车辆工程专业--车辆测试技术复习资料

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半导体应变片优点：灵敏度大，体积小；缺点： 温度稳定性和可重复性不如金属应变片。 压阻式传感器的变换原理是利用某些半导体材 料的压阻效应来实现的。
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23.可变磁阻式电感传感器是建立在电磁感应基 础上，利用线圈自感或互感系数的变化来实 现非电量测量的。此类传感器结构简单，无 机械磨损的影响，灵敏度和分辨力较高。涡 电流式电感传感器的最大特点是非接触测量 且不受油污等介质影响。
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15.线性系统的基本特性： 1) 叠加特性：系统对各输入之和的输出等于各 单个输入的输出之和； 2) 比例特性：常数倍输入所得的输出等于原输 入所得输出的常数倍； 3) 微分特性：系统对原输入信号的微分等于原 输出信号的微分； 4) 积分特性：当初始条件为零时，系统对原输 入信号的积分等于原输出信号的积分； 5) 频率保持特性：若系统的输入为某一频率的 谐波信号，则系统的稳态输出将为同一频率 的谐波信号。
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16.传递函数能描述测试装臵的固有的动态特性， 是代数方程，它包括瞬态、稳态时间响应和频 率响应的全部信息。特点：1) H(s)只表达系统 的传输特性（即动态特性），与输入x(t)及系统 的初始条件无关；2) H(s)不拘泥于系统的物理 结构，不论是机、电、液系统，只要动态特性 相似，就可用同一H(s)描述；3) H(s)反映x(t)、 y(t)量纲变换关系；4) H(s)的分母取决于系统结 构，一般测量装臵属于稳定系统：n > m。
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20.测试A0 e
jt0
即：
A() A0 常数
() t0
——线性关系
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21.传感器定义：传感器是将被测物理量按一定 规律转换成与之对应的另一物理量的转换装臵。 传感器一般由敏感元件及其他辅助元件和电路 组成的整个装臵。 传感器的分类方法有：根据输入物理量分类， 根据工作原理分类，根据输出信号的性质分类， 根据能量转换原理分类。 对传感器的要求：传感器的输出电量与被测非 电量有单值函数关系，并尽可能为线性关系； 具有较高的精确度和灵敏度；良好的稳定性和 动态特性；结构简单、经久耐用；具有一定的 抗振性能和对测量环境有较强的适应性。
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14.静态测量时，测试装臵表现出的响应特性称为静态 响应特性。 1) 重复性：也称精度，表示由在相同测量条件下，重 复测量同一被测量，测量仪器提供相近值的能力。 它表示测量装臵的随机误差接近于零的程度。 2) 灵敏度：当测试装臵的输入x有一增量△x，引起输 出y发生相应变化△y时，定义：S=△y/△x。对于理 想的定常线性系统，灵敏度应当是常数，一般的测 试装臵总不是理想定常线性系统，用拟合直线的斜 率来作为该装臵的灵敏度。灵敏度有量纲，其单位 取决于输入、输出量的单位。 3) 线性度：实际曲线与拟合直线的偏离程度就是线性 度，也称为非线性误差，线性度=B/A×100%。
j ( )
幅频特性：
A P 2 Q 2
相频特性：
Q arctan P
车辆测试技术 19.一阶系统：
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1 H ( s) s 1 1 A( ) 2 1 ()
() arctan( )
12.通常的工程测试问题总是处理输入量x(t)、 装臵（系统）的传输特性h(t)和输出量y(t)三者 之间的关系。 1）辨识：如果x(t)、y(t)可以观察(已知)，则可 推断h(t)。 2）反求：如果h(t)已知，y(t)可测，则可推断 x(t)。 3）预测：如果x(t)和h(t)已知，则可推断和估计 y(t)。
非确定性信号又称为随机信号，可分为平稳随 机信号和非平稳随机信号；平稳随机信号又分 为各态历经信号和非各态历经信号。
车辆测试技术 4.信号的分类二：
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信号按取值特征可分为连续信号和离散信号；
连续信号又分为模拟信号（信号的幅值与独立 变量均连续）和一般连续信号（独立变量连续） 离散信号又分为一般离散信号（独立变量离散） 和数字信号（信号的幅值和独立变量均离散）。
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9.非周期信号可看作是周期T为无穷大的周期信 号，基波谱线及谱线间隔趋近无穷小，离散的 nω0就变为连续的ω，所以信号的频谱是连续的。 10.随机信号的特点： ①不能用精确的数学关系式来描述时间函数； ②不能预测它未来任何时刻的准确值； ③每次观测这种信号，结果都不同。
i 1
n
由n个环节并联组成的系统，有
H s Hi s
i 1
n
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18.频率响应函数指在频率域中，反映一个系统 的正弦输入（或激励）的稳态响应。它是复 数，具有相应的模和相位角。
H j P jQ
H () A e
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22.电阻应变片式传感器可用来测量位移、应变、 力和力矩等物理量。
电阻应变效应——金属电阻丝在外力作用下产 生机械变形时，其电阻率ρ、长度l和截面积A 都将发生相应的变化，从而引起电阻值发生 变化。 金属电阻丝电阻的相对变化量：
dR 1 2 R
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4)回程误差：测试装臵在输入量由小增大和由大 减小的测试过程中，对于同一个输入量所得到的 两个数值不同的输出量之间最大差值为hmax，则 定义回程误差为：(hmax /A)×100%。 5)分辨力：指能引起输出量发生变化时输入量的 最小变化量，表明测试装臵分辨输入量微小变化 的能力。 6)分辨率：指通过测试装臵的输出所观察到的最 小输入变化量。 7)精确度：指测量仪器的指示值和被测量真值的 符合程度。精确度是诸如线性度、温度漂移、回 程误差等一系列因素所导致的不确定度之总和。
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5.信号分类三：
信号按能量功率可分为能量信号和功率信号。
信号在某时间段内的能量就是瞬时功率对时间 的积分。不考虑量纲，直接把信号的平方与其 对时间的积分分别称为信号的功率和能量。
若信号的能量有限，称为能量有限信号，简称 能量信号，如各类瞬变信号。
若能量无限，但在有限区间内满足功率有限的 条件，则称为功率信号，如各种周期信号、常 值信号、阶跃信号。
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11.典型的测试系统基本由三部分构成：
信号的传感部分、信号的调理部分、信号的显 示与存储部分。 当被测量不随时间变化或变化很缓慢时，测试 系统的输出与输入之间的关系称为静态特性； 当被测量随时间变化时，测试系统的输出与输 入之间的关系称为动态特性。
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车辆测试技术 13.1理想的测试装臵应该是：
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①输出和输入成线性关系。即具有单值的、确 定的输入——输出关系。 ②系统为时不变线性系统。
2) 实际的测试装臵：
①只能在较小工作范围内和在一定误差允许范 围内满足线性要求。 ②很多物理系统是时变的。在工程上，常可以 以足够的精确度认为系统中的参数是时不变的 常数。
Y (s) bm s bm1s b1s b0 H ( s) n n 1 X (s) an s an1s a1s a0
m
m1
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17.当一个系统由若干环节组成时，对n个环节 串联组成的系统，有
H s Hi s
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3.测试系统由传感器、中间变换装臵和显示记 录装臵三部分组成。 测试系统与信息、信号之间的关系：
获取信息是测试的目的
信号是信息的载体
测试是得到被测参数信息的技术手段。
车辆测试技术 3.信号的分类一：
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信号按数学关系分为确定性信号和非确定性信 号 确定性信号又分为周期信号和非周期信号；周 期信号包括谐波信号和一般周期信号；非周期 信号包括准周期信号和一般非周期信号。
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ω0：圆频率；
2 0 T0
第n次谐波的幅值：
An a b
2 n
2 n
第n次谐波的初相角：
an n arctan bn
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8.周期信号频谱的特点：①离散性：只在nω0离散值上 取值；②谐波性：每条谱线出现在基波频率ω0的整数 倍的频率上，是诸分量频率的公约数，相邻谱线间隔 为Δω；③收敛性：谱线高度表示该谐波的幅值或相位 角，幅值谱具收敛性，常见的周期信号幅值总的趋势 是随谐波次数的增高而减小。在频谱分析中可忽略次 数过高的谐波分量。注意：几个简谐信号的叠加不一 定是周期信号，也就是具有离散频谱的信号不一定是 周期信号。只有各简谐成分的频率比是有理数，他们 能在某个时间间隔后周而复始，合成后才是周期信号。 准周期信号就是由几个简谐信号叠加形成，具有离散 频谱，但频率比不是有理数，合成后不是周期信号。
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1.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。 测量是以被测对象属性量值为目的的全部操作；
计量是为了实现测量单位统一和量值准确性的一 种科学方法；
测试技术是测量技术与试验技术的综合。 工程测试就是信号的获取、加工、处理、显示记 录及分析的工程。
常值分量： 余弦分量的幅值：
2 T /2 a0 x t dt T T / 2