標(biāo)：衡量物體的標(biāo)尺。：衡

36、量物體的標(biāo)尺。穩(wěn)態(tài)溫度：進(jìn)氣溫度、冷卻水溫度、燃油溫度、潤滑油溫度穩(wěn)態(tài)溫度：進(jìn)氣溫度、冷卻水溫度、燃油溫度、潤滑油溫度瞬態(tài)溫度：燃?xì)鉁囟?、排氣溫度瞬態(tài)溫度：燃?xì)鉁囟?、排氣溫度零部件溫度：活塞、氣門、曲軸箱等的溫度零部件溫度：活塞、氣門、曲軸箱等的溫度接觸法：直觀可靠，時間滯后大，測溫在接觸法：直觀可靠，時間滯后大，測溫在1600以下以下非接觸法：適用瞬態(tài)測量，可測較高溫度，只可測表面溫度非接觸法：適用瞬態(tài)測量，可測較高溫度，只可測表面溫度第章溫度的測量第章溫度的測量溫度測量誤差分析溫度測量誤差分析熱輻射引起的誤差、熱輻射引起的誤差、熱傳導(dǎo)引起的誤差、高速氣流滯止引起的誤差熱傳導(dǎo)引起的誤差、高速

37、氣流滯止引起的誤差膨脹式溫度計膨脹式溫度計一、穩(wěn)態(tài)溫度的測量一、穩(wěn)態(tài)溫度的測量熱電偶式溫度計熱電偶式溫度計安裝要求：安裝要求： 熱電偶式溫度計是內(nèi)燃機(jī)試熱電偶式溫度計是內(nèi)燃機(jī)試驗中驗中最常用最常用、也是、也是最重要最重要的測溫的測溫儀表。儀表。保冷端溫度補(bǔ)償：電橋法保冷端溫度補(bǔ)償：電橋法第章壓力測量與示功圖測錄第章壓力測量與示功圖測錄液柱式壓力計液柱式壓力計彈性式壓力計彈性式壓力計機(jī)油壓力傳感器機(jī)油壓力傳感器氣電式（汽缸）最高壓力表氣電式（汽缸）最高壓力表動態(tài)壓力測量：電測法動態(tài)壓力測量：電測法真空膜盒式測壓器真空膜盒式測壓器真空膜盒真空膜盒1、真空膜盒可變、真空膜盒可變 電阻式壓力計電阻式壓

38、力計2、真空膜盒差動變、真空膜盒差動變 壓器式壓力計壓器式壓力計 膜盒由薄金屬片焊接而成，其內(nèi)部抽真空，外部膜盒由薄金屬片焊接而成，其內(nèi)部抽真空，外部為氣壓室，可直接與發(fā)動機(jī)進(jìn)氣岐管相連。變化的氣為氣壓室，可直接與發(fā)動機(jī)進(jìn)氣岐管相連。變化的氣體壓力將會使膜盒膨脹或收縮，并使與之相連的操縱體壓力將會使膜盒膨脹或收縮，并使與之相連的操縱桿移動。利用操縱桿的機(jī)械運(yùn)動可實現(xiàn)多種膜盒式壓桿移動。利用操縱桿的機(jī)械運(yùn)動可實現(xiàn)多種膜盒式壓力計。常用來測量進(jìn)氣壓力。力計。常用來測量進(jìn)氣壓力。3、真空膜盒可變電感式壓力計、真空膜盒可變電感式壓力計、膜片電容式壓力計、膜片電容式壓力計 彈性膜片用金屬制成，上、下彈性

39、膜片用金屬制成，上、下兩個凹玻璃的表面也均有兩個凹玻璃的表面也均有金屬涂層金屬涂層，從而形成兩個串聯(lián)的電容。從而形成兩個串聯(lián)的電容。 當(dāng)上、下腔壓力不等時，金屬當(dāng)上、下腔壓力不等時，金屬膜片向一側(cè)彎曲，引起電容量一個膜片向一側(cè)彎曲，引起電容量一個增加，一個減小，經(jīng)測量電路轉(zhuǎn)換增加，一個減小，經(jīng)測量電路轉(zhuǎn)換成電壓信號。常用來測量進(jìn)氣壓力。成電壓信號。常用來測量進(jìn)氣壓力。、示功圖自動測錄系統(tǒng)、示功圖自動測錄系統(tǒng)、示功圖測量誤差分析及處理、示功圖測量誤差分析及處理缸壓缸壓上止點定位引起的誤差、通道效應(yīng)引起的誤差、示功器頻率特性引起的誤差上止點定位引起的誤差、通道效應(yīng)引起的誤差、示功器頻率特性引起的誤

40、差示功圖測錄：示功圖測錄：旋轉(zhuǎn)翼片式空氣流量傳感器：旋轉(zhuǎn)翼片式空氣流量傳感器：第章流量測量第章流量測量卡門渦街式流量計：卡門渦街式流量計：光電式光電式超聲波式超聲波式一、轉(zhuǎn)速測量儀的類型一、轉(zhuǎn)速測量儀的類型1、離心式轉(zhuǎn)速儀、離心式轉(zhuǎn)速儀2、磁性轉(zhuǎn)速儀、磁性轉(zhuǎn)速儀3、電動式轉(zhuǎn)速儀、電動式轉(zhuǎn)速儀4、閃光式轉(zhuǎn)速儀、閃光式轉(zhuǎn)速儀5、電子式轉(zhuǎn)速儀、電子式轉(zhuǎn)速儀閃光轉(zhuǎn)速儀閃光轉(zhuǎn)速儀磁性轉(zhuǎn)速儀磁性轉(zhuǎn)速儀離心轉(zhuǎn)速儀離心轉(zhuǎn)速儀轉(zhuǎn)速以機(jī)械位移轉(zhuǎn)速以機(jī)械位移量的形式輸出量的形式輸出第章轉(zhuǎn)速和扭矩的測量第章轉(zhuǎn)速和扭矩的測量二、電子式轉(zhuǎn)速儀二、電子式轉(zhuǎn)速儀磁電式傳感器磁電式傳感器+顯示儀表：轉(zhuǎn)速以電壓信號的形式輸出顯示

41、儀表：轉(zhuǎn)速以電壓信號的形式輸出按轉(zhuǎn)速值的測算方法分為：按轉(zhuǎn)速值的測算方法分為：（1）測頻法）測頻法（2）測周法）測周法對計數(shù)器定對計數(shù)器定時，時間為時，時間為t60znfxN個個tNzzfnx6060、傳遞法測扭矩、傳遞法測扭矩 轉(zhuǎn)軸受到扭轉(zhuǎn)作用時會產(chǎn)生變形，傳遞法就是通轉(zhuǎn)軸受到扭轉(zhuǎn)作用時會產(chǎn)生變形，傳遞法就是通過測量軸的變形，利用應(yīng)力與應(yīng)變的關(guān)系來測量扭矩。過測量軸的變形，利用應(yīng)力與應(yīng)變的關(guān)系來測量扭矩。三、測扭矩三、測扭矩、平衡力法測力矩、平衡力法測力矩 通過通過測功機(jī)測功機(jī)給發(fā)動機(jī)一個給發(fā)動機(jī)一個“負(fù)荷負(fù)荷”，依據(jù)作用在測功機(jī)，依據(jù)作用在測功機(jī)上的作用扭矩與反作用扭矩大小相等、方向相反的原理，通上的作用扭矩與反作用扭矩大小相等、方向相反的原理，通過測量測功機(jī)浮動外殼的過測量測功機(jī)浮動外殼的測點測點受力來測量發(fā)動機(jī)的扭矩。受力來測量發(fā)動機(jī)的扭矩。水力測功機(jī)水力測功機(jī) 轉(zhuǎn)子與外殼（定子）間形成儲水腔。轉(zhuǎn)子與外殼（定子）間形成儲水腔。轉(zhuǎn)子隨轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，外殼則浮動支承在軸承轉(zhuǎn)子隨轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，外殼則浮動支承在軸承架上，可以擺動。轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動時，帶