汽車測(cè)試技術(shù)和數(shù)據(jù)處理課程筆記

汽車測(cè)試與數(shù)據(jù)處理課程筆記TOC\o"1-3"\h\u165941.汽車實(shí)驗(yàn)學(xué)： 3111172.乘坐品質(zhì)關(guān)鍵參數(shù) 3272322.乘坐舒適性評(píng)價(jià) 3125923.汽車試驗(yàn)的分類 5312564.汽車試驗(yàn)分類與方法 5307074.主觀評(píng)價(jià)與客觀評(píng)價(jià)比較 58855.測(cè)試系統(tǒng)的概念 6133435.測(cè)試系統(tǒng)的基本構(gòu)成 633886.傳感器的分類 669237.傳感器的靜態(tài)特性 666128.靜態(tài)測(cè)量特性參數(shù) 6286709.系統(tǒng)分析中的三類問題 789259.測(cè)量的任務(wù) 7320010.測(cè)量與測(cè)試 73017811.精確度指標(biāo)有三個(gè) 71397312.動(dòng)態(tài)測(cè)量 7269913.傳遞函數(shù)的特點(diǎn) 7586514.時(shí)間常數(shù)與工作頻率和系統(tǒng)失真的關(guān)系 71478315.傳感器動(dòng)態(tài)響應(yīng) 7467716.不失真測(cè)量 72962117.數(shù)據(jù)采集（測(cè)試）系統(tǒng)參數(shù) 72884518.信號(hào)干擾 8380019.應(yīng)變測(cè)量及方法 81902120.應(yīng)變測(cè)試技術(shù)分類 8575921.應(yīng)變片測(cè)量方法的優(yōu)點(diǎn) 81354522.應(yīng)變片測(cè)量方法的缺點(diǎn) 8527323.電阻應(yīng)變效應(yīng)和構(gòu)造 81457224.電阻應(yīng)變片的主要性能指標(biāo) 92591825.應(yīng)變測(cè)量電路 101077926.應(yīng)變測(cè)量組橋方式 123199528.溫度補(bǔ)償 122538129.測(cè)量電路的組橋原則 12274130.電阻應(yīng)變片的標(biāo)定 142522331.電阻應(yīng)變片的分類 14652432.電阻應(yīng)變片的選擇 143163033.應(yīng)變片的粘貼 141484034.動(dòng)態(tài)應(yīng)變測(cè)量中的干擾與防干擾措施 15935135抑制干擾的措施 151443636壓電效應(yīng)、加速度測(cè)量、壓電晶體的特點(diǎn) 151924437.三種壓電效應(yīng)和形式 16927338.前置放大器 161834439.電荷放大器 16864940.兩種測(cè)量鏈低阻抗測(cè)量高阻抗測(cè)量 16551841.壓電式-壓阻式電容式原理和特點(diǎn) 17139742.傳感器的靈敏度，量程和頻率范圍的選擇加速度計(jì)的選擇準(zhǔn)則 18795043.實(shí)際測(cè)量時(shí)應(yīng)考慮的幾個(gè)問題 183008943.傳感器的安裝方式對(duì)測(cè)量的影響 191093544.加速度計(jì)的頻率下限 191485045.如何消除測(cè)量噪聲 191371446.信號(hào)的概念和分類與性質(zhì) 19410547.數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的基本組成：傳感器-模擬信號(hào)調(diào)理-數(shù)據(jù)采集電路-微機(jī)系統(tǒng) 201792848.何謂模擬信號(hào)和何謂數(shù)字量 20382949.何謂數(shù)據(jù)采集 20303850.數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的組成 20122551.(A/D)模數(shù)轉(zhuǎn)換器作用和技術(shù)指標(biāo) 20998852.數(shù)模轉(zhuǎn)換器的作用與相關(guān)設(shè)備作用 20556153.數(shù)字信號(hào)處理器(DSP) 211217354.采樣定理與頻率混淆 212303155.海森伯格測(cè)不準(zhǔn)原理 212821856.數(shù)采系統(tǒng)的典型工作方式 211775757.D/A轉(zhuǎn)換過程和原理與主要技術(shù)指標(biāo) 222274758.數(shù)字信號(hào)處理的主要研究?jī)?nèi)容 23553059.測(cè)試信號(hào)數(shù)字化處理的基本步驟 232966760.信號(hào)的截?cái)唷⒛芰啃孤?、信?hào)的幅值域分析 232787961.平順性研究目的 23459162.汽車性能試驗(yàn) 242105662.汽車整車性能測(cè)試 261416963.車輛穩(wěn)定性 272568564.舒適性 271311065.平順性和耐久性 272816366.平順性-加速度考慮因素319967.頭枕震動(dòng) 271352568.信號(hào)的幅值域分析 27796869.倍標(biāo)準(zhǔn)誤差（3q）準(zhǔn)則 271082570.格拉布斯準(zhǔn)則 27380571.平穩(wěn)隨機(jī)過程和非平穩(wěn)隨機(jī)過程 272519072.信號(hào)的截?cái)?，能量泄?272705173.信號(hào)分析的三個(gè)域 273204674.傅里葉變換意義 283119675.數(shù)字采集系統(tǒng)基本內(nèi)容（DSA） 28118476.傅立葉變換的四種情況： 28汽車實(shí)驗(yàn)學(xué)：汽車試驗(yàn)學(xué)是一門以車輛整車、總成或零部件為研究對(duì)象，以數(shù)學(xué)、力學(xué)、材料學(xué)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)字信號(hào)處理等多學(xué)科知識(shí)為理論基礎(chǔ)，以現(xiàn)代檢測(cè)技術(shù)為手段的跨學(xué)科、跨專業(yè)的綜合性學(xué)科。乘坐品質(zhì)關(guān)鍵參數(shù)：穩(wěn)定性：穩(wěn)定使駕駛員更有信心；無論如何，車輛都必須完全在駕駛員的控制下；懸架系統(tǒng)的性能是操縱穩(wěn)定性的決定性因素；不穩(wěn)定性表現(xiàn)為駕駛員無法保持方向控制，回形滑行，側(cè)翻，或這些狀態(tài)的組合，輪胎和重心是關(guān)鍵參數(shù)。舒適性：舒適的乘坐性能表現(xiàn)為起伏和振動(dòng)最小，此時(shí)振動(dòng)粗糙度底，側(cè)傾和俯仰角都控制在可接受的范圍內(nèi)。精密度：駕駛員提供的輸入被精確的傳遞至控制部件，包括轉(zhuǎn)向，操縱，剎車和加速。靈敏度：對(duì)駕駛員的輸入作出快速反應(yīng)；車輛提供高水平的響應(yīng)性能；駕駛有趣的。乘員對(duì)不同類型車輛的期望不同；各參數(shù)之間相互關(guān)聯(lián)；有效的平順性設(shè)計(jì)和評(píng)價(jià)需要將消費(fèi)者的期望和可度量設(shè)計(jì)參數(shù)聯(lián)系聯(lián)系起來考慮；在車輛的內(nèi)部和外部同時(shí)安裝加速度傳感器能夠評(píng)估車輛的動(dòng)態(tài)參數(shù)；加速度均方根值經(jīng)驗(yàn)值的大小和持續(xù)時(shí)間；平順性是主觀的，是制造商開發(fā)出了一些列設(shè)計(jì)參數(shù)，公式，加權(quán)函數(shù)等等；影響平順性的主要部件有：輪胎懸架，座椅和路面條件。2.乘坐舒適性評(píng)價(jià)2.1連續(xù)激勵(lì)(ContinuousEvents):路面分為Smoothroad和RoughRoad。SmoothRoad：非常平滑的路面、微量路面激勵(lì)、少量連續(xù)或不連續(xù)激勵(lì)的路面。RoughRoad:有波長(zhǎng)不等的凸起路面，起伏和Dips路面。評(píng)價(jià):由于路面不平引起的車輛低頻振動(dòng)，判斷你感受到的車體垂直振動(dòng)、俯仰量，是否有車輛間斷漂浮的感覺，是否有車體加速度的迅速改變，是否感受到由于車體側(cè)傾造成頭部橫向顛簸不舒服的感覺。振動(dòng)由各種不平路面激勵(lì)引起，駕駛員和乘客可從座墊、靠背、方向盤、地板、變速桿等判斷路面激勵(lì)造成的持續(xù)和不規(guī)則的車體俯仰及垂向運(yùn)動(dòng)，如車輛好象是在直接Copy不平路面，或感覺到像是與車輪一起跳動(dòng)，或路面沖擊使駕駛員臀部在座椅上跳動(dòng)。考察車體、副車架、懸架、動(dòng)力總成和座椅的振動(dòng)諧波，考察方向盤和轉(zhuǎn)向柱的振動(dòng)諧波。是否感覺到車輛在傳遞路面沖擊給乘客。2.2間斷激勵(lì)(DiscreteEvents):間斷激勵(lì)是指每次路面沖擊的產(chǎn)生間隔足夠長(zhǎng)的距離，這樣在下次沖擊來之前，車輛的振動(dòng)已充分衰減，如路面凸塊、鐵路交叉口、斜坡、路面凹坑、路面連接處、減速帶等。間斷激勵(lì)造成汽車以下振動(dòng)：

一階振動(dòng)(Primary/Bump):當(dāng)汽車通過Bump或Dips路面時(shí)車體的剛體振動(dòng)響應(yīng)。是否Bump造成乘客加速度的突然改變，是否清晰地感受到或聽到撞擊懸架限位塊引起的沖擊或聲音。

沖擊(impacts):考察車輛隔離路面?zhèn)€別劇烈沖擊的能力。車輛是否有強(qiáng)烈的振動(dòng)或劇烈的路面沖擊能否被車輛平滑地吸收，是否有伴隨沖擊的噪音產(chǎn)生，沖擊是否使車體上下運(yùn)動(dòng)速度迅速改變，考察沖擊發(fā)生后振動(dòng)衰減的幅度。2.3泊車/操縱性(Parking/Maneuvering)Parking/Maneuvering:是指在停車場(chǎng)或路邊停車時(shí)汽車以非常低的速度行駛和泊車的性能。

轉(zhuǎn)向力(Efforts)：考察車輛靜止時(shí)轉(zhuǎn)向力，車輛以非常低的速度轉(zhuǎn)彎轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤時(shí)，是否有轉(zhuǎn)向力的波動(dòng)，即轉(zhuǎn)向力是否均勻。2.4回正性(Returnability):評(píng)價(jià)車輛以非常低的速度前進(jìn)或倒車行駛時(shí)方向盤自動(dòng)回到直線行駛的狀態(tài)?？疾旆较虮P回正是否平滑、一致、穩(wěn)定，自動(dòng)回正后方向盤位置接近直線行駛狀態(tài)的程度，自動(dòng)回正的速度，回到直線行駛狀態(tài)是否需要駕駛員輔助。2.5操控性(Maneuverability):評(píng)價(jià)在行駛空間狹小時(shí)車輛的操縱性。在泊車時(shí)考察方向盤轉(zhuǎn)動(dòng)的角度大小，是否感覺到車輛受狹窄道路、轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)角及車體外伸部分(轉(zhuǎn)向半徑)的限制。2.6直線行駛可控性(StraightAheadManeuverability):直線行駛可控性是指方向盤在直線行駛附近時(shí)汽車的轉(zhuǎn)向特性，在該位置時(shí)駕駛員是否可以精確、自信地進(jìn)行轉(zhuǎn)向控制；該特性反映了駕駛員為保持汽車直線行駛進(jìn)行方向修正時(shí)，汽車的響應(yīng)和轉(zhuǎn)向力矩反饋的大小。2.7響應(yīng)(response):圍繞汽車直線行駛位置，即少量轉(zhuǎn)向輸入時(shí)，汽車的響應(yīng)品質(zhì)。考察少量轉(zhuǎn)向輸入時(shí)汽車的響應(yīng)量，要在不同的速度下評(píng)價(jià)；是否有響應(yīng)量很小或沒有的方向盤角度范圍(Window/Steeringangledeadband)，在該轉(zhuǎn)向盤角度范圍內(nèi)及范圍之外，二者轉(zhuǎn)向響應(yīng)量有什么不同；最后要考察左右轉(zhuǎn)向響應(yīng)的對(duì)稱性。2.8中心感和力矩反饋(CenterFeel/TorqueFeedback):在直線行駛位置附近轉(zhuǎn)向力矩反饋。隨著轉(zhuǎn)向力的增加，是否有一個(gè)明顯的中心點(diǎn)，即使有少量的偏差，或是否有轉(zhuǎn)向感很差轉(zhuǎn)向角范圍。考察轉(zhuǎn)向力矩隨小轉(zhuǎn)向角變化而改變的程度，這種感覺是弱還是強(qiáng)，轉(zhuǎn)向力矩的增大是線性、不連續(xù)的或粘滯的；是否有摩擦阻力感；是否有轉(zhuǎn)向盤剛性地連接到轉(zhuǎn)向輪的感覺，或者是柔性地連接到轉(zhuǎn)向輪上的感覺(Compliancefeel)。2.9轉(zhuǎn)向力(Efforts):在不同的車速下評(píng)價(jià)。在小的轉(zhuǎn)向修正(直線行駛)時(shí)轉(zhuǎn)向力是否合適，是輕還是重。2.10轉(zhuǎn)向精確度(Modulation/Precision):考察轉(zhuǎn)向盤力矩、轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角與車輛響應(yīng)的聯(lián)系(直線行駛，小方向盤轉(zhuǎn)角輸入)。在中心附近，轉(zhuǎn)向力矩與車輛響應(yīng)是否匹配，是否有缺乏與車輛及路面關(guān)系的轉(zhuǎn)向感覺，是否有轉(zhuǎn)向修正的精確感。2.11轉(zhuǎn)向可控性(CorneringControllability):轉(zhuǎn)向可控性是指轉(zhuǎn)向時(shí)的轉(zhuǎn)向特性，以及這些特性如何使駕駛員精確、自信地控制汽車，轉(zhuǎn)向特性包括轉(zhuǎn)彎時(shí)車輛響應(yīng)、力矩反饋，使車輛既進(jìn)入彎道又使車輛按預(yù)定線路行駛的轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角調(diào)整，也包括車輛出彎道時(shí)的自動(dòng)回正特性。2.12響應(yīng)(Response):在各種轉(zhuǎn)彎情況下車輛關(guān)于轉(zhuǎn)向盤輸入的響應(yīng)品質(zhì)。考慮車輛對(duì)轉(zhuǎn)向輸入的響應(yīng)量，特別是在彎道行駛階段，是否有明顯的轉(zhuǎn)向滯后現(xiàn)象，轉(zhuǎn)向盤輸入和車輛響應(yīng)是否成比例或有可預(yù)見性。2.13力矩/反饋感(Torque/FeedbackFeel):轉(zhuǎn)彎時(shí)來自轉(zhuǎn)向盤的力矩反饋特性和感覺。當(dāng)轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角增大或減小時(shí)，是否有明顯的或明確的轉(zhuǎn)向盤力矩增加或減小；在整個(gè)轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角操作范圍內(nèi)，轉(zhuǎn)向盤力矩是否連續(xù)或與方向盤轉(zhuǎn)角成比例；當(dāng)少量調(diào)整方向盤轉(zhuǎn)角時(shí)，是否有轉(zhuǎn)向盤力矩階躍改變的感覺(轉(zhuǎn)向力矩滯后感)；轉(zhuǎn)向是否有路感，是否有僵硬和直接或柔性和順從感(Compliancefeel)。2.14轉(zhuǎn)向力(Efforts):不同車速下的轉(zhuǎn)向力。轉(zhuǎn)彎時(shí)的轉(zhuǎn)向力和把持力是否合理，是輕還是重。2.15回正性(Returnability):從不同轉(zhuǎn)彎狀態(tài)恢復(fù)到直線行駛狀態(tài)的能力?；卣\(yùn)動(dòng)是否平滑、一致和穩(wěn)定；自動(dòng)回到直線行駛狀態(tài)的程度；自動(dòng)回正的穩(wěn)定性，超調(diào)量和振蕩次數(shù)(衰減特性)。2.16轉(zhuǎn)向精確度(Modulation/Precision):考察轉(zhuǎn)彎時(shí)轉(zhuǎn)向盤力矩、轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角與車輛響應(yīng)的聯(lián)系(直線行駛，小方向盤轉(zhuǎn)角輸入)。車輛響應(yīng)對(duì)轉(zhuǎn)向盤輸入是否直接和精確；在整個(gè)轉(zhuǎn)向操作范圍內(nèi)轉(zhuǎn)向盤力矩反饋與車輛響應(yīng)是否匹配；是否有轉(zhuǎn)向修正的精確感。2.17轉(zhuǎn)向擾動(dòng)(SteeringDisturbance)轉(zhuǎn)向擾動(dòng)是指由其它原因(駕駛員輸入除外)導(dǎo)致的不希望的轉(zhuǎn)向響應(yīng)或反饋。2.18力矩轉(zhuǎn)向(TorqueSteer)發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)閉或打開時(shí)車輛的偏離行駛路線。驅(qū)動(dòng)力矩改變或換檔時(shí)，汽車直線行駛的穩(wěn)定性。2.19跑偏(Pull)在平滑路面上行駛時(shí)汽車是否總是跑向一邊；踩下離合器、不制動(dòng)、方向盤自由時(shí)，考察車輛側(cè)身漂移量(Hand-offdrift)，評(píng)價(jià)維持汽車直線行駛的方向盤力矩(Correctionefforts)。2.10冕狀路面敏感性(CrownSensitivity)車輛對(duì)冠狀路面的反應(yīng)偏離行駛路線是否顯著Braking,Handing,PTNVH,WindNVH,RoadNVH,Performance,Drivability3.汽車試驗(yàn)的分類從大類上分，汽車試驗(yàn)主要分為：3.1定型試驗(yàn):是在汽車或其主要部件正式投入生產(chǎn)前進(jìn)行，借以考核汽車或部件的性能，效率，可靠性，耐久性，適應(yīng)性，以保證產(chǎn)品符合使用要求。3.2檢查性實(shí)驗(yàn):此試驗(yàn)的目的是汽車生產(chǎn)過程中借以抽查產(chǎn)品，以考核生產(chǎn)質(zhì)量。從每批一定數(shù)量的產(chǎn)品中，或每年，或每半年抽幾輛整車按照規(guī)定的程序進(jìn)行檢查性實(shí)驗(yàn)，以便發(fā)現(xiàn)工藝上或材料上的問題并及時(shí)改正。3.3發(fā)展與研究性實(shí)驗(yàn):是針對(duì)新型汽車包括新結(jié)構(gòu)、新材料和新理論的開發(fā)研究、設(shè)計(jì)進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)。汽車試驗(yàn)分類與方法:分類：定型試驗(yàn)：是在汽車或其主要部件正式投入生產(chǎn)前進(jìn)行，借以考核汽車或部件的性能、效率、可靠性、耐久性和適應(yīng)性，以保證產(chǎn)品符合使用要求。檢查性試驗(yàn)：此實(shí)驗(yàn)的目的是在汽車生產(chǎn)過程中借以抽查產(chǎn)品，以考核生產(chǎn)質(zhì)量，從每批一定數(shù)量的產(chǎn)品中，或每年、或每半年抽查幾輛整車按照規(guī)定的程序進(jìn)行檢查性試驗(yàn)，以便發(fā)現(xiàn)工藝上或材料上的問題并及時(shí)修正。發(fā)展與研究性試驗(yàn)：是針對(duì)新型汽車包括新結(jié)構(gòu)、新材料和新理論的開發(fā)研究，設(shè)計(jì)進(jìn)行的試驗(yàn)。方法：道路試驗(yàn)和適應(yīng)性試驗(yàn)：在汽車上裝設(shè)測(cè)試儀表和施加模擬載荷，按照實(shí)際使用條件行駛至規(guī)定的里程。對(duì)個(gè)各種路面的里程規(guī)定有一定的比例，對(duì)炎熱、寒冷和高原等地區(qū)的試驗(yàn)時(shí)間也有一定的規(guī)定。這種方法是早期的汽車試驗(yàn)方法，因能反映用其他試驗(yàn)方法所不能發(fā)現(xiàn)的真實(shí)情況，仍在繼續(xù)應(yīng)用。試驗(yàn)場(chǎng)試驗(yàn)：汽車試驗(yàn)場(chǎng)是試驗(yàn)汽車的專用場(chǎng)地，在場(chǎng)中有測(cè)定車速、加速性、制動(dòng)距離和燃料消耗量等的平直實(shí)驗(yàn)路；進(jìn)行平順性、可靠性和耐久性試驗(yàn)的高速環(huán)形路、石塊路、搓板路和其他典型路段：坡道、彎道、塵灰室、淹水池、淋水室和試驗(yàn)涉水性能的水池以及試驗(yàn)轉(zhuǎn)向特性用的圓形場(chǎng)地或?qū)Ｓ脧V場(chǎng)等。在專用試驗(yàn)場(chǎng)中試驗(yàn)汽車易于保證安全，試驗(yàn)的項(xiàng)目較多，范圍較廣，實(shí)驗(yàn)條件易于模擬和控制，試驗(yàn)結(jié)果的再現(xiàn)性和可比較性好，車輛的保養(yǎng)維護(hù)和必要的修理以及試驗(yàn)人員休息都有較好的條件，還可以用加大載荷和專門設(shè)計(jì)的壞路面以進(jìn)行“強(qiáng)化試驗(yàn)”，使汽車的零部件加速損壞，以縮短試驗(yàn)周期。因此試驗(yàn)場(chǎng)試驗(yàn)是現(xiàn)代汽車試驗(yàn)的主要方法。試驗(yàn)臺(tái)實(shí)驗(yàn)：4.主觀評(píng)價(jià)與客觀評(píng)價(jià)比較主觀評(píng)價(jià)：外形，操縱，乘坐。是由試驗(yàn)人員根據(jù)自己的感覺來對(duì)車輛性能進(jìn)行評(píng)價(jià)，其特點(diǎn)是：不需要試驗(yàn)儀器；可以立刻給出結(jié)果；不同的人對(duì)同一實(shí)驗(yàn)得出不同的結(jié)果，甚至可能是完全相反的結(jié)果。客觀評(píng)價(jià)：標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)驗(yàn)，試驗(yàn)。使用有關(guān)的儀器對(duì)車輛性能參數(shù)進(jìn)行測(cè)試使用特理量對(duì)車輛性能進(jìn)行評(píng)價(jià)，其特點(diǎn)是：與試驗(yàn)人員無關(guān)；試驗(yàn)結(jié)果重復(fù)性和一致性好；長(zhǎng)時(shí)間后仍可對(duì)車輛性能進(jìn)行比較；試驗(yàn)結(jié)果可用于校核仿真結(jié)果。試驗(yàn)：為了查看某事物的結(jié)果或某物的性能而從事某種活動(dòng)。實(shí)驗(yàn)：為了檢驗(yàn)?zāi)撤N科學(xué)理論或假設(shè)而進(jìn)行某種操作或從事某種活動(dòng)。測(cè)試系統(tǒng)的概念測(cè)試系統(tǒng)是通過某種技術(shù)手段，從被測(cè)對(duì)象的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)中提取所需的信息。這個(gè)信息從物理量的角度講，是以某種信號(hào)的形式反映出來的。在工程實(shí)際中，測(cè)試系統(tǒng)包括信號(hào)的獲取、加工、處理、顯示、反饋、計(jì)算等，因此測(cè)試系統(tǒng)對(duì)被測(cè)參量測(cè)試的整個(gè)過程都是信號(hào)的流程。5.測(cè)試系統(tǒng)的基本構(gòu)成測(cè)試技術(shù)，是實(shí)驗(yàn)科學(xué)的一部分，主要研究各種物理量的測(cè)量原理和測(cè)量信號(hào)分析處理方法。測(cè)試技術(shù)是進(jìn)行各學(xué)科實(shí)驗(yàn)研究和生產(chǎn)過程參數(shù)測(cè)量必不可少的手段，起著人的感官的作用。測(cè)試系統(tǒng)是執(zhí)行測(cè)試任務(wù)的傳感器、儀器和設(shè)備的總稱。一般來說，測(cè)試系統(tǒng)由傳感器、中間變換裝置和顯示記錄裝置三部分組成。傳感器（測(cè)試前端）：將被測(cè)物理量（如噪聲，溫度）檢出并轉(zhuǎn)換成電量。中間變換裝置（二次儀表）：對(duì)接收到的電信號(hào)用硬件電路進(jìn)行分析處理或經(jīng)A/D變換后用軟件進(jìn)行信號(hào)分析。顯示記錄裝置（數(shù)據(jù)分析與存儲(chǔ)）：將測(cè)量結(jié)果顯示，提供給觀察者或其它自動(dòng)控制裝置6.傳感器的分類傳感器定義：能感受（或者響應(yīng)）規(guī)定的被測(cè)量，并按照一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號(hào)的器件或裝置，通常由敏感原件和轉(zhuǎn)換原件組成。6.1按被測(cè)物理量分：如：力，壓力，位移溫度，角度傳感器等6.2按測(cè)量原理分類：可分為電阻、電容、電感、電壓、霍爾、光電、光柵、熱電偶等傳感器。（這種分類方法便于從原理上認(rèn)識(shí)輸入與輸出之間的變換關(guān)系，有利于專業(yè)人員根據(jù)試驗(yàn)任務(wù)和測(cè)量系統(tǒng)選擇合適的傳感器）6.3按信號(hào)變換特征分類：結(jié)構(gòu)型：指通過傳感器結(jié)構(gòu)參量的變化實(shí)現(xiàn)信號(hào)變換的傳感器。如電容式傳感器就是根據(jù)極板間距離和位置的變化引起電容量的改變這一特征而制作的。物理型：指利用敏感元件材料本身物理屬性的變化來實(shí)現(xiàn)信號(hào)變化的傳感器。如壓電式傳感器就是利用壓電材料的壓電效應(yīng)來實(shí)現(xiàn)力、加速度等物理量測(cè)量的?？煞譃椋狠敵鰹殚_關(guān)量（“１”和"０”或“開”和“關(guān)”）的開關(guān)型傳感器；輸出為模擬型傳感器；輸出為脈沖或代碼的數(shù)字型傳感器。7.傳感器的靜態(tài)特性傳感器在靜態(tài)下的輸出－輸入關(guān)系稱為靜態(tài)特性。靜態(tài)測(cè)量特性參數(shù)：是指在測(cè)量過程中被測(cè)量的量值不隨時(shí)間變化，保持恒定時(shí)的測(cè)量。指標(biāo)：線性度、引用誤差、測(cè)量范圍與量程：傳感器所能測(cè)量的最大被測(cè)量的數(shù)值，稱為測(cè)量上限。靈敏度：輸出量變化除以輸入量變化遲滯：遲滯是表明傳感器輸出一輸入特性曲線在正行程時(shí)與反行程時(shí)的輸出量不重合的程度。重復(fù)性：重復(fù)性表示傳感器在按輸入量同一方向作全量程多次測(cè)試時(shí)所得特性曲線不一致性程度。漂移：測(cè)試系統(tǒng)在輸入量不變時(shí)，其輸出發(fā)生變化的現(xiàn)象稱為漂移。9.系統(tǒng)分析中的三類問題：1)當(dāng)輸入、輸出是可測(cè)量的(已知)，可以通過它們推斷系統(tǒng)的傳輸特性。(系統(tǒng)辨識(shí))當(dāng)系統(tǒng)特性已知，輸出可測(cè)量，可以通過它們推斷導(dǎo)致該輸出的輸入量。(測(cè)量)如果輸入和系統(tǒng)特性已知，則可以推斷和估計(jì)系統(tǒng)的輸出量。(預(yù)測(cè))測(cè)量的任務(wù)：測(cè)量是通過測(cè)和量對(duì)研究對(duì)象的輸入量，系統(tǒng)傳遞特性和輸出量三者之間的關(guān)系進(jìn)行研究。已知系統(tǒng)傳遞特性（傳遞函數(shù)）和輸出量之間的測(cè)量分析，得出輸入信號(hào)-動(dòng)載荷識(shí)別；如果輸入信號(hào)和輸出信號(hào)已知（測(cè)量得出），求取系統(tǒng)（結(jié)構(gòu)）的傳遞特性-系統(tǒng)辨識(shí)；已知輸入和系統(tǒng)的傳遞特性，分析推斷輸出信號(hào)-響應(yīng)分析。測(cè)量與測(cè)試：國家標(biāo)準(zhǔn)的定義是：測(cè)量是指以確定被測(cè)對(duì)象屬性和量值為目地的全部操作。字典測(cè)量：用儀器確定空間、時(shí)間、溫度、速度、功能等等有關(guān)數(shù)值。字典測(cè)試：對(duì)機(jī)械、儀器和電器等的性能和精度進(jìn)行測(cè)量11.精確度指標(biāo)有三個(gè)：精密度、準(zhǔn)確度和精確度精密度δ:它說明測(cè)量結(jié)果的分散性。即對(duì)某一穩(wěn)定的對(duì)象(被測(cè)量)由同一測(cè)量者用同一傳感器和測(cè)量?jī)x表在相當(dāng)短的時(shí)間內(nèi)連續(xù)重復(fù)測(cè)量多次(等精度測(cè)量)，其測(cè)量結(jié)果的分散程度。δ越小則說明測(cè)量越精密(對(duì)應(yīng)隨機(jī)誤差)。準(zhǔn)確度ε:它說明測(cè)量結(jié)果偏離真值大小的程度，即示值有規(guī)則偏離真值的程度。指所測(cè)值與真值的符合程度(對(duì)應(yīng)系統(tǒng)誤差)。精確度τ:它含有精密度與正確度兩者之和的意思，即測(cè)量的綜合優(yōu)良程度。在最簡(jiǎn)單的場(chǎng)合下可取兩者的代數(shù)和，即τ=δ+ε。通常精確度是以測(cè)量誤差的相對(duì)值來表示的。12.動(dòng)態(tài)測(cè)量：測(cè)量過程中被測(cè)量隨時(shí)間變化，而測(cè)量系統(tǒng)又能準(zhǔn)確地跟隨被測(cè)量的變化，并將其采集、記錄下來的過程.基本指標(biāo)與靜態(tài)相同，特殊的需要考慮,跟隨性:反應(yīng)速度。準(zhǔn)確性:失真度13.傳遞函數(shù)的特點(diǎn)：它是由適合任何線性系統(tǒng)的微分方程所得到的，因此它適合于各類系統(tǒng)，如：電系統(tǒng)、機(jī)械系統(tǒng)及機(jī)、電混合系統(tǒng)等。14.時(shí)間常數(shù)與工作頻率和系統(tǒng)失真的關(guān)系：若系統(tǒng)的時(shí)間常數(shù)越小，在系統(tǒng)失真很小情況下的圓頻率可以增大，即工作頻率范圍越寬；反之，越大，系統(tǒng)的工作頻率范圍越窄。15.傳感器動(dòng)態(tài)響應(yīng)：當(dāng)傳感器的輸入信號(hào)是隨時(shí)間變化的動(dòng)態(tài)信號(hào)時(shí)，傳感器應(yīng)能時(shí)刻精確地跟蹤輸入信號(hào)，按照輸入信號(hào)的變化規(guī)律輸出信號(hào)。當(dāng)傳感器輸入信號(hào)變化時(shí)，傳感器的輸出信號(hào)也將隨時(shí)間變化，這個(gè)過程稱為傳感器的動(dòng)態(tài)響應(yīng)。傳感器的動(dòng)態(tài)特性與其輸入信號(hào)的變化形式密切相關(guān)，在研究傳感器動(dòng)態(tài)特性時(shí)，通常是根據(jù)不同輸入信號(hào)的變化規(guī)律來考察傳感器響應(yīng)的。實(shí)際應(yīng)用中主要采用階躍信號(hào)和正弦信號(hào)作為傳感器的輸入信號(hào)來考察傳感器的動(dòng)態(tài)特性。16.不失真測(cè)量：不失真測(cè)試系統(tǒng)條件的幅頻特性和相頻特性應(yīng)分別滿足：A(ω)=A0=常數(shù)φ(ω)=--t0ω?cái)?shù)據(jù)采集（測(cè)試）系統(tǒng)參數(shù)基本參數(shù)指標(biāo)：量程指標(biāo)：量程范圍、過載能力等靈敏度指標(biāo)：靈敏度、滿量程輸出、分辨力、輸入輸出阻抗等精度方面的指標(biāo)：精度(誤差)、重復(fù)性、線性、回差、靈敏度誤差、閾值、穩(wěn)定性、漂移、靜態(tài)總誤差等動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)：固有頻率、阻尼系數(shù)、頻響范圍、頻率特性、時(shí)間常數(shù)、上升時(shí)間、響應(yīng)時(shí)間、過沖量、衰減率、穩(wěn)態(tài)誤差、臨界速度、臨界頻率等環(huán)境參數(shù)指標(biāo)：溫度指標(biāo)：工作溫度范圍、溫度誤差、溫度漂移、靈敏度溫度系數(shù)、熱滯后等抗沖振指標(biāo)：各向沖振容許頻率、振幅值、加速度、沖振引起的誤差等其他環(huán)境參數(shù)：抗潮濕、抗介質(zhì)腐蝕、抗電磁場(chǎng)干擾能力等可靠性指標(biāo)：工作壽命、平均無故障時(shí)間、保險(xiǎn)期、疲勞性能、絕緣電阻、耐壓、反抗飛弧性能等其他指標(biāo)：使用方面：供電方式(直流、交流、頻率、波形等)、電壓幅度與穩(wěn)定度、功耗、各項(xiàng)分布參數(shù)等結(jié)構(gòu)方面：外形尺寸、重量、外殼、材質(zhì)、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)等安裝連接方面：安裝方式、饋線、電纜等信號(hào)干擾：測(cè)量過程中，除待測(cè)量信號(hào)外，各種不可見的、隨機(jī)的信號(hào)可能出現(xiàn)在測(cè)量系統(tǒng)中。這些信號(hào)與有用信號(hào)疊加在一起，嚴(yán)重扭曲測(cè)量結(jié)果。電磁干擾:干擾以電磁波輻射方式經(jīng)空間串入測(cè)量系統(tǒng)。

信道干擾：信號(hào)在傳輸過程中，通道中各元件產(chǎn)生的噪聲或非線性畸變所造成的干擾。

電源干擾：這是由于供電電源波動(dòng)對(duì)測(cè)量電路引起的干擾。

一般說來，良好的屏蔽及正確的接地可去除大部分的電磁波干擾。使用交流穩(wěn)壓器、隔離穩(wěn)壓器可減小供電電源波動(dòng)的影響。信道干擾是測(cè)量裝置內(nèi)部的干擾，可以在設(shè)計(jì)時(shí)選用低噪聲的元器件，印刷電路板設(shè)計(jì)時(shí)元件合理排放等方式來增強(qiáng)信道的抗干擾性。應(yīng)變測(cè)量及方法：采用應(yīng)變片測(cè)量結(jié)構(gòu)的靜、動(dòng)應(yīng)力/應(yīng)變是目前工程實(shí)際中普遍采用的有效方法。應(yīng)變片測(cè)量的基本原理是基于這樣一個(gè)物理準(zhǔn)則：構(gòu)成應(yīng)變片的金屬絲的電阻變化正比于其長(zhǎng)度和橫截面積的變化。換句話說，當(dāng)應(yīng)變片承受外力作用時(shí)，其電阻值將正比于金屬絲的物理變化。ε=dL/Lε=20002000*10-6*100%=0.2%，說明試件伸長(zhǎng)了0.2%。電阻應(yīng)變測(cè)量技術(shù)是用電阻應(yīng)變片測(cè)量構(gòu)件的表面應(yīng)變，再根據(jù)應(yīng)力—應(yīng)變關(guān)系確定構(gòu)件表面應(yīng)力狀態(tài)的一種實(shí)驗(yàn)應(yīng)力分析方法。電阻應(yīng)變片測(cè)量應(yīng)變的流程20.應(yīng)變測(cè)試技術(shù)分類靜態(tài)測(cè)量：恒定的載荷或短時(shí)穩(wěn)定的載荷測(cè)量2）動(dòng)態(tài)測(cè)量：對(duì)載荷在2-1200Hz范圍內(nèi)變化的測(cè)量。21.應(yīng)變片測(cè)量方法的優(yōu)點(diǎn)測(cè)量靈敏度和精度高，測(cè)量范圍廣，頻率響應(yīng)好，應(yīng)變片尺寸小，重量輕，測(cè)量過程中輸出電信號(hào)，可制成各種傳感器，可在各種復(fù)雜環(huán)境下測(cè)量。22.應(yīng)變片測(cè)量方法的缺點(diǎn)（1）只能測(cè)量構(gòu)件的表面應(yīng)變，而不能測(cè)構(gòu)件的內(nèi)部應(yīng)變。（2）一個(gè)應(yīng)變片只能測(cè)構(gòu)件表面一個(gè)點(diǎn)沿某個(gè)方向的應(yīng)變，而不能進(jìn)行全域性測(cè)量。23.電阻應(yīng)變效應(yīng)和構(gòu)造當(dāng)金屬導(dǎo)線沿其軸線方向受力變形時(shí)（伸長(zhǎng)或縮短），電阻值會(huì)隨之發(fā)生變化（增大或減?。?，這種現(xiàn)象就稱為電阻應(yīng)變效應(yīng)。電阻應(yīng)變片由敏感柵、引線、基底、蓋層、粘結(jié)劑組成。24.電阻應(yīng)變片的主要性能指標(biāo)應(yīng)變片電阻（R）：指應(yīng)變片在未經(jīng)安裝、不受力的情況下，于室溫時(shí)測(cè)定的電阻值。常用的應(yīng)變電阻值，我國：R=120歐美：R=350二）靈敏系數(shù)（K）：在單向應(yīng)力作用下，應(yīng)變片的電阻相對(duì)變化與試件表面沿應(yīng)變片軸線方向的應(yīng)變之比值，稱為應(yīng)變片的靈敏系數(shù)，即：注意：K值是應(yīng)變片的主要參數(shù)，它取決于敏感柵的材料、型式、幾何尺寸、基底、粘結(jié)劑等多種因素。通常由制造廠在專用設(shè)備上標(biāo)定給出K值。常用的K=2.0～2.4橫向效應(yīng)系數(shù)（H）：應(yīng)變片的敏感柵除有縱柵外，還有圓弧或直線形的橫柵。橫柵主要對(duì)垂直于應(yīng)變片軸線方向的橫向應(yīng)變敏感，因而應(yīng)變片指示應(yīng)變中包含有橫向應(yīng)變的影響，這就是應(yīng)變片的橫向效應(yīng)。橫向靈敏系數(shù)與軸向靈敏系數(shù)的比值稱為橫向效應(yīng)系數(shù)H。熱輸出（εt）：將應(yīng)變片安裝在自由膨脹的構(gòu)件上，無外力作用，當(dāng)環(huán)境溫度變化時(shí)，則輸出一定的指示應(yīng)變，稱為熱輸出，用εt表示。產(chǎn)生原因：1）由于溫度變化，敏感柵材料的電阻率發(fā)生變化（溫度效應(yīng)）敏感柵材料與被測(cè)構(gòu)件材料之間的線膨脹系數(shù)不同。為了避免溫度影響，測(cè)量過程中必須消除溫度變化的影響。穩(wěn)定性：它是反映應(yīng)變片長(zhǎng)期靜態(tài)工作能力的重要性能，常用電阻漂移值和蠕變大小來表示。應(yīng)變片的電阻值漂移：指在工作溫度恒定，安裝在未受外力作用的構(gòu)件上，其應(yīng)變片電阻值隨時(shí)間的變化。產(chǎn)生原因：由于敏感柵、基底、粘結(jié)劑等材料在應(yīng)變片的制造或安裝過程中，內(nèi)部形成的應(yīng)力緩慢釋放所致。應(yīng)變片的蠕變：指在工作溫度恒定，安裝在承受外力，但變形恒定的構(gòu)件上的應(yīng)變片電阻值隨時(shí)間的變化。產(chǎn)生原因：粘結(jié)劑與基底在傳遞應(yīng)變時(shí)出現(xiàn)滑動(dòng)所致。六）機(jī)械滯后：在恒定溫度下，對(duì)安裝有應(yīng)變片的試件加載—卸載。以試件的機(jī)械應(yīng)變?yōu)闄M坐標(biāo)，應(yīng)變片的指示應(yīng)變?yōu)榭v坐標(biāo)繪成曲線，加載與卸載曲線不重合，這種現(xiàn)象稱為機(jī)械滯后。機(jī)械滯后量：以加載曲線與卸載曲線中兩個(gè)指示應(yīng)變的最大差值Zj來表示。產(chǎn)生原因：敏感柵、基底和粘結(jié)劑在承受機(jī)械應(yīng)變后產(chǎn)生殘余變形所致。消除：在正式測(cè)試前，反復(fù)加—卸載n次七）應(yīng)變極限（εlim）：在恒定溫度下，對(duì)安裝有應(yīng)變片的試件逐漸加載，直至應(yīng)變片的指示應(yīng)變與試件的機(jī)械應(yīng)變的相對(duì)誤差達(dá)到10%，此時(shí)，機(jī)械應(yīng)變即作為該應(yīng)變片的應(yīng)變極限。一般情況下，絕緣電阻（Rm）：應(yīng)變片的絕緣電阻時(shí)指應(yīng)變片的引線與被測(cè)試件之間的電阻值。一般情況下，Rm>500為使Rm提高，可選用絕緣性能好的粘結(jié)劑和基底材料疲勞壽命（N）：在幅值恒定的交變應(yīng)力作用下，應(yīng)變片連續(xù)工作，直至產(chǎn)生疲勞損壞時(shí)的循環(huán)次數(shù)，稱為應(yīng)變片的疲勞壽命。疲勞損壞：1）敏感柵或引線發(fā)生斷路；2）應(yīng)變片輸出幅值變化達(dá)到10%；3）應(yīng)變片輸出波形上出現(xiàn)尖峰。25.應(yīng)變測(cè)量電路：目前，應(yīng)變測(cè)量采用的普遍原理是惠斯登電橋，它是由四個(gè)電阻構(gòu)成，如圖所示。在輸入端，施加一定的電壓，稱之為“激勵(lì)電壓”，而測(cè)量輸出端的輸出電壓。如果電橋是平衡的，則輸出端的電壓為零。 橋臂阻值變化對(duì)輸出電壓所產(chǎn)生影響的規(guī)律電橋的和差特性是：電橋相鄰兩臂應(yīng)變片有同號(hào)變化（應(yīng)變）時(shí)輸出電壓為兩者之差，異號(hào)為兩者之和（簡(jiǎn)述為“鄰臂同號(hào)相減，異號(hào)相加”），當(dāng)相對(duì)兩臂應(yīng)變有同號(hào)電阻變化時(shí)輸出電壓為兩者之和，異號(hào)為兩者之差（簡(jiǎn)稱為“對(duì)臂同號(hào)相加，異號(hào)相減”）。26.應(yīng)變測(cè)量組橋方式工程實(shí)踐中有多種測(cè)量組橋方式，但是，首先我們必須知道一些材料（或結(jié)構(gòu)）發(fā)生變形時(shí)的一些特殊效果（影響），如當(dāng)試件拉伸時(shí)，通常與其他兩個(gè)方向的尺寸相比較，試件將變薄，試件橫向變形和縱向（拉伸方向）變形的比稱作泊松比μ。當(dāng)兩個(gè)應(yīng)變片成900垂直布置時(shí)，材料的泊松比，或橫向應(yīng)變比，是非常重要的，必須在以上方程中加以考慮。通常，對(duì)于鋼材料，泊松比在0.27–0.31之間，典型地為0.3，對(duì)于鋁材料則為0.33.下面表格列出了幾種基本的應(yīng)變片測(cè)量橋路的構(gòu)成方式，不失一般性，他們都可概括成1/4，1/2和全橋測(cè)量。28.溫度補(bǔ)償：實(shí)驗(yàn)中，如果被測(cè)構(gòu)件的環(huán)境溫度發(fā)生變化，應(yīng)變片敏感柵的阻值也將隨之變化，故測(cè)量結(jié)果中也將包括因溫度變化而引起的虛假應(yīng)變。消除溫度影響的最佳辦法是補(bǔ)償片法，工作片接在AB間，而在AD和BC及DC間采用三個(gè)阻值相等的標(biāo)準(zhǔn)電阻。29.測(cè)量電路的組橋原則：正確判定測(cè)點(diǎn)的拉亞應(yīng)變屬性，一般拉應(yīng)變?yōu)檎?，壓?yīng)變?yōu)樨?fù)測(cè)量電橋的應(yīng)變輸出原則：對(duì)臂相加，鄰臂相減溫度補(bǔ)償片一般接在與工作片想鄰臂，全橋自帶溫度補(bǔ)償根據(jù)不同的測(cè)量目的，應(yīng)變組橋和應(yīng)變片的粘貼會(huì)有所不同30.電阻應(yīng)變片的標(biāo)定靈敏系數(shù)的標(biāo)定,注意：?jiǎn)蜗驊?yīng)力狀態(tài)-故采用純彎梁；應(yīng)變片軸線應(yīng)平行于單向應(yīng)力-注意貼片方向；標(biāo)定材料為鋼梁-標(biāo)定泊松比為u31.電阻應(yīng)變片的分類電阻應(yīng)變片按敏感柵材料不同可分為金屬電阻應(yīng)變片和半導(dǎo)體應(yīng)變片。絲繞式應(yīng)變片：敏感柵是用直徑為0.01~0.05毫米的銅鎳合金或鎳鉻繞制而成。缺點(diǎn)：其橫向效應(yīng)大，測(cè)量精度較差，應(yīng)變片性能分散。優(yōu)點(diǎn)：基底、蓋層均為紙做成，價(jià)格便宜，易安裝。短接式應(yīng)變片：將金屬絲平行排成柵狀，端部用粗絲焊接而成。優(yōu)點(diǎn)：橫向效應(yīng)小，制造時(shí)敏感柵形狀易保證，測(cè)量精度高。缺點(diǎn)：焊點(diǎn)多，疲勞壽命較低。三）箔式應(yīng)變片：敏感柵采用的是0.002~0.005毫米的銅鎳合金或鎳鉻合金的金屬箔，采用刻圖制板、光刻及腐蝕等工藝制作。優(yōu)點(diǎn)：橫向效應(yīng)較小，易安裝，散熱性好，疲勞壽命長(zhǎng)，測(cè)試精度較高。四）敏感柵型式：?jiǎn)屋S應(yīng)變片—敏感柵只有一根軸線。用于測(cè)量單向應(yīng)變32.電阻應(yīng)變片的選擇測(cè)試環(huán)境：溫度、濕度、磁場(chǎng)；應(yīng)變性質(zhì)：靜態(tài)應(yīng)變—選擇H小的應(yīng)變片；動(dòng)態(tài)應(yīng)變—選擇疲勞壽命好的應(yīng)變片；應(yīng)變梯度：應(yīng)變場(chǎng)均勻—對(duì)應(yīng)變片柵長(zhǎng)沒要求，可選柵長(zhǎng)大的應(yīng)變片，容易貼；應(yīng)變梯度變化大—選柵長(zhǎng)小的應(yīng)變片；測(cè)試精度33.應(yīng)變片的粘貼檢查和分選應(yīng)變片2粘貼表面的準(zhǔn)備；3貼片4.固化5測(cè)量導(dǎo)線的焊接與固定；6、檢查。應(yīng)變片的粘貼：應(yīng)變片的粘貼過程主要由結(jié)構(gòu)表面的清理，應(yīng)變片的粘貼，導(dǎo)線的焊接和應(yīng)變片的保護(hù)幾個(gè)重要步驟組成。34.動(dòng)態(tài)應(yīng)變測(cè)量中的干擾與防干擾措施干擾源的分類及特點(diǎn)：1.電磁干擾應(yīng)變計(jì)的信號(hào)是通過測(cè)量導(dǎo)線輸入應(yīng)變儀的，數(shù)值非常微?。姌虻妮敵鲭妷和ǔ楹练?jí)，有時(shí)甚至只有若干微伏），當(dāng)外界電磁場(chǎng)變化時(shí)，就會(huì)受到電磁干擾。根據(jù)干擾源的特點(diǎn)，電磁干擾又可以分為工頻干擾，工業(yè)上使用的50Hz交流電造成的干擾；無線電干擾，大功率無線電發(fā)射臺(tái)的強(qiáng)磁場(chǎng)在測(cè)量導(dǎo)線中產(chǎn)生感生電流引起的干擾。靜電干擾當(dāng)應(yīng)變計(jì)的測(cè)量導(dǎo)線和干擾源（例如電力線）之間存在漏電容時(shí)，就可能在測(cè)量導(dǎo)線中產(chǎn)生靜電干擾。地電壓、地電流的干擾目前的動(dòng)態(tài)應(yīng)變儀和記錄儀大多數(shù)用交流市電電源，為了操作人員的安全起見，儀器外殼要接通大地。但在某些工廠，只要相隔幾米，地電位差高達(dá)幾伏；在某些風(fēng)沙大的地區(qū)，地電位還會(huì)波動(dòng)，頻率為幾赫到幾千赫，最大幅值為幾毫伏。此外在應(yīng)變測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)，如果發(fā)生雷電、電力線開閉、電源事故、負(fù)載變化時(shí)都會(huì)產(chǎn)生地電流。測(cè)量時(shí)，應(yīng)變儀接大地，如果被測(cè)處的應(yīng)變計(jì)也接大地，由于兩地之間有一定距離，它們之間就有地電位差U，它將干擾被測(cè)信號(hào)。即使被測(cè)處的應(yīng)變計(jì)并不直接通大地，但由于應(yīng)變計(jì)及引線受潮或絕緣電阻下降、應(yīng)變計(jì)或?qū)Ь€與被測(cè)物之間存在漏電容，這樣就等于以一定的阻抗與大地相連，地電位差U也同樣會(huì)干擾被測(cè)信號(hào)。測(cè)量?jī)x器之間的干擾當(dāng)多臺(tái)應(yīng)變儀同時(shí)工作時(shí)，由于每臺(tái)應(yīng)變儀的實(shí)際載波頻率不完全相同，會(huì)產(chǎn)生儀器之間的相互干擾。這種干擾是同時(shí)使用多臺(tái)電阻應(yīng)變儀進(jìn)行測(cè)試時(shí)經(jīng)常碰到的現(xiàn)象35抑制干擾的措施：抑制電磁干擾和靜電干擾的措施：a)測(cè)量導(dǎo)線絞扭防電磁干擾(b)測(cè)量導(dǎo)線金屬屏蔽套防靜電干擾抑制地電壓、地電流干擾的措施：1）信號(hào)電路必須一點(diǎn)接地如果應(yīng)變儀使用市電電源，儀器的外殼接地，這時(shí)應(yīng)變計(jì)處不允許接地，并且應(yīng)變計(jì)與被測(cè)構(gòu)件絕緣電阻要大，分布電容要小，否則地電壓、地電流將干擾信號(hào)回路。如應(yīng)變儀采用外殼接地，屏蔽套在該處也接地，這樣稱為一點(diǎn)接地。（2）如果應(yīng)變儀使用電池供電，可以將屏蔽套接儀器外殼，但都不接地，稱為“浮空”抑制測(cè)量?jī)x器之間的相互干擾：要抑制測(cè)量?jī)x器之間的相互干擾，必須強(qiáng)迫各臺(tái)應(yīng)變儀載波頻率同步，一般應(yīng)變儀都有這樣的接線端子和聯(lián)結(jié)器。如果應(yīng)變儀之間的載波頻率相差太大時(shí)，將無法同步，這時(shí)應(yīng)首先調(diào)整應(yīng)變儀的振蕩頻率，使它們接近，然后接上同步線。但是同步的應(yīng)變儀臺(tái)數(shù)不宜過多，否則達(dá)不到同步目的，反而使應(yīng)變儀無法工作。如果測(cè)量時(shí)使用的應(yīng)變儀的臺(tái)數(shù)很多時(shí)，應(yīng)當(dāng)將應(yīng)變儀分組，每組內(nèi)的幾臺(tái)同步，同步線要盡量短，且盡量避免與電源線平行布線。同時(shí)各組的測(cè)量導(dǎo)線要隔開，最好在每一組測(cè)量線外增加一層屏蔽層，這樣處理后，即可達(dá)到抑制多臺(tái)電阻應(yīng)變儀同時(shí)工作的相互干擾。其它抑制干擾的措施：1）如果采取措施后，應(yīng)變信號(hào)中仍有較明顯的干擾。且干擾頻率范圍在被測(cè)的動(dòng)態(tài)應(yīng)變信號(hào)頻率范圍之外，則還可以使用濾波器將干擾信號(hào)濾除。2）如果確定了干擾的來源，應(yīng)當(dāng)對(duì)干擾源采取屏蔽、接地等措施。36壓電效應(yīng)、加速度測(cè)量、壓電晶體的特點(diǎn)壓電晶體特點(diǎn)：高的電壓/電荷靈敏度；極高的剛度，不受尺寸和形狀限制，可與鋼的剛度媲美；高溫條件下，現(xiàn)有材料中穩(wěn)定性最好的材料；極好的散熱特性，無熱電輸出；極低的溫度系數(shù)（特性不隨溫度變化）壓電傳感器特點(diǎn)：壓電加速度計(jì)被廣泛認(rèn)為是測(cè)量振動(dòng)的最佳傳感器，與其他傳感器相比：寬的工作頻率范圍；在很寬的動(dòng)態(tài)范圍內(nèi)具有良好的線性；在較寬的環(huán)境條件下仍能保持良好的準(zhǔn)確度；由于是自發(fā)電，因此不需要外部電源供電；無活動(dòng)部件，堅(jiān)固耐用。37.三種壓電效應(yīng)和形式38.前置放大器：由于壓電式加速度傳感器的輸出電信號(hào)為很微弱的電荷，而且傳感器本身有很大的內(nèi)阻，故輸出信號(hào)能量甚微，要測(cè)定這樣微弱的電荷（或電壓）的關(guān)鍵是防止導(dǎo)線、測(cè)量電路和傳感器本身的電荷泄漏。因此，通常把傳感器信號(hào)先輸入高阻抗的前置放大器，進(jìn)過阻抗變換以后再輸出，換句話說，壓電加速度傳感器所用的前置放大器應(yīng)具有極高的輸入阻抗，把泄露減少到測(cè)量精確度所要求的限度以內(nèi)。因此，前置放大器有兩個(gè)作用：一是把傳感器的高阻抗輸出轉(zhuǎn)換為低阻抗輸出，二是把傳感器的微弱信號(hào)進(jìn)行放大。39.電荷放大器：電荷放大器以電容作負(fù)反饋，是一種輸出電壓與輸入電荷量成正比的前置放大器，能夠?qū)鞲衅鬏敵龅奈⑷蹼姾尚盘?hào)轉(zhuǎn)化為放大的電壓信號(hào)，同時(shí)能將高阻抗轉(zhuǎn)換成低阻抗輸出，使用中基本不受電纜電容的影響，但在電荷放大器中，通常用高質(zhì)量的元、器件，輸入阻抗高，但價(jià)格也比較貴。40.兩種測(cè)量鏈低阻抗測(cè)量高阻抗測(cè)量：低阻抗測(cè)量（電壓模式）；高阻抗測(cè)量（電荷模式）1）電荷輸出型：傳統(tǒng)的壓電傳感器通過內(nèi)部敏感芯體輸出一個(gè)與加速度成正比的電荷信號(hào)。實(shí)際使用中，傳感器輸出的高阻抗電荷信號(hào)必須通過二次儀表將其轉(zhuǎn)換成低阻抗電壓信號(hào)才能讀取。由于高阻抗電荷信號(hào)非常容易受到干擾，所以傳感器到二次儀表之間的信號(hào)傳輸必須使用低噪聲屏蔽電纜。由于電子器件的使用溫度范圍有限，所以高溫環(huán)境下的測(cè)量一般還是使用電荷輸出型。高阻抗測(cè)量特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)上與ICP型傳感器相同；信號(hào)處理單元（電荷放大器）外置；1950年，在微電子技術(shù)發(fā)展之前，是唯一的測(cè)量方法；高阻抗測(cè)量操作較復(fù)雜，一般來講價(jià)格昂貴；目前，高阻抗測(cè)量多用于環(huán)境惡劣，高溫條件下的測(cè)量總結(jié)：低阻抗：固定量程，工作溫度低，普通電纜，相對(duì)易損，抗沖擊弱高阻抗：大量程測(cè)小量程，工作溫度高，屏蔽電纜，堅(jiān)固，抗沖擊強(qiáng)41.壓電式-壓阻式電容式原理和特點(diǎn)壓電式傳感器：是利用彈簧質(zhì)量系統(tǒng)原理。敏感芯體質(zhì)量受振動(dòng)加速度作用后產(chǎn)生一個(gè)與加速度成正比的力，壓電材料受此力作用后沿其表面形成與這一力成正比的電荷信號(hào)。壓電式加速度傳感器具有動(dòng)態(tài)范圍大、頻率范圍寬、堅(jiān)固耐用、受外界干擾小以及壓電材料受力自產(chǎn)生電荷信號(hào)不需要任何外界電源等特點(diǎn)，是被最為廣泛使用的振動(dòng)測(cè)量傳感器。雖然壓電式加速度傳感器的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，商業(yè)化使用歷史也很長(zhǎng)，但因其性能指標(biāo)與材料特性、設(shè)計(jì)和加工工藝密切相關(guān)，因此在市場(chǎng)上銷售的同類傳感器性能的實(shí)際參數(shù)以及其穩(wěn)定性和一致性差別非常大。與壓阻和電容式相比，其最大的缺點(diǎn)是壓電式加速度傳感器不能測(cè)量零頻率的信號(hào)。壓阻式:應(yīng)變壓阻式加速度傳感器的敏感芯體為半導(dǎo)體材料制成電阻測(cè)量電橋，其結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)模型仍然是彈簧質(zhì)量系統(tǒng)。現(xiàn)代微加工制造技術(shù)的發(fā)展使壓阻形式敏感芯體的設(shè)計(jì)具有很大的靈活性以適合各種不同的測(cè)量要求。在靈敏度和量程方面，從低靈敏度高量程的沖擊測(cè)量，到直流高靈敏度的低頻測(cè)量都有壓阻形式的加速度傳感器。同時(shí)壓阻式加速度傳感器測(cè)量頻率范圍也可從直流信號(hào)到具有剛度高，測(cè)量頻率范圍到幾十千赫茲的高頻測(cè)量。超小型化的設(shè)計(jì)也是壓阻式傳感器的一個(gè)亮點(diǎn)。需要指出的是盡管壓阻敏感芯體的設(shè)計(jì)和應(yīng)用具有很大靈活性，但對(duì)某個(gè)特定設(shè)計(jì)的壓阻式芯體而言其使用范圍一般要小于壓電型傳感器。壓阻式加速度傳感器的另一缺點(diǎn)是受溫度的影響較大，實(shí)用的傳感器一般都需要進(jìn)行溫度補(bǔ)償。在價(jià)格方面，大批量使用的壓阻式傳感器成本價(jià)具有很大的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，但對(duì)特殊使用的敏感芯體制造成本將遠(yuǎn)高于壓電型加速度傳感器。電容式:電容型加速度傳感器的結(jié)構(gòu)形式一般也采用彈簧質(zhì)量系統(tǒng)。當(dāng)質(zhì)量受加速度作用運(yùn)動(dòng)而改變質(zhì)量塊與固定電極之間的間隙進(jìn)而使電容值變化。電容式加速度計(jì)與其它類型的加速度傳感器相比具有靈敏度高、零頻響應(yīng)、環(huán)境適應(yīng)性好等特點(diǎn)，尤其是受溫度的影響比較?。坏蛔阒幈憩F(xiàn)在信號(hào)的輸入與輸出為非線性，量程有限，受電纜的電容影響，以及電容傳感器本身是高阻抗信號(hào)源，因此電容傳感器的輸出信號(hào)往往需通過后繼電路給于改善。在實(shí)際應(yīng)用中電容式加速度傳感器較多地用于低頻測(cè)量，其通用性不如壓電式加速度傳感器，且成本也比壓電式加速度傳感器高得多。42.傳感器的靈敏度，量程和頻率范圍的選擇加速度計(jì)的選擇準(zhǔn)則作為選用振動(dòng)傳感器的一般原則：正確的選用應(yīng)該基于對(duì)測(cè)量信號(hào)以下三方面的分析和估算:a.被測(cè)振動(dòng)量的大小b.被測(cè)振動(dòng)信號(hào)的頻率范圍c.振動(dòng)測(cè)試現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境傳感器的靈敏度：靈敏度是指?jìng)鞲衅髟诜€(wěn)態(tài)工作情況下輸出量變化△y對(duì)輸入量變化△x的比值。傳感器的靈敏度應(yīng)根據(jù)被測(cè)振動(dòng)量（加速度值）大小而定，但由于壓電加速度傳感器是測(cè)量振動(dòng)的加速度值，而在相同的位移幅值條件下加速度值與信號(hào)的頻率平方成正比，所以不同頻段的加速度信號(hào)大小相差甚大。加速度值傳感器的測(cè)量量程：范圍是指?jìng)鞲衅髟谝欢ǖ姆蔷€性誤差范圍內(nèi)所能測(cè)量的最大測(cè)量值。通用型壓電加速度傳感器的非線性誤差大多為1%。作為一般原則，靈敏度越高其測(cè)量范圍越小，反之靈敏度越小則測(cè)量范圍越大。傳感器的頻率測(cè)量范圍：是指?jìng)鞲衅髟谝?guī)定的頻率響應(yīng)幅值誤差內(nèi)（±5%,±10%,±3dB）傳感器所能測(cè)量的頻率范圍。頻率范圍的高，低限分別稱為高，低頻截至頻率。截至頻率與誤差直接相關(guān)，所允許的誤差范圍大則其頻率范圍也就寬。作為一般原則，傳感器的高頻響應(yīng)取決于傳感器的機(jī)械特性，而低頻響應(yīng)則由傳感器和后繼電路的綜合電參數(shù)所決定。高頻截止頻率高的傳感器必然是體積小，重量輕，反之用于低頻測(cè)量的高靈敏度傳感器相對(duì)來說則一定體積大和重量重。工作溫度(degC),傳感器到信號(hào)調(diào)理及信號(hào)調(diào)理到二次儀表之間的距離43.實(shí)際測(cè)量時(shí)應(yīng)考慮的幾個(gè)問題:綜合考慮測(cè)量鏈中所有部件的頻率響應(yīng)范圍(電路，傳感器，AC耦合，數(shù)采系統(tǒng)中的抗混濾波等)。對(duì)碰撞和沖擊測(cè)量需要加速度計(jì)具有寬的分析頻寬和高的響應(yīng)頻率；時(shí)域量和頻域量呈反比關(guān)系；機(jī)械量和電量響應(yīng)；不能用電子濾波修正機(jī)械量的過載。時(shí)刻避免使傳感器受潮和進(jìn)行非線性操作；測(cè)量噪聲直接取決于分析帶寬；證實(shí)導(dǎo)線長(zhǎng)度不影響測(cè)試；選擇合理的傳感器安裝方式；確定傳感器的敏感軸與測(cè)量方向一致；使用電壓型傳感器解決雨天和潮濕環(huán)境下的測(cè)試；避免電纜的拖動(dòng)；確保與地絕緣，避免地回路干擾，最好選擇具有與地絕緣特性的傳感器；對(duì)低阻抗傳感器時(shí)常檢查偏置電壓。43.傳感器的安裝方式對(duì)測(cè)量的影響為了盡可能精確地測(cè)量結(jié)構(gòu)物的振動(dòng)，安裝方法、安裝附件、安裝位置的選擇和選擇加速度傳感器一樣重要，如果不能保證把被測(cè)結(jié)構(gòu)的動(dòng)運(yùn)動(dòng)真實(shí)傳給加速度傳感器，就不能獲得精確的測(cè)量結(jié)果。a–螺栓安裝；b–粘貼安裝；c–安裝墊粘貼安裝；d–磁座安裝44.加速度計(jì)的頻率下限:壓電加速度計(jì)不可能達(dá)到真正的直流響應(yīng)，盡管加速度計(jì)本身具有零頻特性。實(shí)際的頻率下限取決于前置放大器。對(duì)于超低頻動(dòng)態(tài)測(cè)試建議采用電容式加速度計(jì)。一般來講，壓電式加速度計(jì)適用0.3Hz10KHz的動(dòng)態(tài)測(cè)試。45.如何消除測(cè)量噪聲測(cè)量噪聲主要指：1）摩擦電效應(yīng)；2）地回路影響。而地回路噪聲是主要的。克服地回路噪聲的主要方法是整個(gè)測(cè)試鏈保證單點(diǎn)接地，這就要求傳感器要與地絕緣。奇石樂有采用獨(dú)特技術(shù)制造的與地絕緣加速度計(jì)。克服摩擦電效應(yīng)的方法是避免電纜的拖動(dòng)。此外,為克服外部電磁場(chǎng)干擾,應(yīng)采用同軸屏蔽電纜.46.信號(hào)的概念和分類與性質(zhì)信號(hào)：是客觀世界信息的表現(xiàn)形式，反映了現(xiàn)實(shí)生活中的物理量如何隨時(shí)間（或空間）改變的信息。一般的，“信號(hào)”是“信息”的載體，是信息的表現(xiàn)形式。信號(hào)的性質(zhì)：信號(hào)具有特定意義，即有特定的信息；信號(hào)具有一定的能量；信號(hào)易于被測(cè)得或感知；信號(hào)易于被傳輸。信號(hào)的基本參數(shù)：頻率和幅值分類：數(shù)字信號(hào)、模擬信號(hào)；一維、二維信號(hào)，矢量信號(hào)；周期信號(hào)和非周期信號(hào)；從信號(hào)描述上分：可以用明確數(shù)學(xué)關(guān)系式描述的信號(hào)稱為確定性信號(hào)（周期信號(hào)（簡(jiǎn)單周期信號(hào)和復(fù)雜周期信號(hào)），非周期信號(hào)（準(zhǔn)周期信號(hào)和瞬態(tài)信號(hào)）），不能用數(shù)學(xué)關(guān)系式面熟的信號(hào)非確定性信號(hào)（平穩(wěn)隨機(jī)信號(hào)，非平穩(wěn)隨機(jī)信號(hào)）；從信號(hào)的幅值和能量上分：能量信號(hào)（在所分析區(qū)間（正負(fù)無窮），能量為有限值的信號(hào)）和功率信號(hào)（能量不是有限）從分析域上：時(shí)域和頻域從連續(xù)性上：連續(xù)時(shí)間信號(hào)和離散時(shí)間信號(hào)從可實(shí)現(xiàn)性：物理可實(shí)現(xiàn)信號(hào)（又稱單邊信號(hào)，時(shí)刻小于零的一側(cè)全為零）和物理不可實(shí)現(xiàn)信號(hào)一般來講模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)貫穿汽車試驗(yàn)的整個(gè)過程信號(hào)處理內(nèi)容：濾波、變換、檢測(cè)、譜分析、估計(jì)、壓縮、識(shí)別等一些列的加工處理。周期信號(hào)及隨機(jī)信號(hào)一定是功率信號(hào)；非周期的絕對(duì)可積信號(hào)一定是能量信號(hào)；47.數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的基本組成：傳感器-模擬信號(hào)調(diào)理-數(shù)據(jù)采集電路-微機(jī)系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)組成：模數(shù)、數(shù)模轉(zhuǎn)換器，數(shù)字輸入、輸出，同步時(shí)鐘。前置濾波器：將輸入信號(hào)中高于某一頻率（成為折疊頻率，等于抽樣頻率的一半）的分量加以濾除后置濾波器：把階梯波形平滑成預(yù)期的模擬信號(hào)，以濾除不需要的高頻分量，生成所需要的模擬信號(hào)何謂模擬信號(hào)和何謂數(shù)字量模擬信號(hào)：模擬信號(hào)是“連續(xù)”信號(hào)，用連續(xù)的物理量來表示，信號(hào)的大小可以無限增加或者減小，如溫度、壓力、應(yīng)力、電壓。數(shù)字信號(hào)：數(shù)字信號(hào)是“離散”信號(hào)，用分離、獨(dú)立的單位比特表示，比特代表兩種量：開關(guān)，真假，10.何謂數(shù)據(jù)采集：數(shù)據(jù)采集(DAQ)，是指從傳感器和其它待測(cè)設(shè)備等模擬和數(shù)字被測(cè)單元中自動(dòng)采集非電量或者電量信號(hào),送到上位機(jī)中進(jìn)行分析，處理。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是結(jié)合基于計(jì)算機(jī)或者其他專用測(cè)試平臺(tái)的測(cè)量軟硬件產(chǎn)品來實(shí)現(xiàn)靈活的、用戶自定義的測(cè)量系統(tǒng)。是一種獲取模擬信號(hào)并將其轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制代碼的一中方法，通過計(jì)算機(jī)來實(shí)現(xiàn)。50.數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的組成：模數(shù)轉(zhuǎn)換器，數(shù)模轉(zhuǎn)換器，數(shù)字輸入輸出，同步時(shí)鐘模數(shù)轉(zhuǎn)換器：將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)以便于被計(jì)算機(jī)進(jìn)一步處理或者傳送到內(nèi)存中。51.(A/D)模數(shù)轉(zhuǎn)換器作用和技術(shù)指標(biāo)轉(zhuǎn)換精度：A/D轉(zhuǎn)換器的分辨率以輸出二進(jìn)制（或十進(jìn)制）數(shù)的位數(shù)來表示。它說明A/D轉(zhuǎn)換器對(duì)輸入信號(hào)的分辨能力。從理論上講，n位輸出的A/D轉(zhuǎn)換器能區(qū)分2個(gè)不同等級(jí)的輸入模擬電壓，能區(qū)分輸入電壓的最小值為滿量程輸入的1/2n。在最大輸入電壓一定時(shí)，輸出位數(shù)愈多，分辨率愈高。轉(zhuǎn)換誤差：通常是以輸出誤差的最大值形式給出。它表示A/D轉(zhuǎn)換器實(shí)際輸出的數(shù)字量和理論上的輸出數(shù)字量之間的差別。常用最低有效位的倍數(shù)表示。 轉(zhuǎn)換時(shí)間：轉(zhuǎn)換時(shí)間是指A/D轉(zhuǎn)換器從轉(zhuǎn)換控制信號(hào)到來開始，到輸出端得到穩(wěn)定的數(shù)字信號(hào)所經(jīng)過的時(shí)間。52.數(shù)模轉(zhuǎn)換器的作用與相關(guān)設(shè)備作用：數(shù)模轉(zhuǎn)換器用于將存儲(chǔ)的信號(hào)再變成模擬電壓，以供現(xiàn)實(shí)和控制。輸出可用于需要模擬輸入的外部設(shè)備的驅(qū)動(dòng)。數(shù)字輸入輸出：用于控制，處理器和外部數(shù)字設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳遞。同步時(shí)鐘：重復(fù)數(shù)據(jù)變換的初始化，采樣率的控制模數(shù)轉(zhuǎn)換接口：將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)以用于后續(xù)處理，典型組成：多路轉(zhuǎn)換開關(guān)，放大器或調(diào)理器，采樣及保持電路，A/D變換器。滿量程：滿量程對(duì)應(yīng)于能夠輸入至模數(shù)轉(zhuǎn)換器的最大電壓值。I/O接口：在計(jì)算機(jī)中，介于CPU與外設(shè)間，實(shí)現(xiàn)硬件連接和軟件通訊裝置。作用：對(duì)信息的傳輸形式進(jìn)行變換（模數(shù)轉(zhuǎn)換和數(shù)模轉(zhuǎn)換），電平轉(zhuǎn)換和放大，I/O定向，串并轉(zhuǎn)換及并串轉(zhuǎn)換，鎖存和緩沖。A/D變換：模擬信號(hào)產(chǎn)生數(shù)字信號(hào)（一個(gè)二進(jìn)制流）。其有兩個(gè)過程：抽樣和保持。抽樣：每隔T秒(抽樣周期)取出一次xa(t)的幅度，此信號(hào)稱為離散信號(hào)。它只表示時(shí)間點(diǎn)0，T,2T…,nT,…上的值xa(0),xa(T),xa(2T)…,xa(nT)…..。保持：在保持電路中將抽樣信號(hào)變換成數(shù)字信號(hào)，因?yàn)橐话悴捎糜邢尬欢M(jìn)制碼，所以它所表示的信號(hào)幅度就是有一定限制的。經(jīng)過A/D變換器后，不但時(shí)間離散化了，幅度也量化了，這種信號(hào)稱為數(shù)字信號(hào)。用x(n)表示。量程（測(cè)量范圍）：A/D和D/A系統(tǒng)的輸入范圍數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)：DSP可以快速的實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)的采集、變換、濾波、估值、增強(qiáng)、壓縮、識(shí)別等處理，以得到符合人們需要的信號(hào)形式。數(shù)字信號(hào)處理領(lǐng)域的理論基礎(chǔ)：離散線性變換（LSD）系統(tǒng)理論，離散傅立葉變換數(shù)字信號(hào)處理是將信號(hào)以數(shù)字方式表示并處理的理論和技術(shù)。數(shù)字信號(hào)處理與模擬信號(hào)處理是信號(hào)處理的子集。數(shù)字信號(hào)處理的目的是對(duì)真實(shí)世界的連續(xù)模擬信號(hào)進(jìn)行測(cè)量或?yàn)V波。因此在進(jìn)行數(shù)字信號(hào)處理之前需要將信號(hào)從模擬域轉(zhuǎn)換到數(shù)字域，這通常通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)。而數(shù)字信號(hào)處理的輸出經(jīng)常也要變換到模擬域，這是通過數(shù)模轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)的。54.采樣定理與頻率混淆：當(dāng)采樣頻率小于信號(hào)中最高頻率的兩倍時(shí)，采樣信號(hào)的頻率與原信號(hào)的頻譜相比出現(xiàn)畸變，這種現(xiàn)象叫做頻率混淆或稱為混疊。為保證采用后信號(hào)能真實(shí)地保留原始模擬信號(hào)信息，信號(hào)采樣頻率必須至少為原信號(hào)中最高頻率成分的2倍。這是采樣的基本法則，稱為采樣定理。Fs>2Fmax采樣是將采樣脈沖序列p(t)與信號(hào)x(t)相乘，取離散點(diǎn)x(nt)的值的過程。每周期應(yīng)該有多少采樣點(diǎn)最少2點(diǎn)。需要注意，滿足采樣定理，只保證不發(fā)生頻率混疊，而不能保證此時(shí)的采樣信號(hào)能真實(shí)地反映原信號(hào)，工程實(shí)際中采樣頻率通常大于信號(hào)中最高頻率成分的3-5倍。頻率迭混：（由于采樣信號(hào)頻譜發(fā)生變化，而出現(xiàn)高、低頻成分發(fā)生混淆的一種現(xiàn)象。抽樣時(shí)頻率不夠高，抽樣出來的點(diǎn)既代表了信號(hào)中的低頻信號(hào)的樣本值，也同時(shí)代表高頻信號(hào)樣本值，在信號(hào)重建的時(shí)候，高頻信號(hào)被低頻信號(hào)代替，兩種波形完全重疊在一起，形成嚴(yán)重失真。）頻率迭混的頻域解釋：時(shí)域信號(hào)的乘積等于頻域信號(hào)的卷積，采樣率小于信號(hào)最高頻率兩倍時(shí)出現(xiàn)迭混現(xiàn)象55.海森伯格測(cè)不準(zhǔn)原理：是指在一個(gè)量子力學(xué)系統(tǒng)中，一個(gè)粒子的位置和它的動(dòng)量不可被同時(shí)確定，位置的不確定性和動(dòng)量的不確定性是不可避免的。該原理揭示了微觀粒子運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律：粒子在客觀上的不能同時(shí)具有確定的位置坐標(biāo)及相應(yīng)的動(dòng)量。說明：對(duì)信號(hào)進(jìn)行分析時(shí)，頻率分辨率和時(shí)間分辨率不能同時(shí)達(dá)到最大56.數(shù)采系統(tǒng)的典型工作方式1.順序采用，復(fù)用AD變換系統(tǒng)：順序采樣，復(fù)用ＡＤ變換系統(tǒng)，由A/D發(fā)出觸發(fā)

信號(hào)，由電子開關(guān)依次對(duì)各通道的模擬信號(hào)順序接通，送入采樣保持器采樣,量化后得到數(shù)字信號(hào)輸出.此種A/D變換具有下特點(diǎn):

1)成本最低常見于些，常見于一些PC插板或A/D變換器中。2)可允許較多的模擬信號(hào)通道，如果對(duì)信號(hào)的時(shí)間性無要求的話.3)僅適用于通道間時(shí)間無關(guān)或?qū)π盘?hào)通道間信號(hào)時(shí)

間相關(guān)要求不嚴(yán)的信號(hào)。4)數(shù)采系統(tǒng)的數(shù)據(jù)吞吐量取決于AＤ變換器.2.同時(shí)采樣，復(fù)用AD變換系統(tǒng)：每個(gè)模擬信號(hào)獨(dú)立同時(shí)采樣采樣通道后的離，采樣通道后的離散信號(hào)復(fù)用，合為一路離散信號(hào)，再經(jīng)A/D變換器量化形成數(shù)字信號(hào)輸出，形成數(shù)字信號(hào)輸出.這種變換方式有如下特點(diǎn)：

1)克服了順序抽樣復(fù)用A/D，復(fù)用A/D變換在信號(hào)時(shí)間相關(guān)性方面的缺點(diǎn)，可以保證抽樣信號(hào)之間的時(shí)間相關(guān)性。2)由于每個(gè)通道都采用了獨(dú)立的抽樣保持電路，因而增加了成本.3)整個(gè)數(shù)采系統(tǒng)的數(shù)據(jù)吞吐量仍取決于A/D變換器的吞吐量.3.各通道獨(dú)立采樣AD變換系統(tǒng)：這種方法保證了各通道信號(hào)之間精確的相位差，這對(duì)于--些通道間信號(hào)時(shí)間相關(guān)性要求很嚴(yán)的測(cè)試如水聲測(cè)量是很重要的，如水聲測(cè)量是很重要的.同時(shí)各通，各通道由于各自采用獨(dú)立的A/D變換器，整個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)吞吐能力大為提高可以允許對(duì)信號(hào)，可以允許對(duì)信號(hào)采取較高的抽樣率,特別適用于信號(hào)質(zhì)量要求

較高的測(cè)試場(chǎng)合但整個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)吞吐量仍，但整個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)吞吐量仍受到系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線的限制，以上系統(tǒng)性能的改善是以系統(tǒng)的成本來換取的.由于各通道采用獨(dú)立的取樣保持與A/D變換,使系統(tǒng)的價(jià)格成幾十倍的增長(zhǎng)4.各通道過采樣AD變換系統(tǒng)：傳統(tǒng)上，A/D轉(zhuǎn)換過程大都嚴(yán)格按照抽樣,量化和編碼

的順序進(jìn)行；這種類型的A/D轉(zhuǎn)換器由于是根據(jù)抽樣值的幅度大小進(jìn)行量化編碼,需要高精度的比較網(wǎng)絡(luò)和電子器件,分辨率越高難度越大；新型過抽樣采集器采用的是所謂增量調(diào)制編碼型A/D轉(zhuǎn)換器它是直接根據(jù)抽樣數(shù)據(jù)的每個(gè)樣值的大小，它不是直接根據(jù)抽樣數(shù)據(jù)的每個(gè)樣值的大小進(jìn)行量化編碼，而根據(jù)前一樣值與后一樣值之差,即所謂增量的大小來進(jìn)行量化編碼.在某種意義上它是根據(jù)過采樣AD變換與傳統(tǒng)的AD變換相比，由于每個(gè)通道均采用獨(dú)立的過采樣AD變換，使得A/D變換器的成本大大增加，但是從整個(gè)系統(tǒng)的成本而言，采用過采樣AD變換，卻可以大大降低對(duì)抗混迭濾波器的要求最小有效位AnLSBrepresentsthesmallestchangethatcanberesolvedbytheA/Dconverter代表了AD所能分辨的最小變化量LSB=FullScaleRange(FSR)÷2n影響變換速度的因素：（僅由AD本身性質(zhì)決定）（AD變換器及其相關(guān)電路）（AD系統(tǒng)和主機(jī)）

采集時(shí)間（從模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)所需要的完整時(shí)間）（收到“開始數(shù)字化指令”到數(shù)字化完成的時(shí)間）

延遲時(shí)間從一個(gè)信號(hào)通道到另一個(gè)通道所需的時(shí)間，通道之間相互轉(zhuǎn)換的時(shí)間，也稱為延遲D/A轉(zhuǎn)換過程和原理與主要技術(shù)指標(biāo)D/A轉(zhuǎn)換器是把數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成電壓或電流信號(hào)的裝置。主要技術(shù)指標(biāo)：分辨率（用輸出二進(jìn)制數(shù)碼的位數(shù)表示，位數(shù)越多量化誤差越小，分辨率越高，常用8位等），轉(zhuǎn)換速度（完成一次轉(zhuǎn)換所用時(shí)間，如1ms(1KHz)），模擬信號(hào)的輸出范圍，最佳增益和量程的選擇。模擬輸入/輸出板的設(shè)計(jì)通常是以傳感器正常工作為原則；但并不能滿足所有的應(yīng)用。需要信號(hào)調(diào)理模塊的主要原因之一。數(shù)字信號(hào)處理的主要研究?jī)?nèi)容：數(shù)字信號(hào)處理主要研究數(shù)字序列來表示測(cè)試信號(hào)，并用數(shù)學(xué)公式和運(yùn)算來對(duì)這些數(shù)字序列進(jìn)行處理，內(nèi)容包括數(shù)學(xué)波形分析、幅值分析、頻譜分析和數(shù)字濾波。測(cè)試信號(hào)數(shù)字化處理的基本步驟：1)用數(shù)學(xué)計(jì)算和計(jì)算機(jī)顯示代替復(fù)雜的電路和機(jī)械結(jié)構(gòu)2)計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)發(fā)展的有力推動(dòng)3)多種多樣的工業(yè)用計(jì)算機(jī)4)靈活、方便的計(jì)算機(jī)虛擬儀器開發(fā)系統(tǒng)60.信號(hào)的截?cái)?、能量泄漏、信?hào)的幅值域分析用計(jì)算機(jī)進(jìn)行測(cè)試信號(hào)處理時(shí)，不可能對(duì)無限長(zhǎng)的信號(hào)進(jìn)行測(cè)量和運(yùn)算，而是取其有限的時(shí)間片段進(jìn)行分析，這個(gè)過程稱信號(hào)截?cái)?。為便于?shù)學(xué)處理，對(duì)截?cái)嘈盘?hào)做周期延拓，得到虛擬的無限長(zhǎng)信號(hào)。周期延拓后的信號(hào)與真實(shí)信號(hào)是不同的，下面我們就從數(shù)學(xué)的角度來看這種處理帶來的誤差情況。將截?cái)嘈盘?hào)譜XT(ω)與原始信號(hào)譜X(ω)相比較可知，它已不是原來的兩條譜線，而是兩段振蕩的連續(xù)譜.原來集中在f0處的能量被分散到兩個(gè)較寬的頻帶中去了，這種現(xiàn)象稱之為頻譜能量泄漏。信號(hào)的幅值域分析周期信號(hào)及隨機(jī)信號(hào)一定是功率信號(hào)，非周期的絕對(duì)可積（和）一定是能量信號(hào)61.平順性研究目的研究平順性的主要目的就是控制汽車振動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性，使振動(dòng)的“輸出”在給定工況的“輸入”下不超過一定界限，以保持乘員的舒適性。其基本內(nèi)容為：I)人體對(duì)振動(dòng)的反應(yīng)和平順性的評(píng)價(jià)。2)振動(dòng)“輸入”——路面不平度的統(tǒng)計(jì)特性。3)汽車振動(dòng)系統(tǒng)的簡(jiǎn)化，系統(tǒng)頻響特性和系統(tǒng)參數(shù)對(duì)“輸出”影響的分析。4)汽車平順性的測(cè)試62.汽車性能試驗(yàn)操縱穩(wěn)定性汽車操縱穩(wěn)定性的基本內(nèi)容及評(píng)價(jià)所用的物理參數(shù)1、轉(zhuǎn)向盤中間位置操縱穩(wěn)定性； 轉(zhuǎn)向靈敏度、轉(zhuǎn)向盤力特性2、方向盤角階躍輸入下的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)——轉(zhuǎn)向特性，方向盤角階躍輸入下的瞬態(tài)響應(yīng)； 穩(wěn)態(tài)橫擺角速度增益——轉(zhuǎn)向靈敏度，反應(yīng)時(shí)間、橫擺角速度波動(dòng)的無阻尼圓頻率3、橫擺角速度頻率響應(yīng)特性； 共振峰頻率、共振時(shí)的振幅比、相位滯后角、穩(wěn)態(tài)響應(yīng)4、回正性； 回正后剩余橫擺角速度與剩余橫擺角、達(dá)到剩余橫擺角速度的時(shí)間5、轉(zhuǎn)向半徑 ；最小轉(zhuǎn)向半徑6、轉(zhuǎn)向輕便性：原地轉(zhuǎn)向輕便性、低速行駛轉(zhuǎn)向輕便性、高速行駛轉(zhuǎn)向輕便性 ；轉(zhuǎn)向力與轉(zhuǎn)向功7、直線行駛性：側(cè)向風(fēng)穩(wěn)定性、路面不平度穩(wěn)定性、微曲率彎道行駛性 ；側(cè)向偏移與轉(zhuǎn)向操舵力矩梯度8、典型行駛工況性能：蛇行性能、移線性能、雙移線性能、 ；方向盤轉(zhuǎn)角、轉(zhuǎn)向力、側(cè)向加速度、橫擺角速度、側(cè)偏角、車速等9、極限行駛能力：圓周行駛極限側(cè)向加速度、抗側(cè)翻能力、發(fā)生側(cè)滑時(shí)控制能力等；極限側(cè)向加速度、極限車速、回至原來路徑所需時(shí)間汽車操縱穩(wěn)定性試驗(yàn)：六大實(shí)驗(yàn)，蛇形、階躍、脈沖、穩(wěn)態(tài)回轉(zhuǎn)、轉(zhuǎn)向回正、轉(zhuǎn)向輕便性。蛇行試驗(yàn)：測(cè)量變量：轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角、橫擺角速度、車身側(cè)傾角、通過有效標(biāo)樁區(qū)時(shí)間、側(cè)向加速度、車速測(cè)量?jī)x器：陀螺儀，方向盤轉(zhuǎn)角與力矩傳感器，車速傳感器結(jié)果表達(dá)：平均橫擺角速度與車速關(guān)系圖，平均轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角與車速關(guān)系圖，平均側(cè)身側(cè)傾角與車速關(guān)系圖，平均側(cè)向加速度與車速關(guān)系圖轉(zhuǎn)向瞬態(tài)響應(yīng)試驗(yàn)（方向盤轉(zhuǎn)角階躍輸入）測(cè)量變量：汽車前進(jìn)速度，轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角，橫擺角速度，車身側(cè)傾角，側(cè)向加速度，汽車重心側(cè)偏角。測(cè)量?jī)x器：陀螺儀，方向盤轉(zhuǎn)角與力矩傳感器，車速傳感器結(jié)果表達(dá)：橫擺角速度響應(yīng)時(shí)間，橫擺角速度峰值響應(yīng)時(shí)間，橫擺角速度超調(diào)量，側(cè)向加速度響應(yīng)時(shí)間，橫擺角速度總方差。試驗(yàn)曲線：橫擺角速度響應(yīng)時(shí)間與穩(wěn)態(tài)側(cè)向加速度的關(guān)系，側(cè)向加速度穩(wěn)態(tài)相應(yīng)與轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角的關(guān)系。轉(zhuǎn)向瞬態(tài)響應(yīng)試驗(yàn)（方向盤轉(zhuǎn)角脈沖輸入）測(cè)量變量：汽車前進(jìn)速度，轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角，橫擺角速度，側(cè)向加速度。測(cè)量?jī)x器：陀螺儀，方向盤轉(zhuǎn)角與力矩傳感器，車速傳感器轉(zhuǎn)向回正性能試驗(yàn)：測(cè)量變量：汽車前進(jìn)速度，汽車橫擺角速度，車身側(cè)向加速度。測(cè)量?jī)x器：陀螺儀，方向盤轉(zhuǎn)角傳感器，車速傳感器轉(zhuǎn)向輕便性試驗(yàn)：測(cè)量變量：汽車前進(jìn)速度，轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角，轉(zhuǎn)向盤作用力矩，轉(zhuǎn)向盤直徑。測(cè)量?jī)x器：陀螺儀，方向盤轉(zhuǎn)角與力矩傳感器，車速傳感器穩(wěn)態(tài)回轉(zhuǎn)性能試驗(yàn)：測(cè)量變量：汽車前進(jìn)速度，橫擺角速度，車身側(cè)傾角。測(cè)量?jī)x器：陀螺儀，車速傳感器希望測(cè)量變量：汽車重心側(cè)偏角，汽車縱向加速度，汽車側(cè)向加速度測(cè)試系統(tǒng)框圖：測(cè)試前端（方向盤，陀螺儀，車速傳感器），數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（全部模擬輸入，部分CAN總線），后處理軟件全部模擬輸入：模擬通道數(shù)，陀螺儀（9個(gè)模擬輸出，三個(gè)方向加速度，角速度和角度），方向盤（3個(gè)模擬輸出，力矩，角度，角速度），速度和位移（2個(gè)模擬輸出）。汽車整車性能測(cè)試汽車性能的定義：是指汽車能適應(yīng)各種使用條件而發(fā)揮最大工作效率的能力。它是決定汽車?yán)眯屎头奖阈缘慕Y(jié)構(gòu)特性表征。汽車性能主要包括::動(dòng)力性、燃油經(jīng)濟(jì)性、制動(dòng)性、操控穩(wěn)定性、平順性以及通過性等。汽車動(dòng)力性能的評(píng)定指標(biāo):汽車的動(dòng)力性是用汽車在良好路面上直線行駛時(shí)所能達(dá)到的平均行駛速度來表示。汽車動(dòng)力性主要用三個(gè)方面的指標(biāo)來評(píng)定：最高車速；汽車的加速時(shí)間；汽車所能爬上的最大坡度。1、汽車的最高車速（km/h)：指汽車在規(guī)定載重質(zhì)量條件下，在良好水平路面上能達(dá)到的最高行駛速度。 2、汽車的加速能力：指汽車在各種使用條件下迅速增加汽車行駛速度的能力。加速過程中加速用的時(shí)間越短、加速度越大和加速距離越短的汽車，加速性能就越好。3、汽車的上坡能力：上坡能力用汽車滿載時(shí)以最低擋位在堅(jiān)硬路面上等速行駛所能克服的最大坡度來表示，稱為最大爬坡度。它表示汽車最大牽引力的大小。不同類型的汽車對(duì)上述三項(xiàng)指標(biāo)要求各有不同。轎車與客車偏重于最高車速和加速能力，載重汽車和越野汽車對(duì)最大爬坡度要求較嚴(yán)。但不論何種汽車，為在公路上能正常行駛，必須具備一定的平均速度和加速能力。汽車的動(dòng)力性能可在道路或臺(tái)架上進(jìn)行檢測(cè)汽車的動(dòng)力性能可在道路或者臺(tái)架上進(jìn)行檢測(cè)。道路檢測(cè)主要是測(cè)定最高車速、加速能力和最大爬