汽车试验学 第2章 汽车试验的基础理论习题解答-202407

第2章汽车试验的基础理论习题解答2-1简述汽车测试系统的组成。解：汽车测试系统由被测对象、传感器、信号处理装置和显示、记录装置等组成，如图2-1所示。（1）被测对象被测对象是指要进行汽车试验的整车或总成部件。（2）传感器传感器是将被测对象的物理量（通常是非电量）转换成电压、电流或电阻等电量，并形成电信号的装置。（3）信号处理装置信号处理装置是将电信号转换成显示、记录装置可显示、记录被测对象的物理量的数字量或模拟量的装置。信号处理装置由信号预处理、信号传输和信号处理装置组成。信号预处理装置将传感器输出信号转换成便于传输和处理的规范信号。信号传输装置是将信号预处理后的信号传输给信号处理装置。信号处理装置是将模拟信号或数字信号转换成被测对象的物理量。（4）记录与显示装置记录与显示装置记录测试信号，并显示被测对象的物理量。2-2简述汽车测试系统的工作原理。解：如图2-1所示，整车或总成部件产生要测量的物理量，传感器将要测量的物理量转换成电量，并形成电信号，信号处理装置将电信号经预处理、传输和处理，转换成可记录和显示被测对象物理量的数字量或模拟量，通过数字或图、表或光、声、色彩信号，记录与显示装置记录测试信号，并显示被测对象的物理量。2-3简述对汽车测试系统的要求。解：要求1：测试系统为单值、具有确定的输入—输出关系的系统。要求2：测试系统为单向影响系统。要求3：测试系统为线性系统。2-4简介具有理想静态特性的汽车测试系统的数学模型。解：具有理想静态特性的汽车测试系统的数学模型可以表示为式中，为系统的输入量；为系统的输出量；为常数。2-5简述汽车测试系统的静态特性。解：（1）零点漂移零点漂移是指当测试系统的输人为零时，输出不为零，即，，。（2）灵敏度灵敏度S是测试系统的输出增量与输入增量之比（3）分辨率分辨率是指测试装置最小输入量引起输出量的变化。（4）非线性度非线性度是定度曲线偏离其拟合直线的程度。（5）回程误差在同一输入量下，正向输入和反向输入所对应的输出量的差值，称为滞后量，也是绝对回程误差。（6）重复度重复度是指在相同的试验条件下，对同一被测参数进行重复测量时测量值的一致程度。（7）信噪比信噪比是信号幅值对噪声幅值之比。2-6简介具有动态特性的汽车测试系统的数学模型。解：具有动态特性的汽车测试系统的数学模型为式中，为系统的输入量；为系统的输出量；，，，…，，和，，，…，，为与系统结构参数有关的常数。2-7简述汽车测试系统的动态特性。解：（1）叠加特性叠加特性是指几个输入同时作用于系统所引起的输出，等于这些输入单独作用于系统所引起的输出之和。（2）比例特性比例特性是指某输入的若干倍作用于系统所引起的输出，等于该输入单独作用于系统所引起的输出的若干倍。（3）微分特性微分特性是指某输入先求微分，再作用于系统所引起的输出，等于该输入直接作用于系统所引起的输出，再求微分。（4）积分特性积分特性某输入先求积分，再作用于系统所引起的输出，等于该输入直接作用于系统所引起的输出，再求积分。（5）频率保持性频率保持性是指线性系统的输入频率与输出频率相同。2-8简述汽车测试系统的幅频响应特性和相频响应特性的求解步骤。解：幅频响应特性和相频响应特性的求解步骤：（1）确定汽车动态测试系统的物理模型，进行数学抽象，写出具有动态特性的汽车测试系统的输入和输出关系的常系数线性微分方程。（2）对具有动态特性的汽车测试系统的输入和输出关系的常系数线性微分方程的两边进行拉普拉斯变换，得具有动态特性的汽车测试系统的传递函数。（3）令,得具有动态特性的汽车测试系统的频率响应函数。（4）将频率响应函数写成复数的形式。（5）求频率响应函数的模,得具有动态特性的汽车测试系统的幅频响应特性。（6）求频率响应函数的辐角,得具有动态特性的汽车测试系统的相频响应特性。2-9简述具有动态特性的汽车测试系统不失真测量的条件。解：对于线性系统，要实现不失真测量，就必须同时满足两个条件：幅频响应特性为常数和相频响应特性成线性，即2-10计算机数据采集系统主要由哪些组成？多路模拟开关的主要功用是什么？解：汽车测试的计算机数据采集系统主要由传感器、前置放大器（信号预处理装置）、多路模拟开关、采样-保持器（S/H）、模数转换器（A/D）、计算机、显示器等组成。多路模拟开关的主要功用是把多个模拟量参数分时地接通并送达到模数转换器，即完成多到一的转换。2-11简述利用数据采集卡和计算机构建汽车测试系统的方法。解：利用数据采集卡和计算机构建汽车测试系统的框图如图2-14所示。传感器与前置放大器连接，前置放大器与数据采集卡连接，数据采集卡与计算机连接。数据采集卡来自数据采集卡的生产企业。有些汽车测试仪器的生产企业，自己研制数据采集卡或在市售的数据采集卡的基础上二次开发，成为本企业的汽车测试仪器的专用数据采集卡。计算机为通用的台式机或笔计本电脑。计算机中的测试软件，需在Matlab、LabView等软件的基础上二次开发，成为专用测试软件。自己开发的专用测试软件，供自己测试使用。企业开发的专用测试软件，随测试仪器一起销售。2-12按误差产生的原因，误差分为哪内类？解：按误差产生的原因，误差分为：1)测试理论误差测试理论误差是由于测量理论本身不够完善引起的误差。2)测试仪器误差测试仪器误差是指由于仪器的结构和制造不完善或调整、校正不当等原因引起的误差。3)测试人员误差测试人员误差是指由于测量者技术不熟练或受其他主观因素引起的误差。4)被测对象误差被测对象误差是指由于被测对象自身变化带来的误差。5)测试环境误差环境误差是指由于各种环境因素与要求的标准状态不一致而引起的测量装置和被测量对象本身的变化所造成的误差。6)测试道路误差测试道路误差是指由于测试道路引起的测试误差。2-13简述汽车测试误差分析的任务。解：汽车测试误差分析的任务就是研究误差来源及其产生误差原因、误差的性质和规律，其主要任务是：分析测试理论、设备及其误差，分析测试结果的误差及