汽車試驗(yàn)學(xué) 第2章 汽車試驗(yàn)的基礎(chǔ)理論習(xí)題解答-202407

第2章汽車試驗(yàn)的基礎(chǔ)理論習(xí)題解答2-1簡述汽車測試系統(tǒng)的組成。解：汽車測試系統(tǒng)由被測對象、傳感器、信號處理裝置和顯示、記錄裝置等組成，如圖2-1所示。（1）被測對象被測對象是指要進(jìn)行汽車試驗(yàn)的整車或總成部件。（2）傳感器傳感器是將被測對象的物理量（通常是非電量）轉(zhuǎn)換成電壓、電流或電阻等電量，并形成電信號的裝置。（3）信號處理裝置信號處理裝置是將電信號轉(zhuǎn)換成顯示、記錄裝置可顯示、記錄被測對象的物理量的數(shù)字量或模擬量的裝置。信號處理裝置由信號預(yù)處理、信號傳輸和信號處理裝置組成。信號預(yù)處理裝置將傳感器輸出信號轉(zhuǎn)換成便于傳輸和處理的規(guī)范信號。信號傳輸裝置是將信號預(yù)處理后的信號傳輸給信號處理裝置。信號處理裝置是將模擬信號或數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成被測對象的物理量。（4）記錄與顯示裝置記錄與顯示裝置記錄測試信號，并顯示被測對象的物理量。2-2簡述汽車測試系統(tǒng)的工作原理。解：如圖2-1所示，整車或總成部件產(chǎn)生要測量的物理量，傳感器將要測量的物理量轉(zhuǎn)換成電量，并形成電信號，信號處理裝置將電信號經(jīng)預(yù)處理、傳輸和處理，轉(zhuǎn)換成可記錄和顯示被測對象物理量的數(shù)字量或模擬量，通過數(shù)字或圖、表或光、聲、色彩信號，記錄與顯示裝置記錄測試信號，并顯示被測對象的物理量。2-3簡述對汽車測試系統(tǒng)的要求。解：要求1：測試系統(tǒng)為單值、具有確定的輸入—輸出關(guān)系的系統(tǒng)。要求2：測試系統(tǒng)為單向影響系統(tǒng)。要求3：測試系統(tǒng)為線性系統(tǒng)。2-4簡介具有理想靜態(tài)特性的汽車測試系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。解：具有理想靜態(tài)特性的汽車測試系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型可以表示為式中，為系統(tǒng)的輸入量；為系統(tǒng)的輸出量；為常數(shù)。2-5簡述汽車測試系統(tǒng)的靜態(tài)特性。解：（1）零點(diǎn)漂移零點(diǎn)漂移是指當(dāng)測試系統(tǒng)的輸人為零時，輸出不為零，即，，。（2）靈敏度靈敏度S是測試系統(tǒng)的輸出增量與輸入增量之比（3）分辨率分辨率是指測試裝置最小輸入量引起輸出量的變化。（4）非線性度非線性度是定度曲線偏離其擬合直線的程度。（5）回程誤差在同一輸入量下，正向輸入和反向輸入所對應(yīng)的輸出量的差值，稱為滯后量，也是絕對回程誤差。（6）重復(fù)度重復(fù)度是指在相同的試驗(yàn)條件下，對同一被測參數(shù)進(jìn)行重復(fù)測量時測量值的一致程度。（7）信噪比信噪比是信號幅值對噪聲幅值之比。2-6簡介具有動態(tài)特性的汽車測試系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。解：具有動態(tài)特性的汽車測試系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型為式中，為系統(tǒng)的輸入量；為系統(tǒng)的輸出量；，，，…，，和，，，…，，為與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)有關(guān)的常數(shù)。2-7簡述汽車測試系統(tǒng)的動態(tài)特性。解：（1）疊加特性疊加特性是指幾個輸入同時作用于系統(tǒng)所引起的輸出，等于這些輸入單獨(dú)作用于系統(tǒng)所引起的輸出之和。（2）比例特性比例特性是指某輸入的若干倍作用于系統(tǒng)所引起的輸出，等于該輸入單獨(dú)作用于系統(tǒng)所引起的輸出的若干倍。（3）微分特性微分特性是指某輸入先求微分，再作用于系統(tǒng)所引起的輸出，等于該輸入直接作用于系統(tǒng)所引起的輸出，再求微分。（4）積分特性積分特性某輸入先求積分，再作用于系統(tǒng)所引起的輸出，等于該輸入直接作用于系統(tǒng)所引起的輸出，再求積分。（5）頻率保持性頻率保持性是指線性系統(tǒng)的輸入頻率與輸出頻率相同。2-8簡述汽車測試系統(tǒng)的幅頻響應(yīng)特性和相頻響應(yīng)特性的求解步驟。解：幅頻響應(yīng)特性和相頻響應(yīng)特性的求解步驟：（1）確定汽車動態(tài)測試系統(tǒng)的物理模型，進(jìn)行數(shù)學(xué)抽象，寫出具有動態(tài)特性的汽車測試系統(tǒng)的輸入和輸出關(guān)系的常系數(shù)線性微分方程。（2）對具有動態(tài)特性的汽車測試系統(tǒng)的輸入和輸出關(guān)系的常系數(shù)線性微分方程的兩邊進(jìn)行拉普拉斯變換，得具有動態(tài)特性的汽車測試系統(tǒng)的傳遞函數(shù)。（3）令,得具有動態(tài)特性的汽車測試系統(tǒng)的頻率響應(yīng)函數(shù)。（4）將頻率響應(yīng)函數(shù)寫成復(fù)數(shù)的形式。（5）求頻率響應(yīng)函數(shù)的模,得具有動態(tài)特性的汽車測試系統(tǒng)的幅頻響應(yīng)特性。（6）求頻率響應(yīng)函數(shù)的輻角,得具有動態(tài)特性的汽車測試系統(tǒng)的相頻響應(yīng)特性。2-9簡述具有動態(tài)特性的汽車測試系統(tǒng)不失真測量的條件。解：對于線性系統(tǒng)，要實(shí)現(xiàn)不失真測量，就必須同時滿足兩個條件：幅頻響應(yīng)特性為常數(shù)和相頻響應(yīng)特性成線性，即2-10計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)主要由哪些組成？多路模擬開關(guān)的主要功用是什么？解：汽車測試的計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)主要由傳感器、前置放大器（信號預(yù)處理裝置）、多路模擬開關(guān)、采樣-保持器（S/H）、模數(shù)轉(zhuǎn)換器（A/D）、計(jì)算機(jī)、顯示器等組成。多路模擬開關(guān)的主要功用是把多個模擬量參數(shù)分時地接通并送達(dá)到模數(shù)轉(zhuǎn)換器，即完成多到一的轉(zhuǎn)換。2-11簡述利用數(shù)據(jù)采集卡和計(jì)算機(jī)構(gòu)建汽車測試系統(tǒng)的方法。解：利用數(shù)據(jù)采集卡和計(jì)算機(jī)構(gòu)建汽車測試系統(tǒng)的框圖如圖2-14所示。傳感器與前置放大器連接，前置放大器與數(shù)據(jù)采集卡連接，數(shù)據(jù)采集卡與計(jì)算機(jī)連接。數(shù)據(jù)采集卡來自數(shù)據(jù)采集卡的生產(chǎn)企業(yè)。有些汽車測試儀器的生產(chǎn)企業(yè)，自己研制數(shù)據(jù)采集卡或在市售的數(shù)據(jù)采集卡的基礎(chǔ)上二次開發(fā)，成為本企業(yè)的汽車測試儀器的專用數(shù)據(jù)采集卡。計(jì)算機(jī)為通用的臺式機(jī)或筆計(jì)本電腦。計(jì)算機(jī)中的測試軟件，需在Matlab、LabView等軟件的基礎(chǔ)上二次開發(fā)，成為專用測試軟件。自己開發(fā)的專用測試軟件，供自己測試使用。企業(yè)開發(fā)的專用測試軟件，隨測試儀器一起銷售。2-12按誤差產(chǎn)生的原因，誤差分為哪內(nèi)類？解：按誤差產(chǎn)生的原因，誤差分為：1)測試?yán)碚撜`差測試?yán)碚撜`差是由于測量理論本身不夠完善引起的誤差。2)測試儀器誤差測試儀器誤差是指由于儀器的結(jié)構(gòu)和制造不完善或調(diào)整、校正不當(dāng)?shù)仍蛞鸬恼`差。3)測試人員誤差測試人員誤差是指由于測量者技術(shù)不熟練或受其他主觀因素引起的誤差。4)被測對象誤差被測對象誤差是指由于被測對象自身變化帶來的誤差。5)測試環(huán)境誤差環(huán)境誤差是指由于各種環(huán)境因素與要求的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)不一致而引起的測量裝置和被測量對象本身的變化所造成的誤差。6)測試道路誤差測試道路誤差是指由于測試道路引起的測試誤差。2-13簡述汽車測試誤差分析的任務(wù)。解：汽車測試誤差分析的任務(wù)就是研究誤差來源及其產(chǎn)生誤差原因、誤差的性質(zhì)和規(guī)律，其主要任務(wù)是：分析測試?yán)碚?、設(shè)備及其誤差，分析測試結(jié)果的誤差及