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，使用專用設備、設施，依照試驗大綱及有關驗室內，使用專用設備、設施，依照試驗大綱及有關標準，對汽車或總成部件進行各種測試的工作過程。標準，對汽車或總成部件進行各種測試的工作過程。 汽車試驗的目的汽車試驗的目的：對產品的性能進行考核，使其：對產品的性能進行考核，使其缺陷和薄弱環節充分暴露，以便進一步研究并提出改缺陷和薄弱環節充分暴露，以便進一步研究并提出改進意見，以提高汽車性能。進意見，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、試驗新產品定型試驗新產品定型試驗品質檢查試驗品質檢查試驗零部件試驗零部件試驗機構總成試驗機構總成試驗整車性能試驗整車性能試驗室內臺架試驗室內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目的分按試驗目的分按試驗對象分按試驗對象分按試驗方法分按試驗方法分 汽車試驗標準汽車試驗標準是對汽車試驗方法提出的技術要求，是對汽車試驗方法提出的技術要求，成為汽車試驗時的依據和規范。成為汽車試驗時的依據和規范。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果的真實性、重復性和可靠性保證試驗結果的真實性、重復性和可靠性三、汽車試驗標準三、汽車試驗標準一、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：反映測量的準確程度相對誤差：反映測量的準確程度(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確度劃分級別的依據。允許誤差是儀表按準確度劃分級別的依據。、誤差的分類、誤差的分類系統誤差系統誤差隨機誤差隨機誤差粗大誤差粗大誤差（統計特性服從正態分布）（統計特性服從正態分布）（引入修正值或修正函數）（引入修正值或修正函

4、數）（發現并剔除）（發現并剔除）、3類誤差的聯系類誤差的聯系精密度：精密度：反映隨機誤差的影響反映隨機誤差的影響準確度：準確度：反映系統誤差的影響反映系統誤差的影響精確度：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、測量的平均值與標準誤差、測量的平均值與標準誤差、誤差分析曲線、誤差分析曲線() 極限誤差極限誤差()置信區間置信區間誤差落在某區間的概率誤差落在某區間的概率p(- ，+ )與與密切相關，常把區間密切相關，常把區間界限取為界限取為的倍數，即的倍數，即 =k ，該區間稱為，該區間稱為置信區間置信區間。含義含義：如果在測量結果表達時取某次測量的誤差為：如果在測量結果

5、表達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為過失誤差。差基本可確認為過失誤差。、隨機誤差的表示方法、隨機誤差的表示方法1)(12nXxniinsS3limSXXX3lim、直接測量的誤差計算及測量結果的表達、直接測量的誤差計算及測量結果的表達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，判斷并消除系統誤差、初步剔除壞值，判斷并消除系統誤差2、求算術平均值、求算術平均值X3、求殘差、求殘差Xxvii4、按有限次測量求標準差、按有限次測量求標準差5、據、據 判斷

6、過失誤差判斷過失誤差3|iv6、求算術平均值的標準誤差、求算術平均值的標準誤差S7、表達測量結果、表達測量結果 （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果的表達、間接測量的誤差計算及測量結果的表達（）單次測量（）單次測量 設設Y=f（X1，X2，Xm)，其中，對，其中，對X1，X2，Xm各進行各進行n次測量。次測量。1、求、求Xi的算術平均值的算術平均值Li，i=1,2,m2、求、求Xi的算術平均值標準誤差的算術平均值標準誤差Si，i=1,2,m3、求函數值、求函數值Y的平均值的平均值Y),.,(21mLLLfY （）多次測量（）多次測量4、求、求

7、 的算術平均值的標準誤差的算術平均值的標準誤差SY22222221)(.)()(21mSXYSXYSXYSmY5、表達測量結果、表達測量結果YSYY3|.|)(lim2lim21lim1limmmYXYXYXYYYY)(lim傳感器傳感器信號調理設備信號調理設備記錄儀記錄儀數據采集設備數據采集設備數據處理與顯示設備數據處理與顯示設備數據校準數據校準被測量被測量輸出量輸出量 測試系統的輸入通常是速度、溫度、壓力、功率等測試系統的輸入通常是速度、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所要完成的作用統所要完成的作用是把物理

8、量進行變換并實現傳送。是把物理量進行變換并實現傳送。第章測試裝置的技術特性第章測試裝置的技術特性工程測試中的三類問題工程測試中的三類問題系統辨識系統辨識反求反求預測預測x(t)x(t)h(t)h(t)y(t)y(t)靈敏度靈敏度S S S=y/x一、測試系統的靜態特性一、測試系統的靜態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、一階系統1)(sSsHS為靜態靈敏度，為靜態靈敏度，當當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特性二、典型測試裝置的頻率響應特性分析：分析：一階系統的重要特性參數是時間一階系統的重要特性參數是時間，決定于系統的結構。，決定于系統的結構。圖圖2-6 一階系統的頻率響應一階系統的頻率響應 一定一定（即系統不變），（即系統不變），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() ，響應的滯后，響應的滯后 。當當 ，則允許輸入信號的，則允許輸入信號的在較大范圍內變化，而不在較大范圍內變化，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，應當取較小的時間常數對于一階測試系統，應當取較小的時間常數 ，以加

10、快動，以加快動態響應，減少誤差，并保證足夠寬的工作頻率態響應，減少誤差，并保證足夠寬的工作頻率()范圍。范圍。結論：結論：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() ，響應的滯后響應的滯后 。、二階系統、二階系統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 二階系統的頻率響應二階系統的頻率響應分析：分析：較小較小(1，產生劇烈振

11、，產生劇烈振蕩；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，可以不斷改變輸入信號的此對某不變的系統，可以不斷改變輸入信號的，并測，并測相應的相應的() ，當，當() = -90時，輸入信號的時，輸入信號的就是系就是系統的固有圓頻率統的固有圓頻率n 。此即。此即相位共振法測系統固有頻率相位共振法測系統固有頻率。把把 =1時時 ，不再有共振現象。，不再

12、有共振現象。 221nr ，動態誤差小的頻率范圍越寬；且，動態誤差小的頻率范圍越寬；且() ，響響應加快應加快 。根據允許的幅值誤差所決定的測試系統的工。根據允許的幅值誤差所決定的測試系統的工作頻率范圍稱為作頻率范圍稱為系統的通頻帶寬度系統的通頻帶寬度。 對于二階測試系統，為使系統的工作頻率范圍足夠對于二階測試系統，為使系統的工作頻率范圍足夠寬，穩態誤差足夠小，系統的阻尼比寬，穩態誤差足夠小，系統的阻尼比以以=0.60.8為宜；為宜；而而n應盡可能高，以加寬通頻帶，加快系統響應，并避應盡可能高，以加寬通頻帶，加快系統響應，并避開共振。開共振。結論：結論：、單位階躍輸入下的動態響應、單位階躍輸入

13、下的動態響應（）一階系統（）一階系統11)(ssH三、測試裝置在其他典型輸入下的動態響應特性三、測試裝置在其他典型輸入下的動態響應特性工程上常采用工程上常采用3或或4作為一階測試系統的響應速度指標。作為一階測試系統的響應速度指標。（）二階系統（）二階系統=0.60.8=0=1分析：分析：=0.60.8 時，最大超調量僅為時，最大超調量僅為102.5%，且達到允許誤差且達到允許誤差(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響應、單位脈沖輸入下的動態響應、頻率響應法測系統的動態特性參數、頻率響應法測系統的動態特性參數 也稱正弦信號響應法也稱正弦信

14、號響應法（）一階系統（）一階系統 輸入不同輸入不同的正弦信號，測的正弦信號，測得相應的得相應的A()。據此做。據此做Bode圖，圖，由圖確定由圖確定b，經計算得，經計算得。（）二階系統（）二階系統 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、測試裝置動態特性的測定四、測試裝置動態特性的測定、階躍響應法測系統動態特性參數、階躍響應法測系統動態特性參數 由前知，當一階系統對階躍輸入響應時，輸出達由前知，當一階系統對階躍輸入響應時，輸出達到最終穩態值的到最終穩態值的63.2%時所對應的時間就是時所對應的時間就是 。 二階系統對階躍的響應是以二階系統對階躍的響應

15、是以Td為周期的衰減振為周期的衰減振蕩，據響應曲線可測得蕩，據響應曲線可測得Td和最大超調量和最大超調量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、化學量、生物量等）按一定的被測量信息（包括物理量、化學量、生物量等）按一定規律轉換成某種規律轉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換成電是將被測的非電量轉換成電阻值的變化，再經過轉換電路變成電量（電壓或電流）的阻值的變化，再經過轉換電

16、路變成電量（電壓或電流）的輸出。輸出。一、電阻式傳感器一、電阻式傳感器應變片式應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變效應電阻應變效應，將被測量，將被測量物體的變形轉換成電阻值變化。物體的變形轉換成電阻值變化。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，進而將電阻值的變化轉變為電壓或電流的變化。進而將電阻值的變化轉變為電壓或電流的變化。 導體或半導體材料在外界力的作用下，會產生機械導體或半導體材料在外界力的作用下，會產生機械變形，其電阻值也將隨著發生變化，這種現象稱為變形，其電阻值也將隨著發生變化，這種現象稱為應變應變效應效應

17、。l 應變效應：應變效應：汽車衡汽車衡節氣門位置傳感器：節氣門位置傳感器： 電位計的滑動觸點由節氣門軸帶動電位計的滑動觸點由節氣門軸帶動 ，在不同的節氣門開度下，電位計的電阻也，在不同的節氣門開度下，電位計的電阻也不同，從而將節氣門開度轉變為電壓信號輸送給不同，從而將節氣門開度轉變為電壓信號輸送給ECU。ECU通過節氣門位置傳感器，通過節氣門位置傳感器，可以獲得表示節氣門由全閉到全開的各種開啟角度的、連續變化的電壓信號，以及可以獲得表示節氣門由全閉到全開的各種開啟角度的、連續變化的電壓信號，以及節氣門開度的變化速率，從而更精確地判定發動機的運行工況。一般在這種節氣門節氣門開度的變化速率，從而更

18、精確地判定發動機的運行工況。一般在這種節氣門位置傳感器中，設有怠速觸點位置傳感器中，設有怠速觸點IDL，以判定發動機的怠速工況。，以判定發動機的怠速工況。 測滑試驗臺位置傳感器測滑試驗臺位置傳感器 側滑板表面作成凸凹不平的花紋形側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生的滑移。滑板下面有滾輪，間可能產生的滑移。滑板下面有滾輪，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。滾輪和滑道應定期進行潤滑和保養，以減少和滑道應定期進行潤滑和保養，以減少滑板運動的阻力，提高檢測精度。當車滑板運動的阻力，提高檢測精度。當車輪

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到原來的位置。下恢復到原來的位置。 電感式傳感器是基于電磁感應原理，把被測量轉化為電感式傳感器是基于電磁感應原理，把被測量轉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線圈匝數線圈匝數 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 空氣的導磁率空氣的導磁率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 設定當銜鐵在

20、中間位置時，兩個次級設定當銜鐵在中間位置時，兩個次級線圈的參數及磁路尺寸相等，則線圈的參數及磁路尺寸相等，則M1=M2，輸出為輸出為0。當銜鐵在被測量的作用下偏離。當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。互感式傳感器：（差動變壓器）互感式傳感器：（差動變壓器） 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換為電容量變化轉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、變介電常數變極距、變面積、變介電常數+極板間距離在極板間距離在25200m的范圍的范圍內內, 最大位移應小于間距的最

21、大位移應小于間距的1/10, 故在微位移測量中應用最廣。故在微位移測量中應用最廣。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用：胎壓監測、自動座椅調節，安全氣囊應用：胎壓監測、自動座椅調節，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換為的變化轉換為感應電動感應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磁電感應磁電感應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測速電機測速電機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、基于霍爾效應霍爾效應原理原理，而將被測量轉換成電動勢輸出的一種傳感器。而將被測量轉換成電動勢輸出的一種傳感器。霍爾效應霍爾效應 金屬或半導體薄片置于金屬或半導體薄片置于磁場中，當有電流流過時，磁場中，當有電流流過時，在垂直于電流在垂直于電流I I和磁場和磁場B

23、B的方的方向上將產生電動勢，這種物向上將產生電動勢，這種物理現象稱為理現象稱為霍爾效應霍爾效應。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，受到外力作用時，某些離子型晶體的電介質，受到外力作用時，不僅幾何尺寸會發生變化，而且不僅幾何尺寸會發生變化，而且內部會被極化內部會被極化，在，在其相對表面產生異性電荷而產生電場；當外力去掉其相對表面產生異性電荷而產生電場；當外力去掉時，又重新回到原來的不帶電狀態，這種現象稱為時，又重新回到原來的不帶電狀態，這種現象稱為壓電效應壓電效應。F+Q=KF+ 壓電式傳感器是以具有壓電效應的壓電式

24、傳感器是以具有壓電效應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。壓電效應壓電效應五、壓電式傳感器五、壓電式傳感器凡是能轉換成力的機械量，凡是能轉換成力的機械量，如位移、壓力、沖擊、振動加速如位移、壓力、沖擊、振動加速度等，都可用相應的壓電傳感器度等，都可用相應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、發動機爆振。此外的應用還動、發動機爆振。此外的應用還有：汽車倒車雷達、測距儀等。有：汽車倒車雷達、測距儀等。 熱電式傳感器是利用轉換元件的電磁參量隨溫度變化熱電式傳感器是利用轉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的參量進行檢測的裝置。的特性，對溫度和與溫度有關的參量進行檢測的裝置。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熱電效應 將兩種不同材料的導體將兩種不同材料的導體A A和和B B串接成一個閉合回路，當串接成一個閉合回路，當兩個接合點溫度不同時，在回路中就會產生熱電勢，形成兩個接合點溫度不同時，在回路中就會產生熱電勢，形成電流，此現象稱為電流，此現象稱為熱電效應熱電效應。關于熱電偶回路的幾點結論：關于熱電偶回路的幾點結論：（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，熱電偶回路內的總熱電勢材料不同，熱電偶回路內的總熱電勢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，而與熱電極的長度、形狀、粗細及沿電極

27、的溫度有關，而與熱電極的長度、形狀、粗細及沿電極的溫度 分布無關。分布無關。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的參數進行檢測。對溫度或與溫度相關的參數進行檢測。二者的區別二者的區別（1）熱電阻是導體；熱敏電阻是半導體或金屬氧化物。）熱電阻是導體；熱敏電阻是半導體或金屬氧化物。（2）熱電阻溫度系數為正（）熱電阻溫度系數為正（T增，增，R增）；熱敏電阻溫度系數通增）；熱敏電阻溫度系數通 常為負（常為負（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是熱電阻的 10100倍。倍。（4）熱敏電阻的非線性嚴重，精度不高。）熱敏電阻的非線性嚴重，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范圍內的測量，熱范圍內的測量，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、電容及電感等參數的變化轉換為電電橋是將電阻、電容及電感等參數的變化轉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第章信號的中間變換與傳輸一、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相等兩臂電阻的比值應相等, , 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 （應變相反）（應變相反）（3）全橋）全橋（相對臂應變相同，（相對臂應變相同， 相鄰臂應變相反）相鄰臂應變相反）000bd414KURRUU000bd212KURRUU00

30、0bdKURRUU)/(0bdRRUSR1R2R3R4BDUoUiAC RLIo）RRRRRRRR（UU040302010bd4直流電橋的應用：直流電橋的應用：（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。可以抑制噪聲、平滑信號或分離信號。或分離信號。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有：實際濾波器的性能參數有：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該與前級信號源的阻抗合理搭配。放大器的輸入阻抗應該與前級信號源的阻抗合理搭配。欲使后級負荷獲得盡可能大的功率，放大器的輸出阻抗欲使后級負荷獲得盡可能大的功率，放大器的輸出阻抗應該與后級負載的應該與后級負載的 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。轉換電路轉換電路轉換電路轉換電路轉換電路轉換電路 汽車試驗采集的數據通常為溫度、流量、壓力、位移

32、、汽車試驗采集的數據通常為溫度、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變化隨時間連續變化。第章試驗數據采集系統第章試驗數據采集系統試驗數據采集通道一般由試驗數據采集通道一般由信號處理裝置信號處理裝置、多路轉換多路轉換器器、采樣保持采樣保持和和A/D轉換器轉換器等組成。等組成。一、一、D/A轉換轉換T形電阻解碼網絡原理圖形電阻解碼網絡原理圖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）把數字量與離散化的模擬量對應起來。）把數字量與離散化的模擬量對應起來。DAC0832內部結構圖內部結構圖8位 輸 入

33、寄 存 器8位 DAC寄 存 器8位D/A轉 換 器&UREFIOUT2IOUT1RfbAGNDUCCDGND2LE1LED7 D0ILECS1WR2WRXFER數字量數數字量數據輸入端據輸入端選通控選通控制邏輯制邏輯標準參考電源標準參考電源接入端，可接接入端，可接(-10v+10v)數字電路電源數字電路電源(+5v+15v)模擬地模擬地數字地數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 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，可以采集下一個數據。這樣可以有效地提即在輸出模擬信號的同時，可以采集下一個數據。這樣可以有效地提高轉換速度。高轉換速度。用用DAC0832構成的構成的3路路DAC系統系統二、二、A/D轉換轉換逐次逼近式逐次逼近式A/D轉換器的原理圖轉換器的原理圖8位D/A轉 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 換 結 果 ADC0809是一種帶有是一

35、種帶有8位位A/D轉換器、轉換器、8位多路轉換開關、位多路轉換開關、 8位三態緩沖器。位三態緩沖器。8位位A/D轉換器的轉換方法為逐次逼近法轉換器的轉換方法為逐次逼近法轉換開始信號，可用轉換開始信號，可用CS+寫信號組合產生寫信號組合產生通知通知CPU用用IN指令取數指令取數OE輸出允許信號輸出允許信號由由IN指令產生指令產生1）多路轉換器）多路轉換器INHXABCVEEX7X2X1X0CD40512）采樣保持器）采樣保持器+-LOGICKCS/HLF398三、多路轉換開關和采樣保持器三、多路轉換開關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。溫標溫標：衡量物體的標尺。：衡

36、量物體的標尺。穩態溫度：進氣溫度、冷卻水溫度、燃油溫度、潤滑油溫度穩態溫度：進氣溫度、冷卻水溫度、燃油溫度、潤滑油溫度瞬態溫度：燃氣溫度、排氣溫度瞬態溫度：燃氣溫度、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：適用瞬態測量，可測較高溫度，只可測表面溫度非接觸法：適用瞬態測量，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、熱傳導引起的誤差、高速氣流滯止引起的誤差熱傳導引起的誤差、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、穩態溫度的測量一、穩態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燃機試熱電偶式溫度計是內燃機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。保冷端溫度補償：電橋法保冷端溫度補償：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油壓力傳感器機油壓力傳感器氣電式（汽缸）最高壓力表氣電式（汽缸）最高壓力表動態壓力測量：電測法動態壓力測量：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，其內部抽真空，外部膜盒由薄金屬片焊接而成，其內部抽真空，外部為氣壓室，可直接與發動機進氣岐管相連。變化的氣為氣壓室，可直接與發動機進氣岐管相連。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。利用操縱桿的機械運動可實現多種膜盒式壓桿移動。利用操縱桿的機械運動可實現多種膜盒式壓力計。常用來測量進氣壓力。力計。常用來測量進氣壓力。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，從而形成兩個串聯的電容。從而形成兩個串聯的電容。 當上、下腔壓力不等時，金屬當上、下腔壓力不等時，金屬膜片向一側彎曲，引起電容量一個膜片向一側彎曲，引起電容量一個增加，一個減小，經測量電路轉換增加，一個減小，經測量電路轉換成電壓信號。常用來測量進氣壓力。成電壓信號。常用來測量進氣壓力。、示功圖自動測錄系統、示功圖自動測錄系統、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：旋轉翼片式空氣流量傳感器：旋轉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、轉速測量儀的類型一、轉速測量儀的類型1、離心式轉速儀、離心式轉速儀2、磁性轉速儀、磁性轉速儀3、電動式轉速儀、電動式轉速儀4、閃光式轉速儀、閃光式轉速儀5、電子式轉速儀、電子式轉速儀閃光轉速儀閃光轉速儀磁性轉速儀磁性轉速儀離心轉速儀離心轉速儀轉速以機械位移轉速以機械位移量的形式輸出量的形式輸出第章轉速和扭矩的測量第章轉速和扭矩的測量二、電子式轉速儀二、電子式轉速儀磁電式傳感器磁電式傳感器+顯示儀表：轉速以電壓信號的形式輸出顯示

41、儀表：轉速以電壓信號的形式輸出按轉速值的測算方法分為：按轉速值的測算方法分為：（1）測頻法）測頻法（2）測周法）測周法對計數器定對計數器定時，時間為時，時間為t60znfxN個個tNzzfnx6060、傳遞法測扭矩、傳遞法測扭矩 轉軸受到扭轉作用時會產生變形，傳遞法就是通轉軸受到扭轉作用時會產生變形，傳遞法就是通過測量軸的變形，利用應力與應變的關系來測量扭矩。過測量軸的變形，利用應力與應變的關系來測量扭矩。三、測扭矩三、測扭矩、平衡力法測力矩、平衡力法測力矩 通過通過測功機測功機給發動機一個給發動機一個“負荷負荷”，依據作用在測功機，依據作用在測功機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，通過測量測功機浮動外殼的過測量測功機浮動外殼的測點測點受力來測量發動機的扭矩。受力來測量發動機的扭矩。水力測功機水力測功機 轉子與外殼（定子）間形成儲水腔。轉子與外殼（定子）間形成儲水腔。轉子隨轉軸旋轉，外殼則浮動支承在軸承轉子隨轉軸旋轉，外殼則浮動支承在軸承架上，可以擺動。轉軸轉動時，帶