汽车实验技术考试资料

汽车试验技术一、静态测试系统评价指标：灵敏度、分辨率、重复性、漂移、回程误差和线性度等。

二、传感器部分所涉及到的各种效应1.热敏电阻式传感器：（压敏效应）（有些半导体材料在收到压力作用后，其电阻率会发生变化，这一现象称为压阻效应）主要是单晶硅和锗经参入杂质后形成的P型N型半导体器件P型压敏电阻受压后电阻值增加，N型压敏电阻受压后电阻值减小2.电阻应变片式传感器：金属丝的应变效应R=PL∕A dR∕R=（1＋2γ）ε金属丝的电阻变化率dR∕R与纵向应变ε成正比，这就是金属丝的应变效应3.电容式传感器：C=εrεo A∕d（A极板的有效面积，εo真空介电常数，εr极板间介质的介电系数，d两极板间的距离）通过改变电容器的A 、d和εr均可带来电容量C 的变化（分为变极板有效面积型、变极板间距型、电容式传感型、变介电系数型）4.电感式传感器：利用电磁感应原理将被测的非电感量转换为电感量的变化5.压电式传感器：压电效应（某些功能材料，当对其沿一定方向施压时，晶体不仅会产生机械应变，其内部还会产生极化现象，从而在材料的相对表面上产生异性电荷而形成电场；当外力移去后，晶体重新恢复到不带电的状态）6.磁电式传感器：利用电磁感应原理工作，低速特性不好7.热电式传感器：（温度传感器）利用某些材料或元件的物理性能与温度相关的特性来工作的8.光电式传感器：光电效应（外光电效应、内光电效应、光伏效应）外光电效应：在光照作用下，物体内的电子从物体表面逸出的现象，又称为电子发射效应（实质是光能转换成电磁能）内光电效应：在光照作用下，物体的导电性能发生变化的现象，又称光导效应光伏效应：在光照作用下，某些特殊物质（如硅、硒砷化镓，硫化镉等）可产生一定方向的电动势的现象三、电容式传感器的典型应用（在汽车测试领域）由于电容式传感器具有体积下，功耗低，精度高，性能稳定及所需驱动力小等特点，因此在汽车测试领域被广泛应用与测量位置，位移，压力，噪声和倾角等，如电容式加速传感器对汽车加速的测量，电容式倾角传感器对汽车车轮定位参数的测量等四、幅值调制与调解?那种抗干扰能力最强？为什么？1.调制：低频信号转换为高频信号2.解调：经调制的高频信号用高频放大器进行放大后，再将其恢复为原缓变信号信号调制的方法是利用传感器输出的缓变信号控制高频振荡波的幅值、频率、相位的变化频率调制的重要特点是已调波的振荡频率与信号的大小成正比3.频率调制与解调的抗干扰能力最强，原因有二：①外界的干扰通常不能改变信号的频率，对于调制信号，其频率调制储存在频率变化之中，因此，调制信号的抗干扰能力强，便于远距离传输②尽管干扰信号一般不会改变以调波的频率，但也会带来已调波的幅值变化，产生寄生条幅，此幅值的变化在解调过程中同样会反映到解调的原信号中五、信号的模拟滤波？滤波器的评价指标？如何实现带通与带阻滤波？1.信号的模拟滤波：通过电路计算的方法来将信号进行分离与筛选2.滤波器的评价指标：纹波度δ（波动的幅值）、截止频率fc、带宽B、倍频程选择性，滤波器因子λ3.带通滤波：将低通滤波器与高通滤波器串联，其中低滤器的上截止频率f2＞高滤器的下截止频率f13.带阻滤波：将低通滤波器与高通滤波器并联，其中低滤器的上截止频率f2＜高滤器的下截止频率f1六、窗函数与泄露1 | t | ≦to1.矩形窗函数u （t ）= 用u （t ）去截取动态信号x （t ），就好比是打开 了 0 | t |〉t0一个窗,u(t)称为矩形窗函数2.动态信号处理的两种方法：①时域分析法 ②频域分析法3.泄露的大小取决于谱窗副瓣的大小 、原来集中于一个频率上的功率由于副瓣的存在，被分散到一个较宽的频带上，这种功 率分散的效应称为泄露（事实上泄露是在信号处 理过程中所产生的误差，显然泄露的产生降低了动态信号分析的精度）泄露出现在频域分析中，时域分析没有泄露，产生泄露的原因是窗函数，而窗函数又是 动态数据处理不可用的4.减小或抑制泄露的常用方法:①选用合适的窗函数 ②平滑处理5.哈宁窗：以拓宽主瓣为代价减小泄露，主瓣被拓宽的结果是使得动态数据处理的分辨 率下降6. 海明窗：只是作了系数调整，将副瓣的高度压得更低，抑制泄露。

其抑制泄露的效果 更好一些七、栅栏效应与频率细化栅栏效应：动态信号x （t ）经离散傅氏变换所得到频谱x （f ）的N 根谱线位置是(T 是采样时间，s f 是采样频率，k=0,1,2......N-1),即x （f ）仅在基频 T1的整数倍的频率点上有数值。

那些位于离散谱线之间的频谱图形都没有显示，即不 能 知道其准确的数值，若要获得谱线之间某频率点的数值，则只能根据该点地相邻谱线的数值给出一个估计值，如此必然会带来误差，由于谱线就像是一个栅栏，因此将其称为动态信号处理的栅栏效应。

频率细化：细化技术又称细化的快速傅氏变换。

P139为了能在分析频率范围内得到高的频率分辨率，将分析频率范围中取一小段频率Δfc 进行 快速傅氏变换，如此便可在Δfc 的频率上得到和分析频率范围0~Δfc 内的同样多的谱线。

通常将频率范围0~Δfc 内的频谱分析称为基带傅氏分析。

将所选频段Δfc 内的频谱分析称为迭代傅氏变换。

八、A/O 转换器位数与采样速率的关系。

P122①A/O 转换器的作用是对每一个由采样保持电路在时间上离散的模拟电压值输出一个n 为二进制数字量。

②计数器式A/O 转换器：（最简单，最廉价，一般为8位，12位，16位，32位）一个计数器控制一个A/O 转换器。

随着计数器由0开始计数，D/A 转换器输出一个逐步升高的阶梯形电压。

输出的模拟电压和D/A 转化器生成的电压被送到比较器进行比较，二者一致或基本一致时，比较器辅以一个指示信号立即停止计数器计数，此时D/A 转换器的输出值就是采样信号的模拟近似值，其相应的数字值由计数器给出。

③逐次逼近式A/O 转换器：（从最高位逐位探试方法）转化前寄存器各位清零，转化时把最高位置1，并将A/O 转换器的输出值与该测得的模拟值N s k f k T 1kf ==进行比较，如果“低于或等于”，该位的1被保留，如果“高于”，该位的1被清除，然后次高位置1，再比较，直至最低位完成同一过程，寄存器从最高位到最低位都试探过一遍的最终值就是A/D 转换的结果。

④计数器和逐次逼近式A/D 转换器都属于负反馈式比较型A/D 转换器。

⑤对于一个n 位A/D 转换器，逐次逼近式只需n 次比较便可完成A/D 转换，而计数器式的比较次数却不固定，最多可能需2的n 次方次。

逐次逼近式A/D 转换器是中速（转换时间1ms~1μs8位~16位A/D 转换器的主流产品。

九、电桥在工程测试中的几大作用：1，消除外界干扰；2差动式测量；3幅值调制；十、采样周期（采样时间间隔）：连续的模拟信号x(t)经采样过程后变换为离散的信号)(*t x （采样信号），离散信号相邻两个采样值只讲的时间间隔Ts(△t)△t ≤s f 1=cf 21 采样频率s f =t 1≥c f 2（单位时间的采样点数）分辨宽带：△f=1/T=1/N △t=2c f /N(T 采样时间；N 采样点数）p129 截止频率f :对于一个性能良好的滤波器，其纹波度δ应远小于工程测试领域中的规定。

P98实际滤波器幅频特性曲线上数值为A0/2所对应的频率，即截止频率c f 。

它是均值A0衰减-3dB （20 lg 2C A A 所对应的频率。

低通：c f 1=0，c f 2为上截止频率，高通：下截止频率为c f 1，上截止频率c f 2=∞十一、 随机误差：在相同的条件下对同一参数进行多次重复测量，每次测量的误差都不相同，具有不同的数值与符号，这种误差称为随机误差。

过失误差：由于测量工作的错误，疏忽大意等原因引起的误差称为过失误差。

系统误差：保持一定数值或按一定规律变化的误差称为系统误差。

消除系统误差的有效方法：①防止系统误差的产生：采用完善的测量方法，正确对待安装调试和使用测试仪器设备，保持稳定的测量条件，防止外界干扰。

②用函数补偿法予以修正:在测量工作前，对测试仪器设备进行校正。

获取仪器设备示值与准去值之间的关系，确定修正公式，修正表或修正曲线，用函数补偿的方法消除系统误差。

十二、 测试系统的静态特性，动态特性的定义及其关系有什么不同。

P12静态特性：被测量x(t)不随时间变化或随时间缓慢变化时，系统的输出y(t)与输入x(t)之间的关系。

动态特性：被测量x(t)随时间的变化而变化时，系统的输出y(t)与输入x(t)之间的关系。

①动态特性和静态特性，原本没有一个严格的界限，若试验系统的响应频率（原为希腊字母）Wc 远大于被测量的变化频率Wb 即Wc ＞＞Wb ，则被测量的动态量相对于试验系统而言，就是一个缓变量，即属于静态测试。

②静态特性的各阶微分等于0，动态特性的各阶微分不等于0十三、测试系统的时间常数τ，相对阻尼系数ξ，系统的固有频率Wn 对测试结果的影响及不利因素①系统的时间常数τ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τ越大，系统的工作频率范围越窄，τ越小系统进入稳态所需时间越短，反之，进入稳态时间越长；②阻尼比ξ直接影响响应的超调量和振荡次数。

当阻尼比ξ=0时，响应的超调量为100%， 系统持续振荡而达不到稳态；当0＜ξ＜1时，随着ξ的增大，响应的超调量和振荡次数逐渐减少，当ξ=0.6~0.8，响应的最大超调量为2.5%~10%，系统达到稳态（动态误差5%~7%）所需的时间最短，约为3~4/ξWn 。

当ξ＞1时，系统退化为两个一阶系统的串联，此时系统虽无超调量（无振荡），但仍需要较长的时间才能达到稳态。

③在ξ=0.6~0.8时，试验系统固有频率Wn 越高。

动态误差小的工作频率范围越宽；反之，Wn 越低，试验系统的工作频率范围越窄，因此要提高试验系统的通频带宽，应提供系统的固有频率Wn 。

系统固有频率Wn 越高，系统的响应约快。

----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------压阻效应：有些半导体材料在受到压力作用后其电阻率会发生变化金属的应变效应：金属丝的电阻变化率dR/r 与纵向应变ε成正比矩？函数：u （t) 1 |t|≤t0 用u(t)去截取动态信号x(t)，就像是打开了一个窗，u （t)称为矩形窗函数0 |t|≥to动态信号外观分为时域分分析法与频域分析法泄露出现在频域分析中，时域分析没有泄露，泄露的原因为窗函数，而窗函数又是动态数据外观不可不用的栅栏效应，动态信号x(t)经离散傅变换后所得到的的频谱x(f)的N 根谱线位置是k f =K/T=K c f /N ，即x(f)仅在基频1/T 的整数集的频率上有数值，那些位离散谱线直接的频谱图形都没有显示，既不能知道其准确数值，若要获得谱线之间基频点上的数值，则只能根据该店相邻谱线数绘吹一个估计值，如此必然会带来误差，由于谱线像一个栅栏，因此将其称为动态喜欢处理的栅栏效应。