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1、120102010 汽车测试基础复习大纲汽车测试基础复习大纲第第 1 章章 绪论绪论1. 测量与测试含义是否是一样？答：测量是以被测对象属性量值为目的的全部操作。测试技术则是测量技术测量技术与实验技术实验技术的综合。测试的过程过程是从客观事物中获取有用信息的认识过程，测试的目的目的是帮助人们认识各种现象的本质及其规律，同时也是科学研究的基本方法。2. 测试系统原理框图答：第第 2 章章 信号分析信号分析1.信号一般有哪几种分类方法？各分为哪几类？请简要说明。答： 从信号描述上分确定性信号 与 非确定性信号；从信号的幅值和能量上能量信号 与 功率信号；从分析域上时域信号 与 频域信号；从连续性连
2、续时间信号 与 离散时间信号；从可实现性物理可实现信号 与 物理不可实现信号。3. 周期信号和非周期信号的频谱图各有什么特点？答：周期信号频谱的特点 :（1）离散性 （2）谐波性 （3）收敛性 2非周期信号频谱特点：频谱是连续的，它是由无限多个、频率无限接近的频率成分所组成。谱线幅值在各频率上趋于无穷小。 4. 简要说明随机信号的主要特征参数以及它们的数学表达式。答：（P10）表示随机函数的单个时间历程 称为样本函数：一般用 概率统计 的特征量来描述。 特点为：（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。第第 3 章章
3、测试测试装置装置1.测试系统的基本构成。答：信号的传感部分，信号的调理部分，信号的显示与存储部分。（P12）2.测量装置有哪些静态特性指标；何谓测试系统的动态特性？答：重复性，灵敏度，回程误差，线性度；分辨力与分辨率，零点漂移，测量范围，零点漂移。（P13）系统的动态特性：指输入量随时间变化时，其输出随输入而变化的关系，这种关系的正确性直接影响测试结果。3.测试系统的传递函数。（P17）答：定义：定义：在初始状态为零的条件下，输出量和输入量两者的拉式变换之比定义为传递函数 H（s）：特点：（1）H（s）描述了系统本身的动态特性，它与输入量和初始条件无关。（2）H（s）不说明被描述系统的物理结构
4、，不管是电路系统，还是机械系统，只要动态特性相似，就可用同一类型传递函数 H(s)来描述。（3）H（s）对于实际的物理系统，输入 x(t)和输出 y(t)均具有各自的量纲，用传递函数描述系统的传输、转换特性，理应真实地反映量纲的变换关系。3（）H（s）中间的分母取决于系统的结构。（激励点位置、输入方式、被测量、测点布置）5. 测试系统的频响函数定义及其物理意义。（P18）答：定义：是在正弦信号的激励下，测试装置达到稳态后输出和输入之间的关系。物理意义：频率响应函数是在频率域中描述和考察系统特性的。利用它可以 从频率域形象、直观、定量地表征测试系统的动态特性。5.简述不失真测量的基本条件。（P2
5、7）答：其幅频和相频特性应分别满足 6. 对于二阶装置，设计时为何要取阻尼比 =0.60.8？ (P13-30)第第 4 4 章章 常用传感器及其测量电路常用传感器及其测量电路1.常用传感器的分类,以及每种传感器的基本工作原理、结构、测量电路与使用特点，并举例加以说明。2.传感器的选用原则。传感器的灵敏度与精确度越高越好么，为什么？3.哪些传感器可以用作小位移传感器？4.差动式传感器的特点及应用范围。5.磁电式(光电式)传感器的类型及在汽车测试中的典型应用实例。6.电感传感器(自感型)的灵敏度与哪些因素有关，要提高灵敏度可采取那些措施？采取这些措施会带来什么后果？7. 电容传感器、电感传感器、
6、电阻应变片传感器的测量电路有何异同？8.电阻丝应变片与半导体应变片在工作原理上有何区别？各有何优缺点？应如何根据具体情况选用？答：一般的应变片，不管是金属应变片，还是半导体应变片，都是基于材料的压阻效应应力使电阻发生改变的现象来工作的。4半导体应变片：在较小功率下具有较高的灵敏度和较大的电阻变化；电阻丝应变片：温度稳定性较好，线性度高，应变范围大，使用方便。如何选用：要求灵敏度高时选用半导体应变片，要求温度稳定性较好、线性度高、应变范围大时选用电阻丝应变片。9.何谓霍尔效应？其物理本质是什么？用霍尔元件可测量那些物理量？请举出三个例子说明？答：金属或半导体薄片置于磁场中，当有电流流过时，在垂直
7、于电流和磁场的方向上将产生电动势，这种物理现象称为霍尔效应。其物理本质是由于运动电荷受到磁场中的洛伦兹力作用形成的。用霍尔元件可测量位移、力、加速度和转速等。例子：1、位移测量：将线性霍尔传感器放在两块磁铁中间，其磁感应强度为零。这个位置可以作为位移的零点（如下图），当霍尔传感器在 x 方向上有位移时，霍尔元件有一电压输出。（P52）2、测力：霍尔元件装在悬臂梁一端通过测量位移的变化测出力的大小。3、测转速：当齿对准霍尔元件时，磁力线集中穿过霍尔元件，可产生较大的霍尔电动势，放大、整形后输出高电平；反之，当齿轮的空挡对准霍尔元件时，输出为低电平。 510.什么叫电涡流效应？概述电涡流式传感器的
8、基本结构与工作原理。答：当线圈中流过高频交变电流 i，并且让 线圈靠近金属导体时，线圈中产生交变磁通 ，此交变磁通使邻近的金属板表面产生感应电流 i1。这种感应电流在金属体内是闭合的，故称“涡电流”。基本结构：工作原理：金属体上产生的涡电流产生交变磁通 1，它与线圈磁通 相互作用，从而使线圈的等效阻抗 Z 发生变化。该变化程度受线圈与金属导体之间的间距 、金属导体的磁导率 、电阻率 、线圈的激励圆频率 等参数的影响。根据等效阻抗 Z 的变化（主要是自感的变化），就可以检测出其中某一参数的变化，从而获得有关物理量变化的信息。11.弹性元件的弹性特性用什么表示？各自的定义是什么？答：（补充弹弹性特
9、性性特性：作用在弹性敏感元件上的外力与其引起的相应变形(应变、位移或转角)之间的关系称为弹性元件的弹性特性，它可能是线性的,也可能是非线性的。）6弹性特性用刚刚度度和灵敏度灵敏度表示。 。刚刚度度是弹性敏感元件在外力作用下抵抗变形的能力，一般用 k 表示，K=dF/dx；灵敏度灵敏度是刚度的倒数，一般用 Sn 表示，Sn= dx /dF。12. 以变气隙式自感传感器位移为例，分析、比较传感器差动与非差动式的灵敏度。答：从曲从曲线图线图可以看出：差可以看出：差动动式式电电感感传传感器感器的线性较好，且输出曲线较陡，灵敏度约为非差动式电感传感器的两倍，灵敏度高。 （PPT-62）非差非差动动式式电
10、电感感传传感器感器灵敏度相对较低，线性范围小，测量精度较低。13.有一批涡轮机叶片，需要检测是否有裂纹，请列举出两种以上方法，并简述所用传感器工作原理。答：1）涡电流式电感传感器 （P39）原理:涡涡流效流效应应。 。当线圈中流过高频交变电流 i，并且让 线圈靠近金属导体时，线圈中产生交变磁通 ，此交变磁通使邻近的金属板表面产生感应电流 i1。这种感应电流在金属体内是闭合的，故称“涡电流”。涡电流也将产生交变磁通1，并与线圈磁通 相互作用，从而使线圈的等效阻抗 Z 发生变化 。曲线曲线1、2为为L1、L2 的特性，的特性，3为差动特性为差动特性72）超声波传感器 （P56）原理：超声波在遇到两
11、种介质的分界面（例如钢板与空气的交界面）时，能产生明显的反射和折射现象，超声波的频率越高，其声场指向性就愈好。发射原理把铁磁材料置于交变磁场中，产生机械振动，发射出超声波； 接受原理当超声波作用在磁质材料上时，使磁质材料磁场变化，使线圈产生感应电势输出。14.设计利用霍尔元件测量转速的装置，并说明其原理。答：霍霍尔尔效效应应：金属或半：金属或半导导体薄片置于磁体薄片置于磁场场中，当有中，当有电电流流流流过时过时，在垂直于，在垂直于电电流和流和磁磁场场的方向上将的方向上将产产生生电动势电动势， ，这这种物理种物理现现象称象称为为霍霍尔尔效效应应。 。测量原理：在被测的旋转体上装一磁体，旋转时，每
12、当磁体经过霍尔元件，霍尔元件就发出一个信号，经放大整形得到脉冲信号，也有的霍尔元件可直接输出脉冲信号，送运算，两个脉冲的间隔时间就是周期，由周期可换算出转速；也可记数单位时间内的脉冲数，再换算出转速。8第第 5 5 章章 信号处理信号处理1.什么是调制和解调，调制和解调的作用是什么?2.交流电桥可作为哪些传感器的测量电路?3.常用的调幅（调频）电路有哪些?相应的解调电路是什么?4.低通、高通、带通及带阻滤波器各有什么特点?它们的频率特性函数的关系是什么，画出它们的理想幅频特性图? 5.试用一阶 RC 低通滤波器和 RC 高通滤波器构成 RC 带阻滤波器，画出其电路图。6.调幅波是否可以看做是载波与调制信号的叠加，为什么？7什么是滤波器的品质因数？它与滤波器频率分辨力有何关系？8.调频信号与调幅信号有何相同之处？有何不同之处？第第 6 6 章章 测量误差分析测量误差分析1.什么是误差，简要说明误差的来源；相对误差和绝对误差如何定义。2.简要说明系统误差的分类，如何消除。3. 间接测量的结果应如何分析误差。第第 7 7 章章 静态、动态测试数据处理静态、动态测试数据处理1.简述动态测试数据的分类。2.简要说明试验数据的时域、幅值域、频域的分析方法。3.试对已知的一组试验数据进行回归分析。9
