汽车试验技术全套配套课件 第二章 汽车试验基础理论.doc

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1、第二章汽车试验基础理论试验是一个较为广义的概念，对汽车部件功能、生产工艺的验证，零件形体、成分的检测，汽车整车及零部件性能的测试等统称为汽车试验。汽车试验所涉及的范围十分广泛，渗透到汽车产品的研发、样机试制、成品制造的各个环节。试验目的、要求、对象的不同，试验系统的复杂与难易程度存在很大的差异，对于汽车零件形体外形尺寸与质量大小的测量，那只是简单的技艺问题，在此不作讨论。本课程所要解决的是一些较为复杂的汽车整车及零部件的性能参数测试问题。往往需要由传感器、信号调理、信号记录、数据采集、数据处理与显示等设备所组成的复杂系统才能完成，如图2-1所示。图2-1汽车试验

2、系统的组成在此需指出的是：并非是所有的汽车试验系统都必须包括图2-1所示的全部设备。对于汽车试验而言，由于被测量及所用传感器的不同，其试验系统的组成会存在很大的差异。无论是有多少个设备及什么类型的设备所组成的汽车试验系统，其要求只有一个，那就是测试结果应与被测量保持一致。欲作到这一点，就必须深入了解试验系统的特性。第一节汽车试验系统的特性前述的试验系统可以将其简化为图2-2所示的数学模型。被测量称为系统的输入（或激励），用表示；测试结果称为系统的输出（或响应），用表示。所谓试验系统的特性是指系统的输出与输入的关系。图2-2试验系统的教学模型汽车试验与其它工程测试

3、一样，其输入具有两种不同的特征，即随时间的变化而变化或不随时间的变化。若被测量不随时间的变化或随时间缓慢变化时，系统的输出与输入之间的关系，称为试验系统的静态特性；若被测量随时间的变化而变化，则系统的输出与输入之间的关系，称为试验系统的动态特性。一、试验系统的静态特性下式是任一静态系统的数学表达式。（2-1）式中：——系统的输出（测试结果）；——系统的输入（被测量）；——与系统相关的常数。若，则表示，即使没有输入却仍有输出，即当时，，称为试验系统的零点漂移。显然不希望试验系统存在零点漂移。另外，对于任何一个试验系统，若除外，其它常数均为零，则试验系统的输出与输入

4、的关系最为简单，是人们追求的目标。所以常将（2-2）称为理想系统，是一种没有零点漂移的线性系统。评价试验系统静态特性的指标有：灵敏度、分辨率、重复性、漂移、回程误差和线性度等。1、灵敏度输入量的变化所引起输出量变化的大小，称为灵敏度，用表示，即：（2-3）对于非线性系统，灵敏度就是静态特性曲线上各点的斜率。当试验系统输出与输入的量纲相同时，显然灵敏度反映的是输出量与输入量的倍数关系，故将其称为放大倍数。2、分辨率分辨率是指试验系统能测量到最小输入量变化的大小，即能引起输出量发生变化的最小输入变化量，用表示。由于试验系统在全量程范围内，各测量区间的不一定总是相等，

5、因此常用全量程范围内最大的即来表示。3、重复性重复性是指用同一试验系统在相同的试验条件下对同一被测量进行多次测量，其各次测试结果的接近程度。重复性的好坏，在很大程度上反映了测量结果中随机误差的大小。换言之，随机误差大，则测试结果的重复性就差。4、回程误差回程误差又称迟滞性。在测试过程中，经常会出现正向输入（输入由小到大）所得到的输出规律与反向输入（输入由大到小）系统的输出规律不一致（图2-3），二者之间的差值称为回程误差。图2-3回程误差5、线性度线性度是指定度曲线偏离理想直线的程度。常用定度曲线与理想直线的最大偏差与测试系统量程之比来表示，即：（2-4）式中：

6、——线性度；——定度曲线与理想直线的最大偏差；——测试系统的量程。6、漂移漂移有两类，即零点漂移和灵敏度漂移。无论是哪种漂移，常都是由温度的变化及元器件性能的不稳定所引起。图2-4是零点漂移和灵敏度漂移的示意图。对于一般的测试系统，灵敏度越高，则测量范围越小，稳定性亦相对较差，即漂移亦相对较明显。图2-4漂移二、系统的动态特性在输入变化时，人们所测得的输出量不仅受到研究对象（如汽车）动态特性的影响，而且还受到试验系统动态特性的影响。如进行汽车行驶平顺性试验，在测试条件完全相同的情况下，用同一仪器系统，对汽车不同位置的测试，其结果均不相同；用不同的仪器对汽车同一部

7、位的测试，其结果也不可能完全相同。前面述及，为了获得准确的测试结果，希望所组成的仪器系统是线性的，其原因是：①只有线性系统才便于用数学方法对其进行分析处理；②在动态测试中，非线性校正比较困难。若试验系统是一线性系统，则该系统可用如下常系数微分方程进行描述。（2-5）式中：——系统的输入；——系统的输出；和——与系统结构参数有关的常数。1、动态系统的性质1）叠加性个输入同时作用于系统时的输出，等于这些输入单独作用于系统时系统各输出的和，即：若则2）比例性由叠加性知，若，且：则：即：系统的输入增加倍，则输出也增大倍，3）微分性系统输入微分的输出，等于原输入所引起输出

8、的微分，即：若：则：4）