汽车试验学复习(完整版)

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Y Y (lim )Y
第２章 测试装置的技术特性
被测量 传感器
信号调理设备 记录仪
数据采集设备
数据校准
数据处理与显示设备
输出量
测试系统的输入通常是速度、温度、压力、功率等 非电量，而输出则是电压、电流等电参量，因此测试系 统所要完成的作用是把物理量进行变换并实现传送。
系统辨识
工程测试中的三类问题 反求
２、二阶系统
H
(s)

(1
K 2Ts
T
2s2
)

s2

Kn2 2ns n2
其中，
n

1 T
令S=1，把 s=jω代入得
H(jω)
A()
1
[1 ( )2 ]2 4 2 ( )2
n
n
2 ( )

(
)

arctg[ 1

(
n )
2
]
n
分析：
第０章 绪论
一、汽车试验的目的
汽车试验是指在专用试验场、其它专用场地或试 验室内，使用专用设备、设施，依照试验大纲及有关 标准，对汽车或总成部件进行各种测试的工作过程。
汽车试验的目的：对产品的性能进行考核，使其 缺陷和薄弱环节充分暴露，以便进一步研究并提出改 进意见，以提高汽车性能。
二、汽车试验的分类
x(t)
预测
h(t)
y(t)
一、测试系统的静态特性
灵敏度S S=△y/△x
非线性度 ∆＝B/A×100%
回程误差
Er

hmax A
100%
反向输入 正向输入
二、典型测试装置的频率响应特性 １、一阶系统
H(s) S
s 1
S为静态灵敏度， 当S为1时，
H(s) 1
s 1
把s=jω 代入得
测量值的处理步骤如下：
1、初步剔除坏值，判断并消除系统误差
2、求算术平均值 X
3、求残差 vi xi X
4、按有限次测量求标准差

5、据 | vi | 3 判断过失误差
6、求算术平均值的标准误差S
7、表达测量结果 X X 3S （此时误差可信度为99.73%）
５、间接测量的误差计算及测量结果的表达
③ω一定（即输入正弦信号的频率不变）， τ变化时， 则τ ↑，A(ω) ↓，输出的衰减增加，误差增加；且φ(ω) ↑ ， 响应的滞后↑ 。
④当τ ↓↓，则允许输入信号的ω在较大范围内变化，而不 会使A (ω)、 φ(ω) 受到太大影响。
结论：
对于一阶测试系统，应当取较小的时间常数τ ，以加快动 态响应，减少误差，并保证足够宽的工作频率(ω)范围。
４、3类误差的联系
精密度：反映随机误差的影响 准确度：反映系统误差的影响 精确度：综合反映
二、误差的分析与处理
１、测量的平均值与标准误差
２、误差分析曲线
(１) 极限误差 (２)置信区间
lim 3
极限误差Δ lim的意义:大于Δ lim的误 差基本可确认为过失误差。
误差落在某区间的概率p(- Δ ，+ Δ)与σ密切相关，常把区间
（１）多次测量
设Y=f（X1，X2，…，Xm)，其中，对X1，X2，…，Xm
各进行n次测量。
1、求Xi的算术平均值Li，i=1,2,…,m 2、求Xi的算术平均值标准误差Si，i=1,2,…,m
3、求函数值Y的平均值 Y Y f (L1, L2,..., Lm )
4、求 的算术平均值的标准误差SY
第１章 误差的分析与处理
一、误差的概念
1、误差的定义 测量值与真值之间的差值称为测量误差。
2、误差的表示方法
(1)绝对误差
(2)相对误差：反映测量的准确程度
(3)允许误差：测量值的最大绝对误差与仪表的量程之比
允许误差是仪表按准确度划分级别的依据。
３、误差的分类
系统误差
随机误差
粗大误差
（引入修正值或修正函数） （统计特性服从正态分布） （发现并剔除）
SY
( Y )2 S 2 ( Y )2 S 2 ... ( Y )2 S 2
X1 1 X 2 2
X m m
5、表达测量结果 Y ห้องสมุดไป่ตู้Y 3SY
（２）单次测量
(lim )Y
|
Y X1
lim1 | |
Y X 2
lim 2
| ... |
Y X m
lim m
界限取为σ的倍数，即Δ =kσ ，该区间称为置信区间。
含义：如果在测量结果表达时取某次测量的误差为Δ =σ， 则该误差的可信度为68.27% 。
３、随机误差的表示方法
n

(xi X )2
i1
n 1
s
n
lim 3S
X X lim X 3S
４、直接测量的误差计算及测量结果的表达
为共振。此时
r n 1 2，2 称为共振频率。
ξ>=1时 ，不再有共振现象。
③ ω ↑ ↑，动态误差小的频率范围越宽；且φ(ω) ↓ ，响 应加快 。根据允许的幅值误差所决定的测试系统的工 作频率范围称为系统的通频带宽度。
④无论ξ为多少，在ω=ωn 时，相位滞后均为-90°。因 此对某不变的系统，可以不断改变输入信号的ω，并测 相应的φ(ω) ，当φ(ω) = -90°时，输入信号的ω就是系 统的固有圆频率ωn 。此即相位共振法测系统固有频率。
图2-8 二阶系统的频率响应
①ξ较小(<0.6)时，在(ω/ ωn)=1附近，A(ω)>>1，产生剧烈振 荡；而在ξ较大(>1)时，在(ω/ ωn)=1附近，A(ω)<1。无论ξ过 小或过大，都会使A (ω)≈1（幅值误差接近0）的频率范围极
小。
②把ξ <1时，当ω≈ωn时所产生的幅值明显增加的现象称
按试验目的分 按试验对象分 按试验方法分
研究性试验 新产品定型试验 品质检查试验 零部件试验 机构总成试验 整车性能试验
室内台架试验 室外道路试验 试车场试验
三、汽车试验标准
汽车试验标准是对汽车试验方法提出的技术要求， 成为汽车试验时的依据和规范。
GB/T 12534-90《汽车道路试验方法通则》 保证试验结果的真实性、重复性和可靠性
H(
j)

1 j 1

1
1 ( )2

j
1 ( )2
A() | H ( j) | 1 1 ( )2
() arctg( )
ωτ
分析：
图2-6 一阶系统的频率响应
①一阶系统的重要特性参数是时间τ，决定于系统的结构。
② τ一定（即系统不变），ω变化时，则ω↑，A(ω) ↓， 输出的衰减增加，误差增加；且φ(ω) ↑ ，响应的滞后↑ 。