第一章示功图分析计算
示功图分析
3、传动机构 作用：把活塞的运动规 律按比例传给示功器 转筒机构。 两个基本要求： （1）使活塞行程的缩小 比例要与转筒的周长 相适应； （2）转筒的运动规律与 活塞的运动规律同步。 传动机构类型： （1）曲柄式 （2）凸轮式 （3）杠杆式
1）曲柄式传动机构 小曲柄连杆机构的运 动规律与柴油机活 塞运动规律同步条 件： 小曲柄半径r与连杆3 长度l之比： r/l=R/L （R－柴油机曲柄半径， L－柴油机连杆长 度）。
2）曲轴转角标定： 指给出具有一定精度的上止点记号和已知频率的时 间座标标记或曲轴转角标记。 理论与实践指出，上止点标记明显影响示功图计算 的准确度。若上止点有1º CA误差，则示功图计算 有±5.5 ％的误差，因而要求上止点标记误差满 足0.2～0.5º CA的要求。 上止点的确定对于运转的多缸柴油机，一般通过暂 时单缸停油法测录。 4．电子示功装置的优缺点及适用范围 （1）固有频率高，即具有良好的高频特性，与适 当的测试环节匹配可获得良好的频响特性，所以 它的频率特性宽，适合于低、中、高速柴油机使 用，测量误差小于1％。
示功图测录与分析 借助测试工具测录柴油机气缸内工作参数[Pz、Pc、 Tr等]，获取气体力变化规律曲线，与说明书试航 报告测取的曲线比较，作为柴油机负荷均匀性调整、 以及故障诊断维修的依据。
第一节 示功图的测录 示功图：气缸内工质压力随气缸 容积或曲轴转角变化的图形。 示功图的面积代表柴油机气缸 内一个工作循环所作的指示。 示功图功用： （1）研究气缸内工作过程的重 要依据：燃烧过程、燃烧放热 率、气体与缸壁传热过程、进 排气过程等。 （2）计算柴油机指示功率、负 荷调整和分析、确定最高爆发 压力和压缩压力，计算缸内温 度等的依据。
5、示功图的测取方法及注意事项
示功图分析
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５.抽油杆断脱时的实测示功图
抽油杆断脱时，光杆只承受断裂上部抽油杆
在液体中的重力，因而示功图形成长条，长条图
形越向上，表示断脱位置越向下。抽油杆断脱时， 油井产液量为零。
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抽油杆断脱点计算： 抽油杆断脱后的悬点载荷实际上是断脱点以上的抽 油杆在液体中的重量。只是由于摩擦力，才使上下载 荷线不重合，图形的位置取决于断脱点的位置。 抽油杆断脱位置的计算公式： h.C L=------g杆 式中 L---断脱点以上抽油杆的长度，m h---示功图中线到横坐标的距离，mm g杆—每米抽油杆在液体中的重量，KN/m C—所用动力仪力比（力比=驴头负荷/负荷在图上 的高度）KN/mm
最后将分析结果标注在示功图基线下方。 三、注意事项： 1）特殊机型的示功图不在分析范围内。 2）定性用词、术语要准确。 3）上刮、卡泵、衬套乱等少见示功图不 在分析内容之中。
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2、细节分析：按定类，结合定量等细节分 析判断；根据所给的生产参数、力比，计算 理论P大与P小值，并标注在实测示功图上， 就可判断出泵工作状况：是泵正常、游动阀 漏失、固定阀漏失、脱泵等等。并结合测试 液面资料，量油资料就可准确判断出示功图 所反映的井下实际状况。 3、综合分析，写出结论(提出措施）； 4、审核确认分析结果，做好记录； 5、收拾工具用具，填写报表。
，这样才能对泵的工作状况和生产不正常的原因做出判断。
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三、在现场分析判断示功图时，应用叠加的方法，即根 据该井平时生产过程中的特点，结合前期录取的实际功图进 行分析，在理论示功图的基础上，画出油井理论载荷线，与 影响该井生产的主要因素进行综合分析后，判断泵况正常与 否。 四、在计算机诊断技术的应用中，地面功图转化为井下
示功图分析原理
1、泵工作正常时的示功图所谓泵的工作正常，指的是泵工作参数选用合理，使泵的生产能力与油层供油能力基本相适应。
其图形特点：接近理论示功图，近似的平行四边形。
这类井其泵效一般在60%以上。
图中虚线是人为根据油井抽汲参数绘制的理论负载线，上边一条为最大理论负载线，下边一条为最小理论负载线。
现场常常把增载线和减载线省略了。
2、惯性载荷影响的示功图在惯性载荷的作用下，示功图不仅扭转了一个角度，而且冲程损失减少了，有利于提高泵效。
示功图基本上与理论示功图形状相符。
影响的原因是：由于下泵深度大，光杆负荷大，抽汲速度快等原因在抽油过程中产生较大的惯性载荷。
在上冲程时，因惯性力向下，悬点载荷受惯性影响很大，下死点A上升到A′，AA′即是惯性力的影响增加的悬点载荷，直到B′点才增载完毕；在下冲程时因惯性力向上使悬点载荷减小，下死点由C降低到C′，直到D′才卸载完毕。
这样一来使整个示功图较理论示功图沿顺时针方向偏转一个角度，活塞冲程由S 活增大到S′活，实际上，惯性载荷的存在将增加最大载荷和减少最小载荷，从而使抽油杆受力条件变坏，容易引起抽油杆折断现象。
整改措施：1、减小泵挂深度，以减轻光杆负荷。
2、降低抽油机的抽汲参数，减小惯性力。
3、振动载荷影响的示功图分析理论示功图可知，液柱载荷是周期性作用在活塞上。
当上冲程变化结束后，液体由静止到运动，液柱的载荷突然作用于抽油杆下端，于是引起抽油杆柱的振动。
在下冲程，由于抽油杆柱突然卸载也会发生类似现象。
振动载荷的影响是由抽油机抽汲参数过快，使抽油杆柱突然发生载荷变化而引起的振动，而使载荷线发生波动。
整改措施：降低抽油机的抽汲参数，减小惯性力。
4、泵受气体影响的示功图由于在下冲程末余隙容积内还残存一定数量的气体，上冲程开始后，泵内压力因气体膨胀而不能很快降低，使固定凡尔打开滞后，增载变慢，下冲程时气体受压缩，泵内压力不能迅速提高，使游动凡尔打开滞后，卸载变慢。
其图形特点：卸载线过程缓慢，卸载线CDˊ向右下方变曲的弧线，增载过程也变慢，增载线较理论的增载线平缓。
示功图分析课件PPT
3
案例三
在航空航天领域，示功图分析用于研究飞行器动 力系统的工作状态，确保飞行安全。
实践经验分享
经验一
01
在实践过程中，要注重数据采集的质量和准确性，这是示功图
分析的基础。
经验二
02
对于复杂的问题，需要综合运用多种分析方法和技术，以获得
更准确的结论。
经验三
03
与专业人士进行交流和合作，可以获得更多的经验和启示，促
示功图分析课件
目录
• 示功图概述 • 示功图分析方法 • 常见示功图解读 • 示功图分析实践 • 示功图发展趋势与展望
01
示功图概述
定义与意义
定义
示功图是表示抽油机井的工作状况的一种图形，通过实测示功图，可以了解油 井的工作状况，分析其产生的原因，并采取相应的措施来改善油井的工作状况。
意义
示功图是油田生产管理中重要的分析手段，通过对示功图的解读和分析，可以 及时发现油井存在的问题，预测油井的生产动态，为油田生产提供科学依据。
未来，示功图技术将与大数据、 云计算等技术深度融合，为工 业互联网的发展提供有力支持。
谢谢观看
进个人和团队成长。
实践中的挑战与解决方案
挑战一
数据采集过程中可能存在误差和干扰，影响分析结果的准 确性。解决方案：采用高精度的传感器和设备，加强数据 预处理和校验。
挑战二
示功图分析涉及到多个学科领域，需要具备广泛的知识储 备和实践经验。解决方案：不断学习和积累相关知识，参 加专业培训和交流活动。
挑战三
越野行驶示功图
越野行驶中需要大功率输出时，应选择合适的挡位和转速，避免发 动机过载或功率不足。
04
示功图分析实践
实际应用案例
示功图的分析和解释
特点是：在上冲程时由 于砂子的作用，光感负荷忽 大忽小且普遍超过最大理论 负荷线；下冲程时，由于固 定凡尔严重漏失，光杆不能 卸载，直到活塞行近下死点， 撞击了沉积的砂子或固定凡 尔罩时，才突然卸载，图形 表现为：最小负荷线接近理 论最大负荷线，且由于碰击、 振动，在图的左下角产生了 一个“尾巴”。
油井出砂对示功图的影响
2、固定凡尔卡死在凡尔座 上：
它的特点是：上冲程游动凡 尔关闭，固定凡尔不能打开， 液体不能进泵筒，下冲程时由 于泵内无液柱，游动凡尔不能 打开，光杆不能卸载，图形表 现为下负荷线接近最大理论值， 整个图形也位于其附近，且由 于细砂作用图形上出现锯齿状 尖锋。
油井出砂对示功图的影响
供液不足对示功图的影响
1.油井连抽带喷时的示功图
上冲程时，由于油流有自 喷能力，顶着活塞往上跑， 造成游动凡尔被顶开或关 闭不严，使光杆上的负荷 大大减轻，达不到最大载 荷；下冲程时，由于自喷， 固定凡尔座不严，使上下 凡尔都处于开启状态，造 成光杆负荷没有什么变化， 高于最小理论负荷线。
1.油井连抽带喷时的示功图
漏失对示功图的影响
图中增载线的特点是：（1）增载线比卸载线陡；（2）示 功图的左下角变圆。而且，漏失愈厉害，越要变得圆。
漏失对示功图的影响
严重漏失时测得的示功图，由于吸入部分严重漏失，活塞下行 时工作筒中的液体随即从吸入部分漏掉，不能承担光杆负荷， 致使光杆负荷卸不掉，始终加在悬绳器处。所以图形呈窄条状， 且接近理论上负荷线。
当油井自喷能力强或泵 径较大而自喷能力较弱 时，活塞受油流上喷的 冲力很大，可大大减轻 光杆的负荷，使功图低 于最小理论负荷线。
连抽带喷时的示功图与抽油杆断脱时的很相似， 要正确区分，必须运用综合分析方法。
示功图的分析和解释
示功图的分析和解释前言抽油机井采油是目前油田开发中普遍应用的方式，抽油机井的管理水平的好坏，关系到油田整体经济效益的高低。
要做好抽油机井的生产管理工作，必须取准取全各项生产资料，制定抽油机井合理的工作制度，不断进行分析，适应不断变化的油藏动态，加强并提高抽油机井的日常管理水平。
分析和解释示功图，就是直接了解深井泵工作状况好坏的一个主要手段，不但深井泵工作中的一切异常现象可以在示功图上比较直观的反映出来，而且，还可以结合有关资料，来分析判断油井工作制度是否合理，抽油设备与油层和原油性质是否适应，还可以通过“示功图法”对低产、低能井制定出合理的开关井时间，减少设备的磨损和电能的浪费等。
由于抽油井的情况复杂，在生产过程中，深井泵不但要受到抽油设备制造质量和安装质量的影响，而且要受到油层中的砂、蜡、气等多种因素的影响。
致使实测示功图形状多变，各不相同。
尤其是在深井上，这种情况就更为突出。
因此，在分析示功图时，既要全面地了解油井的生产情况、设备状况和测试仪器的好坏程度，根据多方面的资料综合分析，又要善于从各种因素中，找出引起示功图变异的主要因素，这样，才能做出正确的判断。
一、示功图的基础知识1、示功图的概念：示功图的概念：反映深井泵工作状况好坏，由专门的仪器测出，画在坐标图上，被封闭的线段所围成的面积表示驴头在一次往复运动中抽油机所做的功，称为示功图。
动力仪力比：示功图上每毫米横坐标长度所代表的负荷值。
减程比：示功图上每毫米横坐标长度所代表的位移值。
2、计算驴头最大负荷、最小负荷计算公式：(1)根据油井生产资料,绘制该井理论示功图.(2)根据油井生产参数,计算并画出驴头最大负荷、最小负荷在图中理论负荷线上的位置。
两种较简便的计算公式：①最大载荷：P1大＝P液/＋P杆[b＋sn2/1440]P2大＝P液/＋P杆[b＋sn2/1790]②最小载荷：P1小＝P杆[b－sn2/1440]P2小＝P杆[b－sn2/1790]式中：P1大------悬点最大载荷（第一种计算方法）；P2大------悬点最大载荷（第二种计算方法）；P1小------悬点最小载荷（第一种计算方法）；P2小------悬点最小载荷（第二种计算方法）；P液/------作用在活塞整个截面积上的液柱质量，kg；P液＝Fγ液×L，如果井口回压与沉没压力接近，便可忽略它们对悬点载荷的影响；P杆------抽油杆在空气中的质量，kg；B-------考虑抽油杆柱在液体中的减轻质量系数，b＝[1－γ液/γ钢]；γ液-------抽汲液的相对密度；γ钢-------钢的相对密度；S--------抽油机光杆冲程，m；n--------抽油机冲次，次/min；F--------活塞截面积，m2；L--------下泵深度，m；在现场分析抽油井示功图时，可利用示功图计算：P大＝力比×h; P小＝力比×h/式中：力比-------所用动力仪的力比，N/mm；P大、P小-------悬点的最大载荷和最小载荷；h-------上行线最高点距基线的距离，mm；h/-------下行线最低点距基线的距离，mm；两种计算公式的区别：第一套公式是把抽油井悬点运动看做曲柄滑块机构的滑块运动，并取曲柄旋转半径与连杆长度的区别为1/4，它只考虑了液柱和抽油杆质量以及抽油机杆柱的惯性载荷。
第一章 内燃机理论循环和实际循环2
（2）时间损失
实际循环时，燃烧及向工质加热不可能瞬间完成，因此： 存在点火（喷油）提前角，使有用功面积下降；ηt↓ pZ 出现在 TDC 后 10CA，而非等容加热，使有用功面积减小。
（3）换气损失 排气门早开，造成膨胀功损失；泵气损失功W2 （4）不完全燃烧损失（严格来说，该项不是对ηt 的影响） 正常燃烧时，也有ηt≠100% 不正常燃烧、Φa ＜1等，ηt ↓↓ （5）缸内流动损失 流动增强以及提高涡流与湍流程度， ηt ↓ 因为：造成能量损失、散热损失 例如：流动损失，非直喷式柴油机＞直喷式柴油机 总结：由于以上在工质和循环方面的差别，使得 理论循环ηt - 实际循环ηt =10—20% 两者之间的差别指出了改善内燃机ηt的基本原则。
ql qt (qe
qe qs qr qb ql 1
§ 1.6 提高发动机功率的途径
一. 二. 三. 四. 五. 六. 采用增压技术 合理组织工作过程，提高指示热效率 改善换气过程，提高充气效率 提高发动机转速 提高机械效率 采用二冲程
二 发动机的热平衡
• 总热量: QT = B hu • 分别转化为 Qe 3.6 103 N e • 有效功的热量 • QE [ kJ/h ] （ 1 kw/h = kJ ） • 只有这部分热量做了功，是有用的，所以希望越大越好。 • 一般柴油机: 30～40% ； 汽油机: 20～30%。 • 传递给冷却介质的热量 QS
三.影响机械损失的因素
1. 转速 n 2. 负荷 3. 润滑油粘度、冷却水温度 选用润滑油的原则：在可靠润滑的条件下，尽 量选用粘度较小的润滑油，以减小摩擦损失， 改善起动性能。 4.点火提前角或供油提前角 5.发动机工作温度 6.发动机技术状况
示功图的分析和计算
左图二冲程机正常示功图 在缺乏正常示功图的情况 下，可根据上述各点并参 照柴油机说明书规定的各 主要热力参数值进行比较， 主要热力参数值进行比较， 若发现示功图上某些热力 参数不正常， 参数不正常，必须查明原 因，根据说明书上的要求 进行调整。 进行调整。 一般经调整后， 一般经调整后，各缸的有 热力参数的不均匀度应 关热力参数的不均匀度应 满足我国的有关规定的要 求。
产生燃烧过晚的原因： 产生燃烧过晚的原因：
1) 2) 3) 4)
改用劣质燃油而未调节定时—应增大喷油定时 应增大喷油定时） 换油 （改用劣质燃油而未调节定时 应增大喷油定时） 喷油泵 喷油定时太晚。 喷油定时太晚。 如针阀、喷油泵柱塞偶件 柱塞偶件等 漏油 （如针阀、喷油泵柱塞偶件等）； 启阀压力太高（示功图头部有波动） 喷油器 启阀压力太高（示功图头部有波动）或缝隙式 滤器部分堵塞； 滤器部分堵塞； 雾化不良，混合不佳，造成后燃— 喷油器阀座漏泄 （雾化不良，混合不佳，造成后燃 注意与示功器小活塞卡紧时的示功图的区别） 注意与示功器小活塞卡紧时的示功图的区别）
畸形示功图产生的原因
与传动机构等有关和与示功器的安装、 与传动机构等有关和与示功器的安装、 使用有关 与柴油机工作过程有关 所以对畸形示功图必须进行具体分析， 所以对畸形示功图必须进行具体分析， 借以找出造成畸形的原因。 借以找出造成畸形的原因。
示功器传动机构定时超前的畸形示功图
膨胀线高于 正常线 压缩线 低于正 常线 整个示功图变胖 超前角度越大， （超前角度越大， 图就越胖） 图就越胖）
工作参数 压缩压力pc 最高爆发压力pz 平均指示压力pi 排气温度Tr
不均匀度（ ） 不均匀度（%） ≤±3 ± ≤±5 ± ≤±5 ± ≤±5 ±
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第一章
四、压力传感器
传感器：通常选用压电式传感器。
安装方式：直接安装或用铜套安装，传感器用专用套筒拧紧，拧紧力矩
25~30Nm，传感器的位置应尽可能靠近气缸燃烧室的中部。 注意事项：1、要保证冷却液、润滑油、缸内气体的可靠密封，防止冷却
液或润滑油流进或渗入安装孔，以免引起传感器受潮而使 绝缘电阻下降。 2、传感器底面应尽可能与缸盖底面平齐，否则会有压力通 气缸体 道效应。会引起测试的气缸压力曲线带有锋利的毛刺或变 形，影响测量准确性。
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第一章
应用举例: 1) 汽车发动机缸内压力传感器
压电晶体缸内压力传感器(国产)
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第一章
应用举例: 1) 汽车发动机缸内压力传感器
压电晶体缸内压力传感器(进口)
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第一章
应用举例: 2) 汽车发动机油管压力传感器
压电晶体油管压力传感器(国产)
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第一章
应用举例: 2) 汽车发动机油管压力传感器
压电晶体油管压力传感器(进口)
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第一章
2、动态标定：确定压力幅值大小（标定系数）和测量装置的频率响应特性
动态标定方法：一种是将传感器输入标准频率及标准幅值的压力信号与它
的输出信号进行比较，这种方法称为对比法，例如将测压 管装在标定风洞上的标定。 另一种方法是通过激波管产生一个阶跃的压力并施于被标 定的传感器上，根据其输出曲线求得它们的频率响应特性 。激波管动态标定是一种最为基本的动态标定方法。 激波管作为压力源，为传感器动态标定提供一个上升时间 极快的大幅值的压力阶跃。 膜片可用金属箔或其他硬塑膜，当激波管开始工作时，直 流电源3接通吸动撞针机构4，使撞针捅破膜片，高压气流 向低压端。 根据被标定传感器的要求(阶跃压力、恒压时间)，求得激波管的初始压力比 以及其他参数。由于被标定的传感器是贴平于低压段端面内壁安装的，膜片 所受压力与壁面相同，因此若输入信号为阶跃压力，输出信号的U＝f（t）曲 线所示。
3． 压力标定误差
压力标定时，测量系统的输入阻抗R较低及静态标定时操作时间过长，都会 引起压力标定值偏差，计算的标定系数偏大。在压力标定时一般需用标准压力表 （0.4级以上），操作时要准确判读数值并缩短每次标定时间，这些都可以减少标 定误差。
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第一章
4．温度变化引起的误差
压力传感器对温度的变化很敏感，尤其是压电元件的压电常数因温度的变化 而改变，使测量系统的输出发生漂移。另外输入阻抗随温度变化。 为减小温度变化对传感器的影响，应十分注意传感器在测试时的冷却条件， n为内燃机转速(r/min)；τ为内燃机冲程数；k为谐波 此外，亦可采用带温度补偿片的压电传感器，以消除气缸高温燃气带来的影响。 次数(柴油机一般取150，汽油机一般取100)。 5. 示功器频率特性引起的误差 气缸压力波包含高次谐波，其高次谐波频率可用下式表示
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第一章
2、上止点相位引起的误差
产生误差原因：压缩上止点前活塞做负功，上止点后活塞作功为正，因此上
止点偏移造成作功误差变化极大，若要保证平均指示压力的误差小于1%，则上 止点位置误差不应超过0.2CA。
进行热力学修正：
上止点位置正确，则在对数坐标的示功图(1gp—lgV)上，压缩过程线应高于膨胀 过程线，且在上止点附近两条线呈近似直线分开，如图6—22a所示。 若上止点相位不正确，则在lgp—lgV图上，压缩过程线和膨胀过程线不可能呈直 线，有时甚至会出现膨胀过程线高于压缩过程线的情况(图6—22b)。利用这一原 理对上止点的相位进行修整，可以获得较高的精度。
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1.2 上止点的精确确定
一、概述
内燃机动态压力波类点位置三个量。
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第一章
二、测量装置
示功图测量及数据处理工作原理图
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第一章
二、测量装置
示功图测量及数据处理工作原理图
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第一章
三、上止点相位和转角信号的确定
(一)上止点相位的确定 1．磁电法 凸尖与传感器磁铁开口之间的间隙Δ1，调整到0.15～0.2mm。当内燃机工 作，飞轮转动时，由于凸尖与磁铁间隙Δl处磁通的变化，线圈a、b两端将 输出一个变化的电动势(为线圈匝数)。若上止点标记对正时，使凸尖正好 对准磁铁中心线C－C，则电动势曲线中的C点即为上止点。这种方法测得 的上止点实际上为静态上止点。 2．气缸压缩线法 利用压力传感器，在倒拖或灭缸的情况下，测得气缸的压缩压力曲线，如 图16所示。在压缩曲线的上部，作若干平行于大气压力线的直线，连接这 些直线的中点即可得到上止点线。由于气缸内的压缩空气和缸壁存在热交 换，而这种热交换在压缩过程与膨胀过程并不相同，还由于同时不可避免 地存在少量的泄漏，所以实际上这条压缩压力曲线并不是对称的。因此按 上述方法获得的上止点线可能与大气压力线不垂直，一般差角Δα约为1° 曲轴转角。由于用这种方法求得的上止点比较接近工作状态下的动态上止 点，因此被广泛采用。（压力峰值法（热力学损失角） 、对称面积法）
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1.3 示功图的基本分析
一、稳态工况的示功图分析
实际示功图
第一章
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1.3 示功图的基本分析
一、稳态工况的示功图分析
实际的压力升高率和压力升高加速度
第一章
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1.3 示功图的基本分析
一、稳态工况的示功图分析
循环波动分析
60 50 40 30 20 10 0 368
100%负荷 B0 B20 B50 B100
在内燃机示功图测录中，每0.5CA (φ)采样一次，若
n 6n f ( 360 / ) z z 60
f＝6×3000×5/0.5=180kHz
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第一章
六、压力测量的数值标定
压力标定：静态标定和动态标定两种，目的是求出测量压力值的标定 系数。 1、静态标定：只有当它的输入阻抗非常高时，一般要求绝缘电阻大于 1012Ω时，才能使用静态标定 。 标定仪器和方法：活塞式压力计或活塞式压力校验仪，标定时将传感器安装在
活塞式压力计上，应使传感器联接的压力信号测量处理系统 保持与气缸压力测量时完全相同，不得进行任何调整，重要的 测量，最好测试前后各标定一次，根据传感器量程和估计所测 气缸压力的最大值，从零到最大压力值之间设定若干个标定压 力值（一般不小于5个数值），分别用活塞式压力计施加标定 压力值，从 零压力开始上升到标定值。由数据采集系统采样， 得出相应的输出电压值，对这些值用最小二乘法计算处理可求 出标定系数值和测量系统的线性度。
(二) 、转角信号的确定 1．光电法 光电式传感器的原理，在光栅盘的外圈按所要求的角分辨率加工一定数目 的转角光栅，在光栅盘的内圈只加工一条光栅作上止点信号用。当光源通 过光栅到达另一侧由两个光电元件制成的接受器时，分别产生转角和上止 点两组信号。
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第一章
(二) 、转角信号的确定
2．磁电法 磁电式传感器原理，在曲轴上安装一个齿盘，磁电式传感器固定不动， 当曲轴旋转、齿盘上的每一个齿经过传感器时，都会产生一个感应电动 势脉冲，齿盘的齿数就决定产生的脉冲数，以此来确定曲轴转角的度数 。 3．上止点基准法 由于两个上止点信号之间的曲轴转角为360°，因此当内燃机运转时， 可以根据不断产生的上止点信号，利用计算机数据处理系统来求得曲轴 转角信号。 采样间隔角：利用光电法和磁电法确定转角信号时，由于光栅盘的光栅 数和齿盘的齿数受到尺寸和加工工艺的限制，其角分辨率一般只能做到 1°或最小为0.5°，若采用脉冲倍频器增加脉冲频率，则角分辨率可达 0.1°。如采用上止点基准法，转角的分辨率可大幅度提高，并可根据需 要来确定。
工作原理：压电效应
1.1 示功图的数据采集及精度分析
第一章
压电式压力传感器——工作石英片可以并联也可串联 。特点：不能用作静态 压力测量，一般用于测量10～20kHz的脉动压力。 传感器冷却：测量高温介质压力(如在燃气压力)时需要冷却。保持冷却水循 环畅通，否则高温会改变传感器灵敏度甚至造成传感器损坏。 电压放大或电荷放大:压电传感器的信号很弱而输出阻抗很高，根据压电传感 器的输出要求，将信号经过放大(一般是电荷放大)，同时要把高输出阻抗变 换成低输出阻抗，信号才能被示波器或其他二次仪表所接受。
电荷放大器：以电容作负反馈的高增益运算放大器
Uout Q / C f
电荷放大器主要由电荷放大、低通滤波和输出放大三部分组成。运算放大 器由Al和Cf、Rl构成电荷放大线路，改变Cf可改变放大器的灵敏度。中间部分 为滤波电路，R4、R5和A3组成输出放大级，改变R4即可改变运算放大器A3的 反馈系数，这样可让放大器适应不同灵敏度的传感器有不同的增益。
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第一章
七、示功图测录过程的误差分析
1、压力测量通道引起误差 产生误差的原因：气缸盖结构所限，传感器的底面不能与组成燃烧室的缸
盖工作面平齐，有一个测试通气孔，测量压力带来误差
① 改变了发动机的原有工作状态，使发动机压缩比减小，压缩终点的压 力降低，示功图形发生变化。 ② 导致图形失真（滞后）:压力将通过通道内的弹性气体进行传递, 压力 通道的频率特性影响着测量系统的频率特性，它会造成被测信号幅值的 变化和相位滞后。在某发动机上试验表明，有通道时所测得的气缸压力 幅值比没有通道时约低10%。但当通道直径过小而长度值大时（或有转 弯），不仅因通道阻力造成压力损失，还会因通道气柱的弹性和阻尼作 用使相位严重滞后。一般要求通道的自振频率要大于被测信号上限频率 的二倍以上。 ③ 引起腔振:压力通道和产生的容积构成比较典型的振荡腔,在实际测量 中，有时会发现在示功图的膨胀线上有明显的锯齿波。一般认为，这是 当气缸压力发生突变时，所产生的脉冲压力波在通道内传递而形成通道 内气柱的自振，即所谓“腔振”。
a、用铜套安装 b、直接安装 气缸压力传感器安装方式
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第一章
五、A/D采样器及计算机分析处理系统
采样器的功能：是将放大器输出的模拟信号转换成数字信号，以满足 输入电子计算机的需要。