汽车测试技术和数据处理课程笔记

汽车测试与数据处理课程笔记TOC\o"1-3"\h\u165941.汽车实验学： 3111172.乘坐品质关键参数 3272322.乘坐舒适性评价 3125923.汽车试验的分类 5312564.汽车试验分类与方法 5307074.主观评价与客观评价比较 58855.测试系统的概念 6133435.测试系统的基本构成 633886.传感器的分类 669237.传感器的静态特性 666128.静态测量特性参数 6286709.系统分析中的三类问题 789259.测量的任务 7320010.测量与测试 73017811.精确度指标有三个 71397312.动态测量 7269913.传递函数的特点 7586514.时间常数与工作频率和系统失真的关系 71478315.传感器动态响应 7467716.不失真测量 72962117.数据采集（测试）系统参数 72884518.信号干扰 8380019.应变测量及方法 81902120.应变测试技术分类 8575921.应变片测量方法的优点 81354522.应变片测量方法的缺点 8527323.电阻应变效应和构造 81457224.电阻应变片的主要性能指标 92591825.应变测量电路 101077926.应变测量组桥方式 123199528.温度补偿 122538129.测量电路的组桥原则 12274130.电阻应变片的标定 142522331.电阻应变片的分类 14652432.电阻应变片的选择 143163033.应变片的粘贴 141484034.动态应变测量中的干扰与防干扰措施 15935135抑制干扰的措施 151443636压电效应、加速度测量、压电晶体的特点 151924437.三种压电效应和形式 16927338.前置放大器 161834439.电荷放大器 16864940.两种测量链低阻抗测量高阻抗测量 16551841.压电式-压阻式电容式原理和特点 17139742.传感器的灵敏度，量程和频率范围的选择加速度计的选择准则 18795043.实际测量时应考虑的几个问题 183008943.传感器的安装方式对测量的影响 191093544.加速度计的频率下限 191485045.如何消除测量噪声 191371446.信号的概念和分类与性质 19410547.数据采集系统的基本组成：传感器-模拟信号调理-数据采集电路-微机系统 201792848.何谓模拟信号和何谓数字量 20382949.何谓数据采集 20303850.数据采集系统的组成 20122551.(A/D)模数转换器作用和技术指标 20998852.数模转换器的作用与相关设备作用 20556153.数字信号处理器(DSP) 211217354.采样定理与频率混淆 212303155.海森伯格测不准原理 212821856.数采系统的典型工作方式 211775757.D/A转换过程和原理与主要技术指标 222274758.数字信号处理的主要研究内容 23553059.测试信号数字化处理的基本步骤 232966760.信号的截断、能量泄漏、信号的幅值域分析 232787961.平顺性研究目的 23459162.汽车性能试验 242105662.汽车整车性能测试 261416963.车辆稳定性 272568564.舒适性 271311065.平顺性和耐久性 272816366.平顺性-加速度考虑因素319967.头枕震动 271352568.信号的幅值域分析 27796869.倍标准误差（3q）准则 271082570.格拉布斯准则 27380571.平稳随机过程和非平稳随机过程 272519072.信号的截断，能量泄漏 272705173.信号分析的三个域 273204674.傅里叶变换意义 283119675.数字采集系统基本内容（DSA） 28118476.傅立叶变换的四种情况： 28汽车实验学：汽车试验学是一门以车辆整车、总成或零部件为研究对象，以数学、力学、材料学、计算机技术、数字信号处理等多学科知识为理论基础，以现代检测技术为手段的跨学科、跨专业的综合性学科。乘坐品质关键参数：稳定性：稳定使驾驶员更有信心；无论如何，车辆都必须完全在驾驶员的控制下；悬架系统的性能是操纵稳定性的决定性因素；不稳定性表现为驾驶员无法保持方向控制，回形滑行，侧翻，或这些状态的组合，轮胎和重心是关键参数。舒适性：舒适的乘坐性能表现为起伏和振动最小，此时振动粗糙度底，侧倾和俯仰角都控制在可接受的范围内。精密度：驾驶员提供的输入被精确的传递至控制部件，包括转向，操纵，刹车和加速。灵敏度：对驾驶员的输入作出快速反应；车辆提供高水平的响应性能；驾驶有趣的。乘员对不同类型车辆的期望不同；各参数之间相互关联；有效的平顺性设计和评价需要将消费者的期望和可度量设计参数联系联系起来考虑；在车辆的内部和外部同时安装加速度传感器能够评估车辆的动态参数；加速度均方根值经验值的大小和持续时间；平顺性是主观的，是制造商开发出了一些列设计参数，公式，加权函数等等；影响平顺性的主要部件有：轮胎悬架，座椅和路面条件。2.乘坐舒适性评价2.1连续激励(ContinuousEvents):路面分为Smoothroad和RoughRoad。SmoothRoad：非常平滑的路面、微量路面激励、少量连续或不连续激励的路面。RoughRoad:有波长不等的凸起路面，起伏和Dips路面。评价:由于路面不平引起的车辆低频振动，判断你感受到的车体垂直振动、俯仰量，是否有车辆间断漂浮的感觉，是否有车体加速度的迅速改变，是否感受到由于车体侧倾造成头部横向颠簸不舒服的感觉。振动由各种不平路面激励引起，驾驶员和乘客可从座垫、靠背、方向盘、地板、变速杆等判断路面激励造成的持续和不规则的车体俯仰及垂向运动，如车辆好象是在直接Copy不平路面，或感觉到像是与车轮一起跳动，或路面冲击使驾驶员臀部在座椅上跳动。考察车体、副车架、悬架、动力总成和座椅的振动谐波，考察方向盘和转向柱的振动谐波。是否感觉到车辆在传递路面冲击给乘客。2.2间断激励(DiscreteEvents):间断激励是指每次路面冲击的产生间隔足够长的距离，这样在下次冲击来之前，车辆的振动已充分衰减，如路面凸块、铁路交叉口、斜坡、路面凹坑、路面连接处、减速带等。间断激励造成汽车以下振动：

一阶振动(Primary/Bump):当汽车通过Bump或Dips路面时车体的刚体振动响应。是否Bump造成乘客加速度的突然改变，是否清晰地感受到或听到撞击悬架限位块引起的冲击或声音。

冲击(impacts):考察车辆隔离路面个别剧烈冲击的能力。车辆是否有强烈的振动或剧烈的路面冲击能否被车辆平滑地吸收，是否有伴随冲击的噪音产生，冲击是否使车体上下运动速度迅速改变，考察冲击发生后振动衰减的幅度。2.3泊车/操纵性(Parking/Maneuvering)Parking/Maneuvering:是指在停车场或路边停车时汽车以非常低的速度行驶和泊车的性能。

转向力(Efforts)：考察车辆静止时转向力，车辆以非常低的速度转弯转动方向盘时，是否有转向力的波动，即转向力是否均匀。2.4回正性(Returnability):评价车辆以非常低的速度前进或倒车行驶时方向盘自动回到直线行驶的状态。考察方向盘回正是否平滑、一致、稳定，自动回正后方向盘位置接近直线行驶状态的程度，自动回正的速度，回到直线行驶状态是否需要驾驶员辅助。2.5操控性(Maneuverability):评价在行驶空间狭小时车辆的操纵性。在泊车时考察方向盘转动的角度大小，是否感觉到车辆受狭窄道路、转向轮转角及车体外伸部分(转向半径)的限制。2.6直线行驶可控性(StraightAheadManeuverability):直线行驶可控性是指方向盘在直线行驶附近时汽车的转向特性，在该位置时驾驶员是否可以精确、自信地进行转向控制；该特性反映了驾驶员为保持汽车直线行驶进行方向修正时，汽车的响应和转向力矩反馈的大小。2.7响应(response):围绕汽车直线行驶位置，即少量转向输入时，汽车的响应品质。考察少量转向输入时汽车的响应量，要在不同的速度下评价；是否有响应量很小或没有的方向盘角度范围(Window/Steeringangledeadband)，在该转向盘角度范围内及范围之外，二者转向响应量有什么不同；最后要考察左右转向响应的对称性。2.8中心感和力矩反馈(CenterFeel/TorqueFeedback):在直线行驶位置附近转向力矩反馈。随着转向力的增加，是否有一个明显的中心点，即使有少量的偏差，或是否有转向感很差转向角范围。考察转向力矩随小转向角变化而改变的程度，这种感觉是弱还是强，转向力矩的增大是线性、不连续的或粘滞的；是否有摩擦阻力感；是否有转向盘刚性地连接到转向轮的感觉，或者是柔性地连接到转向轮上的感觉(Compliancefeel)。2.9转向力(Efforts):在不同的车速下评价。在小的转向修正(直线行驶)时转向力是否合适，是轻还是重。2.10转向精确度(Modulation/Precision):考察转向盘力矩、转向盘转角与车辆响应的联系(直线行驶，小方向盘转角输入)。在中心附近，转向力矩与车辆响应是否匹配，是否有缺乏与车辆及路面关系的转向感觉，是否有转向修正的精确感。2.11转向可控性(CorneringControllability):转向可控性是指转向时的转向特性，以及这些特性如何使驾驶员精确、自信地控制汽车，转向特性包括转弯时车辆响应、力矩反馈，使车辆既进入弯道又使车辆按预定线路行驶的转向盘转角调整，也包括车辆出弯道时的自动回正特性。2.12响应(Response):在各种转弯情况下车辆关于转向盘输入的响应品质。考虑车辆对转向输入的响应量，特别是在弯道行驶阶段，是否有明显的转向滞后现象，转向盘输入和车辆响应是否成比例或有可预见性。2.13力矩/反馈感(Torque/FeedbackFeel):转弯时来自转向盘的力矩反馈特性和感觉。当转向盘转角增大或减小时，是否有明显的或明确的转向盘力矩增加或减小；在整个转向盘转角操作范围内，转向盘力矩是否连续或与方向盘转角成比例；当少量调整方向盘转角时，是否有转向盘力矩阶跃改变的感觉(转向力矩滞后感)；转向是否有路感，是否有僵硬和直接或柔性和顺从感(Compliancefeel)。2.14转向力(Efforts):不同车速下的转向力。转弯时的转向力和把持力是否合理，是轻还是重。2.15回正性(Returnability):从不同转弯状态恢复到直线行驶状态的能力。回正运动是否平滑、一致和稳定；自动回到直线行驶状态的程度；自动回正的稳定性，超调量和振荡次数(衰减特性)。2.16转向精确度(Modulation/Precision):考察转弯时转向盘力矩、转向盘转角与车辆响应的联系(直线行驶，小方向盘转角输入)。车辆响应对转向盘输入是否直接和精确；在整个转向操作范围内转向盘力矩反馈与车辆响应是否匹配；是否有转向修正的精确感。2.17转向扰动(SteeringDisturbance)转向扰动是指由其它原因(驾驶员输入除外)导致的不希望的转向响应或反馈。2.18力矩转向(TorqueSteer)发动机关闭或打开时车辆的偏离行驶路线。驱动力矩改变或换档时，汽车直线行驶的稳定性。2.19跑偏(Pull)在平滑路面上行驶时汽车是否总是跑向一边；踩下离合器、不制动、方向盘自由时，考察车辆侧身漂移量(Hand-offdrift)，评价维持汽车直线行驶的方向盘力矩(Correctionefforts)。2.10冕状路面敏感性(CrownSensitivity)车辆对冠状路面的反应偏离行驶路线是否显著Braking,Handing,PTNVH,WindNVH,RoadNVH,Performance,Drivability3.汽车试验的分类从大类上分，汽车试验主要分为：3.1定型试验:是在汽车或其主要部件正式投入生产前进行，借以考核汽车或部件的性能，效率，可靠性，耐久性，适应性，以保证产品符合使用要求。3.2检查性实验:此试验的目的是汽车生产过程中借以抽查产品，以考核生产质量。从每批一定数量的产品中，或每年，或每半年抽几辆整车按照规定的程序进行检查性实验，以便发现工艺上或材料上的问题并及时改正。3.3发展与研究性实验:是针对新型汽车包括新结构、新材料和新理论的开发研究、设计进行的实验。汽车试验分类与方法:分类：定型试验：是在汽车或其主要部件正式投入生产前进行，借以考核汽车或部件的性能、效率、可靠性、耐久性和适应性，以保证产品符合使用要求。检查性试验：此实验的目的是在汽车生产过程中借以抽查产品，以考核生产质量，从每批一定数量的产品中，或每年、或每半年抽查几辆整车按照规定的程序进行检查性试验，以便发现工艺上或材料上的问题并及时修正。发展与研究性试验：是针对新型汽车包括新结构、新材料和新理论的开发研究，设计进行的试验。方法：道路试验和适应性试验：在汽车上装设测试仪表和施加模拟载荷，按照实际使用条件行驶至规定的里程。对个各种路面的里程规定有一定的比例，对炎热、寒冷和高原等地区的试验时间也有一定的规定。这种方法是早期的汽车试验方法，因能反映用其他试验方法所不能发现的真实情况，仍在继续应用。试验场试验：汽车试验场是试验汽车的专用场地，在场中有测定车速、加速性、制动距离和燃料消耗量等的平直实验路；进行平顺性、可靠性和耐久性试验的高速环形路、石块路、搓板路和其他典型路段：坡道、弯道、尘灰室、淹水池、淋水室和试验涉水性能的水池以及试验转向特性用的圆形场地或专用广场等。在专用试验场中试验汽车易于保证安全，试验的项目较多，范围较广，实验条件易于模拟和控制，试验结果的再现性和可比较性好，车辆的保养维护和必要的修理以及试验人员休息都有较好的条件，还可以用加大载荷和专门设计的坏路面以进行“强化试验”，使汽车的零部件加速损坏，以缩短试验周期。因此试验场试验是现代汽车试验的主要方法。试验台实验：4.主观评价与客观评价比较主观评价：外形，操纵，乘坐。是由试验人员根据自己的感觉来对车辆性能进行评价，其特点是：不需要试验仪器；可以立刻给出结果；不同的人对同一实验得出不同的结果，甚至可能是完全相反的结果。客观评价：标准，实验，试验。使用有关的仪器对车辆性能参数进行测试使用特理量对车辆性能进行评价，其特点是：与试验人员无关；试验结果重复性和一致性好；长时间后仍可对车辆性能进行比较；试验结果可用于校核仿真结果。试验：为了查看某事物的结果或某物的性能而从事某种活动。实验：为了检验某种科学理论或假设而进行某种操作或从事某种活动。测试系统的概念测试系统是通过某种技术手段，从被测对象的运动状态中提取所需的信息。这个信息从物理量的角度讲，是以某种信号的形式反映出来的。在工程实际中，测试系统包括信号的获取、加工、处理、显示、反馈、计算等，因此测试系统对被测参量测试的整个过程都是信号的流程。5.测试系统的基本构成测试技术，是实验科学的一部分，主要研究各种物理量的测量原理和测量信号分析处理方法。测试技术是进行各学科实验研究和生产过程参数测量必不可少的手段，起着人的感官的作用。测试系统是执行测试任务的传感器、仪器和设备的总称。一般来说，测试系统由传感器、中间变换装置和显示记录装置三部分组成。传感器（测试前端）：将被测物理量（如噪声，温度）检出并转换成电量。中间变换装置（二次仪表）：对接收到的电信号用硬件电路进行分析处理或经A/D变换后用软件进行信号分析。显示记录装置（数据分析与存储）：将测量结果显示，提供给观察者或其它自动控制装置6.传感器的分类传感器定义：能感受（或者响应）规定的被测量，并按照一定规律转换成可用输出信号的器件或装置，通常由敏感原件和转换原件组成。6.1按被测物理量分：如：力，压力，位移温度，角度传感器等6.2按测量原理分类：可分为电阻、电容、电感、电压、霍尔、光电、光栅、热电偶等传感器。（这种分类方法便于从原理上认识输入与输出之间的变换关系，有利于专业人员根据试验任务和测量系统选择合适的传感器）6.3按信号变换特征分类：结构型：指通过传感器结构参量的变化实现信号变换的传感器。如电容式传感器就是根据极板间距离和位置的变化引起电容量的改变这一特征而制作的。物理型：指利用敏感元件材料本身物理属性的变化来实现信号变化的传感器。如压电式传感器就是利用压电材料的压电效应来实现力、加速度等物理量测量的。可分为：输出为开关量（“１”和"０”或“开”和“关”）的开关型传感器；输出为模拟型传感器；输出为脉冲或代码的数字型传感器。7.传感器的静态特性传感器在静态下的输出－输入关系称为静态特性。静态测量特性参数：是指在测量过程中被测量的量值不随时间变化，保持恒定时的测量。指标：线性度、引用误差、测量范围与量程：传感器所能测量的最大被测量的数值，称为测量上限。灵敏度：输出量变化除以输入量变化迟滞：迟滞是表明传感器输出一输入特性曲线在正行程时与反行程时的输出量不重合的程度。重复性：重复性表示传感器在按输入量同一方向作全量程多次测试时所得特性曲线不一致性程度。漂移：测试系统在输入量不变时，其输出发生变化的现象称为漂移。9.系统分析中的三类问题：1)当输入、输出是可测量的(已知)，可以通过它们推断系统的传输特性。(系统辨识)当系统特性已知，输出可测量，可以通过它们推断导致该输出的输入量。(测量)如果输入和系统特性已知，则可以推断和估计系统的输出量。(预测)测量的任务：测量是通过测和量对研究对象的输入量，系统传递特性和输出量三者之间的关系进行研究。已知系统传递特性（传递函数）和输出量之间的测量分析，得出输入信号-动载荷识别；如果输入信号和输出信号已知（测量得出），求取系统（结构）的传递特性-系统辨识；已知输入和系统的传递特性，分析推断输出信号-响应分析。测量与测试：国家标准的定义是：测量是指以确定被测对象属性和量值为目地的全部操作。字典测量：用仪器确定空间、时间、温度、速度、功能等等有关数值。字典测试：对机械、仪器和电器等的性能和精度进行测量11.精确度指标有三个：精密度、准确度和精确度精密度δ:它说明测量结果的分散性。即对某一稳定的对象(被测量)由同一测量者用同一传感器和测量仪表在相当短的时间内连续重复测量多次(等精度测量)，其测量结果的分散程度。δ越小则说明测量越精密(对应随机误差)。准确度ε:它说明测量结果偏离真值大小的程度，即示值有规则偏离真值的程度。指所测值与真值的符合程度(对应系统误差)。精确度τ:它含有精密度与正确度两者之和的意思，即测量的综合优良程度。在最简单的场合下可取两者的代数和，即τ=δ+ε。通常精确度是以测量误差的相对值来表示的。12.动态测量：测量过程中被测量随时间变化，而测量系统又能准确地跟随被测量的变化，并将其采集、记录下来的过程.基本指标与静态相同，特殊的需要考虑,跟随性:反应速度。准确性:失真度13.传递函数的特点：它是由适合任何线性系统的微分方程所得到的，因此它适合于各类系统，如：电系统、机械系统及机、电混合系统等。14.时间常数与工作频率和系统失真的关系：若系统的时间常数越小，在系统失真很小情况下的圆频率可以增大，即工作频率范围越宽；反之，越大，系统的工作频率范围越窄。15.传感器动态响应：当传感器的输入信号是随时间变化的动态信号时，传感器应能时刻精确地跟踪输入信号，按照输入信号的变化规律输出信号。当传感器输入信号变化时，传感器的输出信号也将随时间变化，这个过程称为传感器的动态响应。传感器的动态特性与其输入信号的变化形式密切相关，在研究传感器动态特性时，通常是根据不同输入信号的变化规律来考察传感器响应的。实际应用中主要采用阶跃信号和正弦信号作为传感器的输入信号来考察传感器的动态特性。16.不失真测量：不失真测试系统条件的幅频特性和相频特性应分别满足：A(ω)=A0=常数φ(ω)=--t0ω数据采集（测试）系统参数基本参数指标：量程指标：量程范围、过载能力等灵敏度指标：灵敏度、满量程输出、分辨力、输入输出阻抗等精度方面的指标：精度(误差)、重复性、线性、回差、灵敏度误差、阈值、稳定性、漂移、静态总误差等动态性能指标：固有频率、阻尼系数、频响范围、频率特性、时间常数、上升时间、响应时间、过冲量、衰减率、稳态误差、临界速度、临界频率等环境参数指标：温度指标：工作温度范围、温度误差、温度漂移、灵敏度温度系数、热滞后等抗冲振指标：各向冲振容许频率、振幅值、加速度、冲振引起的误差等其他环境参数：抗潮湿、抗介质腐蚀、抗电磁场干扰能力等可靠性指标：工作寿命、平均无故障时间、保险期、疲劳性能、绝缘电阻、耐压、反抗飞弧性能等其他指标：使用方面：供电方式(直流、交流、频率、波形等)、电压幅度与稳定度、功耗、各项分布参数等结构方面：外形尺寸、重量、外壳、材质、结构特点等安装连接方面：安装方式、馈线、电缆等信号干扰：测量过程中，除待测量信号外，各种不可见的、随机的信号可能出现在测量系统中。这些信号与有用信号叠加在一起，严重扭曲测量结果。电磁干扰:干扰以电磁波辐射方式经空间串入测量系统。

信道干扰：信号在传输过程中，通道中各元件产生的噪声或非线性畸变所造成的干扰。

电源干扰：这是由于供电电源波动对测量电路引起的干扰。

一般说来，良好的屏蔽及正确的接地可去除大部分的电磁波干扰。使用交流稳压器、隔离稳压器可减小供电电源波动的影响。信道干扰是测量装置内部的干扰，可以在设计时选用低噪声的元器件，印刷电路板设计时元件合理排放等方式来增强信道的抗干扰性。应变测量及方法：采用应变片测量结构的静、动应力/应变是目前工程实际中普遍采用的有效方法。应变片测量的基本原理是基于这样一个物理准则：构成应变片的金属丝的电阻变化正比于其长度和横截面积的变化。换句话说，当应变片承受外力作用时，其电阻值将正比于金属丝的物理变化。ε=dL/Lε=20002000*10-6*100%=0.2%，说明试件伸长了0.2%。电阻应变测量技术是用电阻应变片测量构件的表面应变，再根据应力—应变关系确定构件表面应力状态的一种实验应力分析方法。电阻应变片测量应变的流程20.应变测试技术分类静态测量：恒定的载荷或短时稳定的载荷测量2）动态测量：对载荷在2-1200Hz范围内变化的测量。21.应变片测量方法的优点测量灵敏度和精度高，测量范围广，频率响应好，应变片尺寸小，重量轻，测量过程中输出电信号，可制成各种传感器，可在各种复杂环境下测量。22.应变片测量方法的缺点（1）只能测量构件的表面应变，而不能测构件的内部应变。（2）一个应变片只能测构件表面一个点沿某个方向的应变，而不能进行全域性测量。23.电阻应变效应和构造当金属导线沿其轴线方向受力变形时（伸长或缩短），电阻值会随之发生变化（增大或减小），这种现象就称为电阻应变效应。电阻应变片由敏感栅、引线、基底、盖层、粘结剂组成。24.电阻应变片的主要性能指标应变片电阻（R）：指应变片在未经安装、不受力的情况下，于室温时测定的电阻值。常用的应变电阻值，我国：R=120欧美：R=350二）灵敏系数（K）：在单向应力作用下，应变片的电阻相对变化与试件表面沿应变片轴线方向的应变之比值，称为应变片的灵敏系数，即：注意：K值是应变片的主要参数，它取决于敏感栅的材料、型式、几何尺寸、基底、粘结剂等多种因素。通常由制造厂在专用设备上标定给出K值。常用的K=2.0～2.4横向效应系数（H）：应变片的敏感栅除有纵栅外，还有圆弧或直线形的横栅。横栅主要对垂直于应变片轴线方向的横向应变敏感，因而应变片指示应变中包含有横向应变的影响，这就是应变片的横向效应。横向灵敏系数与轴向灵敏系数的比值称为横向效应系数H。热输出（εt）：将应变片安装在自由膨胀的构件上，无外力作用，当环境温度变化时，则输出一定的指示应变，称为热输出，用εt表示。产生原因：1）由于温度变化，敏感栅材料的电阻率发生变化（温度效应）敏感栅材料与被测构件材料之间的线膨胀系数不同。为了避免温度影响，测量过程中必须消除温度变化的影响。稳定性：它是反映应变片长期静态工作能力的重要性能，常用电阻漂移值和蠕变大小来表示。应变片的电阻值漂移：指在工作温度恒定，安装在未受外力作用的构件上，其应变片电阻值随时间的变化。产生原因：由于敏感栅、基底、粘结剂等材料在应变片的制造或安装过程中，内部形成的应力缓慢释放所致。应变片的蠕变：指在工作温度恒定，安装在承受外力，但变形恒定的构件上的应变片电阻值随时间的变化。产生原因：粘结剂与基底在传递应变时出现滑动所致。六）机械滞后：在恒定温度下，对安装有应变片的试件加载—卸载。以试件的机械应变为横坐标，应变片的指示应变为纵坐标绘成曲线，加载与卸载曲线不重合，这种现象称为机械滞后。机械滞后量：以加载曲线与卸载曲线中两个指示应变的最大差值Zj来表示。产生原因：敏感栅、基底和粘结剂在承受机械应变后产生残余变形所致。消除：在正式测试前，反复加—卸载n次七）应变极限（εlim）：在恒定温度下，对安装有应变片的试件逐渐加载，直至应变片的指示应变与试件的机械应变的相对误差达到10%，此时，机械应变即作为该应变片的应变极限。一般情况下，绝缘电阻（Rm）：应变片的绝缘电阻时指应变片的引线与被测试件之间的电阻值。一般情况下，Rm>500为使Rm提高，可选用绝缘性能好的粘结剂和基底材料疲劳寿命（N）：在幅值恒定的交变应力作用下，应变片连续工作，直至产生疲劳损坏时的循环次数，称为应变片的疲劳寿命。疲劳损坏：1）敏感栅或引线发生断路；2）应变片输出幅值变化达到10%；3）应变片输出波形上出现尖峰。25.应变测量电路：目前，应变测量采用的普遍原理是惠斯登电桥，它是由四个电阻构成，如图所示。在输入端，施加一定的电压，称之为“激励电压”，而测量输出端的输出电压。如果电桥是平衡的，则输出端的电压为零。 桥臂阻值变化对输出电压所产生影响的规律电桥的和差特性是：电桥相邻两臂应变片有同号变化（应变）时输出电压为两者之差，异号为两者之和（简述为“邻臂同号相减，异号相加”），当相对两臂应变有同号电阻变化时输出电压为两者之和，异号为两者之差（简称为“对臂同号相加，异号相减”）。26.应变测量组桥方式工程实践中有多种测量组桥方式，但是，首先我们必须知道一些材料（或结构）发生变形时的一些特殊效果（影响），如当试件拉伸时，通常与其他两个方向的尺寸相比较，试件将变薄，试件横向变形和纵向（拉伸方向）变形的比称作泊松比μ。当两个应变片成900垂直布置时，材料的泊松比，或横向应变比，是非常重要的，必须在以上方程中加以考虑。通常，对于钢材料，泊松比在0.27–0.31之间，典型地为0.3，对于铝材料则为0.33.下面表格列出了几种基本的应变片测量桥路的构成方式，不失一般性，他们都可概括成1/4，1/2和全桥测量。28.温度补偿：实验中，如果被测构件的环境温度发生变化，应变片敏感栅的阻值也将随之变化，故测量结果中也将包括因温度变化而引起的虚假应变。消除温度影响的最佳办法是补偿片法，工作片接在AB间，而在AD和BC及DC间采用三个阻值相等的标准电阻。29.测量电路的组桥原则：正确判定测点的拉亚应变属性，一般拉应变为正，压应变为负测量电桥的应变输出原则：对臂相加，邻臂相减温度补偿片一般接在与工作片想邻臂，全桥自带温度补偿根据不同的测量目的，应变组桥和应变片的粘贴会有所不同30.电阻应变片的标定灵敏系数的标定,注意：单向应力状态-故采用纯弯梁；应变片轴线应平行于单向应力-注意贴片方向；标定材料为钢梁-标定泊松比为u31.电阻应变片的分类电阻应变片按敏感栅材料不同可分为金属电阻应变片和半导体应变片。丝绕式应变片：敏感栅是用直径为0.01~0.05毫米的铜镍合金或镍铬绕制而成。缺点：其横向效应大，测量精度较差，应变片性能分散。优点：基底、盖层均为纸做成，价格便宜，易安装。短接式应变片：将金属丝平行排成栅状，端部用粗丝焊接而成。优点：横向效应小，制造时敏感栅形状易保证，测量精度高。缺点：焊点多，疲劳寿命较低。三）箔式应变片：敏感栅采用的是0.002~0.005毫米的铜镍合金或镍铬合金的金属箔，采用刻图制板、光刻及腐蚀等工艺制作。优点：横向效应较小，易安装，散热性好，疲劳寿命长，测试精度较高。四）敏感栅型式：单轴应变片—敏感栅只有一根轴线。用于测量单向应变32.电阻应变片的选择测试环境：温度、湿度、磁场；应变性质：静态应变—选择H小的应变片；动态应变—选择疲劳寿命好的应变片；应变梯度：应变场均匀—对应变片栅长没要求，可选栅长大的应变片，容易贴；应变梯度变化大—选栅长小的应变片；测试精度33.应变片的粘贴检查和分选应变片2粘贴表面的准备；3贴片4.固化5测量导线的焊接与固定；6、检查。应变片的粘贴：应变片的粘贴过程主要由结构表面的清理，应变片的粘贴，导线的焊接和应变片的保护几个重要步骤组成。34.动态应变测量中的干扰与防干扰措施干扰源的分类及特点：1.电磁干扰应变计的信号是通过测量导线输入应变仪的，数值非常微小（电桥的输出电压通常为毫伏级，有时甚至只有若干微伏），当外界电磁场变化时，就会受到电磁干扰。根据干扰源的特点，电磁干扰又可以分为工频干扰，工业上使用的50Hz交流电造成的干扰；无线电干扰，大功率无线电发射台的强磁场在测量导线中产生感生电流引起的干扰。静电干扰当应变计的测量导线和干扰源（例如电力线）之间存在漏电容时，就可能在测量导线中产生静电干扰。地电压、地电流的干扰目前的动态应变仪和记录仪大多数用交流市电电源，为了操作人员的安全起见，仪器外壳要接通大地。但在某些工厂，只要相隔几米，地电位差高达几伏；在某些风沙大的地区，地电位还会波动，频率为几赫到几千赫，最大幅值为几毫伏。此外在应变测量现场，如果发生雷电、电力线开闭、电源事故、负载变化时都会产生地电流。测量时，应变仪接大地，如果被测处的应变计也接大地，由于两地之间有一定距离，它们之间就有地电位差U，它将干扰被测信号。即使被测处的应变计并不直接通大地，但由于应变计及引线受潮或绝缘电阻下降、应变计或导线与被测物之间存在漏电容，这样就等于以一定的阻抗与大地相连，地电位差U也同样会干扰被测信号。测量仪器之间的干扰当多台应变仪同时工作时，由于每台应变仪的实际载波频率不完全相同，会产生仪器之间的相互干扰。这种干扰是同时使用多台电阻应变仪进行测试时经常碰到的现象35抑制干扰的措施：抑制电磁干扰和静电干扰的措施：a)测量导线绞扭防电磁干扰(b)测量导线金属屏蔽套防静电干扰抑制地电压、地电流干扰的措施：1）信号电路必须一点接地如果应变仪使用市电电源，仪器的外壳接地，这时应变计处不允许接地，并且应变计与被测构件绝缘电阻要大，分布电容要小，否则地电压、地电流将干扰信号回路。如应变仪采用外壳接地，屏蔽套在该处也接地，这样称为一点接地。（2）如果应变仪使用电池供电，可以将屏蔽套接仪器外壳，但都不接地，称为“浮空”抑制测量仪器之间的相互干扰：要抑制测量仪器之间的相互干扰，必须强迫各台应变仪载波频率同步，一般应变仪都有这样的接线端子和联结器。如果应变仪之间的载波频率相差太大时，将无法同步，这时应首先调整应变仪的振荡频率，使它们接近，然后接上同步线。但是同步的应变仪台数不宜过多，否则达不到同步目的，反而使应变仪无法工作。如果测量时使用的应变仪的台数很多时，应当将应变仪分组，每组内的几台同步，同步线要尽量短，且尽量避免与电源线平行布线。同时各组的测量导线要隔开，最好在每一组测量线外增加一层屏蔽层，这样处理后，即可达到抑制多台电阻应变仪同时工作的相互干扰。其它抑制干扰的措施：1）如果采取措施后，应变信号中仍有较明显的干扰。且干扰频率范围在被测的动态应变信号频率范围之外，则还可以使用滤波器将干扰信号滤除。2）如果确定了干扰的来源，应当对干扰源采取屏蔽、接地等措施。36压电效应、加速度测量、压电晶体的特点压电晶体特点：高的电压/电荷灵敏度；极高的刚度，不受尺寸和形状限制，可与钢的刚度媲美；高温条件下，现有材料中稳定性最好的材料；极好的散热特性，无热电输出；极低的温度系数（特性不随温度变化）压电传感器特点：压电加速度计被广泛认为是测量振动的最佳传感器，与其他传感器相比：宽的工作频率范围；在很宽的动态范围内具有良好的线性；在较宽的环境条件下仍能保持良好的准确度；由于是自发电，因此不需要外部电源供电；无活动部件，坚固耐用。37.三种压电效应和形式38.前置放大器：由于压电式加速度传感器的输出电信号为很微弱的电荷，而且传感器本身有很大的内阻，故输出信号能量甚微，要测定这样微弱的电荷（或电压）的关键是防止导线、测量电路和传感器本身的电荷泄漏。因此，通常把传感器信号先输入高阻抗的前置放大器，进过阻抗变换以后再输出，换句话说，压电加速度传感器所用的前置放大器应具有极高的输入阻抗，把泄露减少到测量精确度所要求的限度以内。因此，前置放大器有两个作用：一是把传感器的高阻抗输出转换为低阻抗输出，二是把传感器的微弱信号进行放大。39.电荷放大器：电荷放大器以电容作负反馈，是一种输出电压与输入电荷量成正比的前置放大器，能够将传感器输出的微弱电荷信号转化为放大的电压信号，同时能将高阻抗转换成低阻抗输出，使用中基本不受电缆电容的影响，但在电荷放大器中，通常用高质量的元、器件，输入阻抗高，但价格也比较贵。40.两种测量链低阻抗测量高阻抗测量：低阻抗测量（电压模式）；高阻抗测量（电荷模式）1）电荷输出型：传统的压电传感器通过内部敏感芯体输出一个与加速度成正比的电荷信号。实际使用中，传感器输出的高阻抗电荷信号必须通过二次仪表将其转换成低阻抗电压信号才能读取。由于高阻抗电荷信号非常容易受到干扰，所以传感器到二次仪表之间的信号传输必须使用低噪声屏蔽电缆。由于电子器件的使用温度范围有限，所以高温环境下的测量一般还是使用电荷输出型。高阻抗测量特点：结构上与ICP型传感器相同；信号处理单元（电荷放大器）外置；1950年，在微电子技术发展之前，是唯一的测量方法；高阻抗测量操作较复杂，一般来讲价格昂贵；目前，高阻抗测量多用于环境恶劣，高温条件下的测量总结：低阻抗：固定量程，工作温度低，普通电缆，相对易损，抗冲击弱高阻抗：大量程测小量程，工作温度高，屏蔽电缆，坚固，抗冲击强41.压电式-压阻式电容式原理和特点压电式传感器：是利用弹簧质量系统原理。敏感芯体质量受振动加速度作用后产生一个与加速度成正比的力，压电材料受此力作用后沿其表面形成与这一力成正比的电荷信号。压电式加速度传感器具有动态范围大、频率范围宽、坚固耐用、受外界干扰小以及压电材料受力自产生电荷信号不需要任何外界电源等特点，是被最为广泛使用的振动测量传感器。虽然压电式加速度传感器的结构简单，商业化使用历史也很长，但因其性能指标与材料特性、设计和加工工艺密切相关，因此在市场上销售的同类传感器性能的实际参数以及其稳定性和一致性差别非常大。与压阻和电容式相比，其最大的缺点是压电式加速度传感器不能测量零频率的信号。压阻式:应变压阻式加速度传感器的敏感芯体为半导体材料制成电阻测量电桥，其结构动态模型仍然是弹簧质量系统。现代微加工制造技术的发展使压阻形式敏感芯体的设计具有很大的灵活性以适合各种不同的测量要求。在灵敏度和量程方面，从低灵敏度高量程的冲击测量，到直流高灵敏度的低频测量都有压阻形式的加速度传感器。同时压阻式加速度传感器测量频率范围也可从直流信号到具有刚度高，测量频率范围到几十千赫兹的高频测量。超小型化的设计也是压阻式传感器的一个亮点。需要指出的是尽管压阻敏感芯体的设计和应用具有很大灵活性，但对某个特定设计的压阻式芯体而言其使用范围一般要小于压电型传感器。压阻式加速度传感器的另一缺点是受温度的影响较大，实用的传感器一般都需要进行温度补偿。在价格方面，大批量使用的压阻式传感器成本价具有很大的市场竞争力，但对特殊使用的敏感芯体制造成本将远高于压电型加速度传感器。电容式:电容型加速度传感器的结构形式一般也采用弹簧质量系统。当质量受加速度作用运动而改变质量块与固定电极之间的间隙进而使电容值变化。电容式加速度计与其它类型的加速度传感器相比具有灵敏度高、零频响应、环境适应性好等特点，尤其是受温度的影响比较小；但不足之处表现在信号的输入与输出为非线性，量程有限，受电缆的电容影响，以及电容传感器本身是高阻抗信号源，因此电容传感器的输出信号往往需通过后继电路给于改善。在实际应用中电容式加速度传感器较多地用于低频测量，其通用性不如压电式加速度传感器，且成本也比压电式加速度传感器高得多。42.传感器的灵敏度，量程和频率范围的选择加速度计的选择准则作为选用振动传感器的一般原则：正确的选用应该基于对测量信号以下三方面的分析和估算:a.被测振动量的大小b.被测振动信号的频率范围c.振动测试现场环境传感器的灵敏度：灵敏度是指传感器在稳态工作情况下输出量变化△y对输入量变化△x的比值。传感器的灵敏度应根据被测振动量（加速度值）大小而定，但由于压电加速度传感器是测量振动的加速度值，而在相同的位移幅值条件下加速度值与信号的频率平方成正比，所以不同频段的加速度信号大小相差甚大。加速度值传感器的测量量程：范围是指传感器在一定的非线性误差范围内所能测量的最大测量值。通用型压电加速度传感器的非线性误差大多为1%。作为一般原则，灵敏度越高其测量范围越小，反之灵敏度越小则测量范围越大。传感器的频率测量范围：是指传感器在规定的频率响应幅值误差内（±5%,±10%,±3dB）传感器所能测量的频率范围。频率范围的高，低限分别称为高，低频截至频率。截至频率与误差直接相关，所允许的误差范围大则其频率范围也就宽。作为一般原则，传感器的高频响应取决于传感器的机械特性，而低频响应则由传感器和后继电路的综合电参数所决定。高频截止频率高的传感器必然是体积小，重量轻，反之用于低频测量的高灵敏度传感器相对来说则一定体积大和重量重。工作温度(degC),传感器到信号调理及信号调理到二次仪表之间的距离43.实际测量时应考虑的几个问题:综合考虑测量链中所有部件的频率响应范围(电路，传感器，AC耦合，数采系统中的抗混滤波等)。对碰撞和冲击测量需要加速度计具有宽的分析频宽和高的响应频率；时域量和频域量呈反比关系；机械量和电量响应；不能用电子滤波修正机械量的过载。时刻避免使传感器受潮和进行非线性操作；测量噪声直接取决于分析带宽；证实导线长度不影响测试；选择合理的传感器安装方式；确定传感器的敏感轴与测量方向一致；使用电压型传感器解决雨天和潮湿环境下的测试；避免电缆的拖动；确保与地绝缘，避免地回路干扰，最好选择具有与地绝缘特性的传感器；对低阻抗传感器时常检查偏置电压。43.传感器的安装方式对测量的影响为了尽可能精确地测量结构物的振动，安装方法、安装附件、安装位置的选择和选择加速度传感器一样重要，如果不能保证把被测结构的动运动真实传给加速度传感器，就不能获得精确的测量结果。a–螺栓安装；b–粘贴安装；c–安装垫粘贴安装；d–磁座安装44.加速度计的频率下限:压电加速度计不可能达到真正的直流响应，尽管加速度计本身具有零频特性。实际的频率下限取决于前置放大器。对于超低频动态测试建议采用电容式加速度计。一般来讲，压电式加速度计适用0.3Hz10KHz的动态测试。45.如何消除测量噪声测量噪声主要指：1）摩擦电效应；2）地回路影响。而地回路噪声是主要的。克服地回路噪声的主要方法是整个测试链保证单点接地，这就要求传感器要与地绝缘。奇石乐有采用独特技术制造的与地绝缘加速度计。克服摩擦电效应的方法是避免电缆的拖动。此外,为克服外部电磁场干扰,应采用同轴屏蔽电缆.46.信号的概念和分类与性质信号：是客观世界信息的表现形式，反映了现实生活中的物理量如何随时间（或空间）改变的信息。一般的，“信号”是“信息”的载体，是信息的表现形式。信号的性质：信号具有特定意义，即有特定的信息；信号具有一定的能量；信号易于被测得或感知；信号易于被传输。信号的基本参数：频率和幅值分类：数字信号、模拟信号；一维、二维信号，矢量信号；周期信号和非周期信号；从信号描述上分：可以用明确数学关系式描述的信号称为确定性信号（周期信号（简单周期信号和复杂周期信号），非周期信号（准周期信号和瞬态信号）），不能用数学关系式面熟的信号非确定性信号（平稳随机信号，非平稳随机信号）；从信号的幅值和能量上分：能量信号（在所分析区间（正负无穷），能量为有限值的信号）和功率信号（能量不是有限）从分析域上：时域和频域从连续性上：连续时间信号和离散时间信号从可实现性：物理可实现信号（又称单边信号，时刻小于零的一侧全为零）和物理不可实现信号一般来讲模拟信号和数字信号贯穿汽车试验的整个过程信号处理内容：滤波、变换、检测、谱分析、估计、压缩、识别等一些列的加工处理。周期信号及随机信号一定是功率信号；非周期的绝对可积信号一定是能量信号；47.数据采集系统的基本组成：传感器-模拟信号调理-数据采集电路-微机系统数据采集系统组成：模数、数模转换器，数字输入、输出，同步时钟。前置滤波器：将输入信号中高于某一频率（成为折叠频率，等于抽样频率的一半）的分量加以滤除后置滤波器：把阶梯波形平滑成预期的模拟信号，以滤除不需要的高频分量，生成所需要的模拟信号何谓模拟信号和何谓数字量模拟信号：模拟信号是“连续”信号，用连续的物理量来表示，信号的大小可以无限增加或者减小，如温度、压力、应力、电压。数字信号：数字信号是“离散”信号，用分离、独立的单位比特表示，比特代表两种量：开关，真假，10.何谓数据采集：数据采集(DAQ)，是指从传感器和其它待测设备等模拟和数字被测单元中自动采集非电量或者电量信号,送到上位机中进行分析，处理。数据采集系统是结合基于计算机或者其他专用测试平台的测量软硬件产品来实现灵活的、用户自定义的测量系统。是一种获取模拟信号并将其转化为二进制代码的一中方法，通过计算机来实现。50.数据采集系统的组成：模数转换器，数模转换器，数字输入输出，同步时钟模数转换器：将模拟信号转换成数字信号以便于被计算机进一步处理或者传送到内存中。51.(A/D)模数转换器作用和技术指标转换精度：A/D转换器的分辨率以输出二进制（或十进制）数的位数来表示。它说明A/D转换器对输入信号的分辨能力。从理论上讲，n位输出的A/D转换器能区分2个不同等级的输入模拟电压，能区分输入电压的最小值为满量程输入的1/2n。在最大输入电压一定时，输出位数愈多，分辨率愈高。转换误差：通常是以输出误差的最大值形式给出。它表示A/D转换器实际输出的数字量和理论上的输出数字量之间的差别。常用最低有效位的倍数表示。 转换时间：转换时间是指A/D转换器从转换控制信号到来开始，到输出端得到稳定的数字信号所经过的时间。52.数模转换器的作用与相关设备作用：数模转换器用于将存储的信号再变成模拟电压，以供现实和控制。输出可用于需要模拟输入的外部设备的驱动。数字输入输出：用于控制，处理器和外部数字设备之间的数据传递。同步时钟：重复数据变换的初始化，采样率的控制模数转换接口：将模拟信号转换成数字信号以用于后续处理，典型组成：多路转换开关，放大器或调理器，采样及保持电路，A/D变换器。满量程：满量程对应于能够输入至模数转换器的最大电压值。I/O接口：在计算机中，介于CPU与外设间，实现硬件连接和软件通讯装置。作用：对信息的传输形式进行变换（模数转换和数模转换），电平转换和放大，I/O定向，串并转换及并串转换，锁存和缓冲。A/D变换：模拟信号产生数字信号（一个二进制流）。其有两个过程：抽样和保持。抽样：每隔T秒(抽样周期)取出一次xa(t)的幅度，此信号称为离散信号。它只表示时间点0，T,2T…,nT,…上的值xa(0),xa(T),xa(2T)…,xa(nT)…..。保持：在保持电路中将抽样信号变换成数字信号，因为一般采用有限位二进制码，所以它所表示的信号幅度就是有一定限制的。经过A/D变换器后，不但时间离散化了，幅度也量化了，这种信号称为数字信号。用x(n)表示。量程（测量范围）：A/D和D/A系统的输入范围数字信号处理器(DSP)：DSP可以快速的实现对信号的采集、变换、滤波、估值、增强、压缩、识别等处理，以得到符合人们需要的信号形式。数字信号处理领域的理论基础：离散线性变换（LSD）系统理论，离散傅立叶变换数字信号处理是将信号以数字方式表示并处理的理论和技术。数字信号处理与模拟信号处理是信号处理的子集。数字信号处理的目的是对真实世界的连续模拟信号进行测量或滤波。因此在进行数字信号处理之前需要将信号从模拟域转换到数字域，这通常通过模数转换器实现。而数字信号处理的输出经常也要变换到模拟域，这是通过数模转换器实现的。54.采样定理与频率混淆：当采样频率小于信号中最高频率的两倍时，采样信号的频率与原信号的频谱相比出现畸变，这种现象叫做频率混淆或称为混叠。为保证采用后信号能真实地保留原始模拟信号信息，信号采样频率必须至少为原信号中最高频率成分的2倍。这是采样的基本法则，称为采样定理。Fs>2Fmax采样是将采样脉冲序列p(t)与信号x(t)相乘，取离散点x(nt)的值的过程。每周期应该有多少采样点最少2点。需要注意，满足采样定理，只保证不发生频率混叠，而不能保证此时的采样信号能真实地反映原信号，工程实际中采样频率通常大于信号中最高频率成分的3-5倍。频率迭混：（由于采样信号频谱发生变化，而出现高、低频成分发生混淆的一种现象。抽样时频率不够高，抽样出来的点既代表了信号中的低频信号的样本值，也同时代表高频信号样本值，在信号重建的时候，高频信号被低频信号代替，两种波形完全重叠在一起，形成严重失真。）频率迭混的频域解释：时域信号的乘积等于频域信号的卷积，采样率小于信号最高频率两倍时出现迭混现象55.海森伯格测不准原理：是指在一个量子力学系统中，一个粒子的位置和它的动量不可被同时确定，位置的不确定性和动量的不确定性是不可避免的。该原理揭示了微观粒子运动的基本规律：粒子在客观上的不能同时具有确定的位置坐标及相应的动量。说明：对信号进行分析时，频率分辨率和时间分辨率不能同时达到最大56.数采系统的典型工作方式1.顺序采用，复用AD变换系统：顺序采样，复用ＡＤ变换系统，由A/D发出触发

信号，由电子开关依次对各通道的模拟信号顺序接通，送入采样保持器采样,量化后得到数字信号输出.此种A/D变换具有下特点:

1)成本最低常见于些，常见于一些PC插板或A/D变换器中。2)可允许较多的模拟信号通道，如果对信号的时间性无要求的话.3)仅适用于通道间时间无关或对信号通道间信号时

间相关要求不严的信号。4)数采系统的数据吞吐量取决于AＤ变换器.2.同时采样，复用AD变换系统：每个模拟信号独立同时采样采样通道后的离，采样通道后的离散信号复用，合为一路离散信号，再经A/D变换器量化形成数字信号输出，形成数字信号输出.这种变换方式有如下特点：

1)克服了顺序抽样复用A/D，复用A/D变换在信号时间相关性方面的缺点，可以保证抽样信号之间的时间相关性。2)由于每个通道都采用了独立的抽样保持电路，因而增加了成本.3)整个数采系统的数据吞吐量仍取决于A/D变换器的吞吐量.3.各通道独立采样AD变换系统：这种方法保证了各通道信号之间精确的相位差，这对于--些通道间信号时间相关性要求很严的测试如水声测量是很重要的，如水声测量是很重要的.同时各通，各通道由于各自采用独立的A/D变换器，整个系统的数据吞吐能力大为提高可以允许对信号，可以允许对信号采取较高的抽样率,特别适用于信号质量要求

较高的测试场合但整个系统的数据吞吐量仍，但整个系统的数据吞吐量仍受到系统数据总线的限制，以上系统性能的改善是以系统的成本来换取的.由于各通道采用独立的取样保持与A/D变换,使系统的价格成几十倍的增长4.各通道过采样AD变换系统：传统上，A/D转换过程大都严格按照抽样,量化和编码

的顺序进行；这种类型的A/D转换器由于是根据抽样值的幅度大小进行量化编码,需要高精度的比较网络和电子器件,分辨率越高难度越大；新型过抽样采集器采用的是所谓增量调制编码型A/D转换器它是直接根据抽样数据的每个样值的大小，它不是直接根据抽样数据的每个样值的大小进行量化编码，而根据前一样值与后一样值之差,即所谓增量的大小来进行量化编码.在某种意义上它是根据过采样AD变换与传统的AD变换相比，由于每个通道均采用独立的过采样AD变换，使得A/D变换器的成本大大增加，但是从整个系统的成本而言，采用过采样AD变换，却可以大大降低对抗混迭滤波器的要求最小有效位AnLSBrepresentsthesmallestchangethatcanberesolvedbytheA/Dconverter代表了AD所能分辨的最小变化量LSB=FullScaleRange(FSR)÷2n影响变换速度的因素：（仅由AD本身性质决定）（AD变换器及其相关电路）（AD系统和主机）

采集时间（从模拟信号转换为数字信号所需要的完整时间）（收到“开始数字化指令”到数字化完成的时间）

延迟时间从一个信号通道到另一个通道所需的时间，通道之间相互转换的时间，也称为延迟D/A转换过程和原理与主要技术指标D/A转换器是把数字信号转换成电压或电流信号的装置。主要技术指标：分辨率（用输出二进制数码的位数表示，位数越多量化误差越小，分辨率越高，常用8位等），转换速度（完成一次转换所用时间，如1ms(1KHz)），模拟信号的输出范围，最佳增益和量程的选择。模拟输入/输出板的设计通常是以传感器正常工作为原则；但并不能满足所有的应用。需要信号调理模块的主要原因之一。数字信号处理的主要研究内容：数字信号处理主要研究数字序列来表示测试信号，并用数学公式和运算来对这些数字序列进行处理，内容包括数学波形分析、幅值分析、频谱分析和数字滤波。测试信号数字化处理的基本步骤：1)用数学计算和计算机显示代替复杂的电路和机械结构2)计算机软硬件技术发展的有力推动3)多种多样的工业用计算机4)灵活、方便的计算机虚拟仪器开发系统60.信号的截断、能量泄漏、信号的幅值域分析用计算机进行测试信号处理时，不可能对无限长的信号进行测量和运算，而是取其有限的时间片段进行分析，这个过程称信号截断。为便于数学处理，对截断信号做周期延拓，得到虚拟的无限长信号。周期延拓后的信号与真实信号是不同的，下面我们就从数学的角度来看这种处理带来的误差情况。将截断信号谱XT(ω)与原始信号谱X(ω)相比较可知，它已不是原来的两条谱线，而是两段振荡的连续谱.原来集中在f0处的能量被分散到两个较宽的频带中去了，这种现象称之为频谱能量泄漏。信号的幅值域分析周期信号及随机信号一定是功率信号，非周期的绝对可积（和）一定是能量信号61.平顺性研究目的研究平顺性的主要目的就是控制汽车振动系统的动态特性，使振动的“输出”在给定工况的“输入”下不超过一定界限，以保持乘员的舒适性。其基本内容为：I)人体对振动的反应和平顺性的评价。2)振动“输入”——路面不平度的统计特性。3)汽车振动系统的简化，系统频响特性和系统参数对“输出”影响的分析。4)汽车平顺性的测试62.汽车性能试验操纵稳定性汽车操纵稳定性的基本内容及评价所用的物理参数1、转向盘中间位置操纵稳定性； 转向灵敏度、转向盘力特性2、方向盘角阶跃输入下的稳态响应——转向特性，方向盘角阶跃输入下的瞬态响应； 稳态横摆角速度增益——转向灵敏度，反应时间、横摆角速度波动的无阻尼圆频率3、横摆角速度频率响应特性； 共振峰频率、共振时的振幅比、相位滞后角、稳态响应4、回正性； 回正后剩余横摆角速度与剩余横摆角、达到剩余横摆角速度的时间5、转向半径 ；最小转向半径6、转向轻便性：原地转向轻便性、低速行驶转向轻便性、高速行驶转向轻便性 ；转向力与转向功7、直线行驶性：侧向风稳定性、路面不平度稳定性、微曲率弯道行驶性 ；侧向偏移与转向操舵力矩梯度8、典型行驶工况性能：蛇行性能、移线性能、双移线性能、 ；方向盘转角、转向力、侧向加速度、横摆角速度、侧偏角、车速等9、极限行驶能力：圆周行驶极限侧向加速度、抗侧翻能力、发生侧滑时控制能力等；极限侧向加速度、极限车速、回至原来路径所需时间汽车操纵稳定性试验：六大实验，蛇形、阶跃、脉冲、稳态回转、转向回正、转向轻便性。蛇行试验：测量变量：转向盘转角、横摆角速度、车身侧倾角、通过有效标桩区时间、侧向加速度、车速测量仪器：陀螺仪，方向盘转角与力矩传感器，车速传感器结果表达：平均横摆角速度与车速关系图，平均转向盘转角与车速关系图，平均侧身侧倾角与车速关系图，平均侧向加速度与车速关系图转向瞬态响应试验（方向盘转角阶跃输入）测量变量：汽车前进速度，转向盘转角，横摆角速度，车身侧倾角，侧向加速度，汽车重心侧偏角。测量仪器：陀螺仪，方向盘转角与力矩传感器，车速传感器结果表达：横摆角速度响应时间，横摆角速度峰值响应时间，横摆角速度超调量，侧向加速度响应时间，横摆角速度总方差。试验曲线：横摆角速度响应时间与稳态侧向加速度的关系，侧向加速度稳态相应与转向盘转角的关系。转向瞬态响应试验（方向盘转角脉冲输入）测量变量：汽车前进速度，转向盘转角，横摆角速度，侧向加速度。测量仪器：陀螺仪，方向盘转角与力矩传感器，车速传感器转向回正性能试验：测量变量：汽车前进速度，汽车横摆角速度，车身侧向加速度。测量仪器：陀螺仪，方向盘转角传感器，车速传感器转向轻便性试验：测量变量：汽车前进速度，转向盘转角，转向盘作用力矩，转向盘直径。测量仪器：陀螺仪，方向盘转角与力矩传感器，车速传感器稳态回转性能试验：测量变量：汽车前进速度，横摆角速度，车身侧倾角。测量仪器：陀螺仪，车速传感器希望测量变量：汽车重心侧偏角，汽车纵向加速度，汽车侧向加速度测试系统框图：测试前端（方向盘，陀螺仪，车速传感器），数据采集系统（全部模拟输入，部分CAN总线），后处理软件全部模拟输入：模拟通道数，陀螺仪（9个模拟输出，三个方向加速度，角速度和角度），方向盘（3个模拟输出，力矩，角度，角速度），速度和位移（2个模拟输出）。汽车整车性能测试汽车性能的定义：是指汽车能适应各种使用条件而发挥最大工作效率的能力。它是决定汽车利用效率和方便性的结构特性表征。汽车性能主要包括::动力性、燃油经济性、制动性、操控稳定性、平顺性以及通过性等。汽车动力性能的评定指标:汽车的动力性是用汽车在良好路面上直线行驶时所能达到的平均行驶速度来表示。汽车动力性主要用三个方面的指标来评定：最高车速；汽车的加速时间；汽车所能爬上的最大坡度。1、汽车的最高车速（km/h)：指汽车在规定载重质量条件下，在良好水平路面上能达到的最高行驶速度。 2、汽车的加速能力：指汽车在各种使用条件下迅速增加汽车行驶速度的能力。加速过程中加速用的时间越短、加速度越大和加速距离越短的汽车，加速性能就越好。3、汽车的上坡能力：上坡能力用汽车满载时以最低挡位在坚硬路面上等速行驶所能克服的最大坡度来表示，称为最大爬坡度。它表示汽车最大牵引力的大小。不同类型的汽车对上述三项指标要求各有不同。轿车与客车偏重于最高车速和加速能力，载重汽车和越野汽车对最大爬坡度要求较严。但不论何种汽车，为在公路上能正常行驶，必须具备一定的平均速度和加速能力。汽车的动力性能可在道路或台架上进行检测汽车的动力性能可在道路或者台架上进行检测。道路检测主要是测定最高车速、加速能力和最大爬