汽車(chē)工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)(第一章-第三章)

汽車(chē)工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)學(xué)時(shí)/學(xué)分：30/2教材：汽車(chē)拖拉機(jī)試驗(yàn)學(xué)/李杰敏主編.北京：機(jī)械工業(yè)出版社課程性質(zhì)：考查參考資料：1、汽車(chē)試驗(yàn)工程/安相璧主編.北京：國(guó)防工業(yè)出版社2、汽車(chē)試驗(yàn)學(xué)/何耀華.北京：人民交通出版社3、機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)(第2版)/黃長(zhǎng)藝.北京：機(jī)械工業(yè)出版社2023/2/51

本課程研究的對(duì)象是汽車(chē)工程試驗(yàn)中測(cè)試系統(tǒng)的靜態(tài)、動(dòng)態(tài)特性靜、動(dòng)態(tài)測(cè)試中的常用傳感器特性和與之匹配的測(cè)量電路及記錄儀器的結(jié)構(gòu)與工作原理，電子計(jì)算機(jī)在測(cè)試系統(tǒng)中的應(yīng)用，測(cè)試信號(hào)的分析和數(shù)據(jù)處理方法等。汽車(chē)工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)2023/2/52第一章概論汽車(chē)工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)第二章測(cè)試裝置的技術(shù)特性第三章傳感器第四章信號(hào)的中間變換與傳輸?shù)谖逭掠涗泝x器第六章測(cè)量誤差分析2023/2/53第一章概論汽車(chē)工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)1.1汽車(chē)拖拉機(jī)試驗(yàn)概況

一、汽車(chē)試驗(yàn)在汽車(chē)工業(yè)發(fā)展中的重要性汽車(chē)拖拉機(jī)試驗(yàn)是伴隨其工業(yè)的建立和發(fā)展而逐漸成長(zhǎng)起來(lái)的，汽車(chē)拖拉機(jī)工業(yè)發(fā)展到今天的水平與其試驗(yàn)研究工作是分不開(kāi)的。技術(shù)上許多新的發(fā)現(xiàn)和突破以及新設(shè)計(jì)的或現(xiàn)生產(chǎn)的產(chǎn)品，即使在設(shè)計(jì)和制造上考慮得非常周密也都必須以試驗(yàn)測(cè)試為基礎(chǔ)經(jīng)過(guò)試驗(yàn)來(lái)檢驗(yàn)。試驗(yàn)是有助于人們深入了解汽車(chē)拖拉機(jī)在實(shí)際使用中各種現(xiàn)象的本質(zhì)和規(guī)律，并推動(dòng)其技術(shù)進(jìn)步的一種極為重要的方法；它是保證產(chǎn)品性能、提高產(chǎn)品質(zhì)量和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的重要手段。2023/2/54汽車(chē)工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)

二、汽車(chē)試驗(yàn)技術(shù)的發(fā)展

試驗(yàn)內(nèi)容：探索性試驗(yàn)、新結(jié)構(gòu)的原理試驗(yàn)、獲取原始控制數(shù)據(jù)的標(biāo)定試驗(yàn)，為產(chǎn)品、結(jié)構(gòu)改進(jìn)提供支持的功能試驗(yàn)，產(chǎn)品工藝的驗(yàn)證試驗(yàn)，整車(chē)及總成部件的可靠性、耐久性試驗(yàn)、產(chǎn)品質(zhì)量控制試驗(yàn)等。1、汽車(chē)試驗(yàn)方法的發(fā)展試驗(yàn)內(nèi)容逐年增加試驗(yàn)方法不斷更新高等級(jí)、高速公路的發(fā)展帶來(lái)了汽車(chē)速度的顯著提高，需更新試驗(yàn)方法；汽車(chē)法規(guī)的日漸嚴(yán)格，需要更新試驗(yàn)方法；人們對(duì)汽車(chē)要求的日益提高，需要更新試驗(yàn)方法；試驗(yàn)技術(shù)的進(jìn)步也會(huì)帶來(lái)試驗(yàn)方法得變化。2023/2/55汽車(chē)工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)2、汽車(chē)試驗(yàn)儀器設(shè)備發(fā)展的特征高精度、高效率；自動(dòng)化程度越來(lái)越高；功能集成；在試驗(yàn)室再現(xiàn)各種試驗(yàn)環(huán)境；2023/2/56汽車(chē)工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)1.2汽車(chē)試驗(yàn)的分類(lèi)

一、按試驗(yàn)特征分類(lèi)汽車(chē)試驗(yàn)場(chǎng)試驗(yàn)室外道路試驗(yàn)室內(nèi)臺(tái)架試驗(yàn)二、按試驗(yàn)對(duì)象分類(lèi)整車(chē)試驗(yàn)總成與各大系統(tǒng)試驗(yàn)零部件試驗(yàn)2023/2/57汽車(chē)工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)

三、按試驗(yàn)?zāi)康姆诸?lèi)質(zhì)檢試驗(yàn)新產(chǎn)品定型試驗(yàn)科研試驗(yàn)：產(chǎn)品研發(fā)試驗(yàn)、材料試驗(yàn)、工藝試驗(yàn)、試驗(yàn)研究試驗(yàn)四、各類(lèi)試驗(yàn)的關(guān)系無(wú)論何種試驗(yàn)對(duì)象（整車(chē)、總成、零部件），何種試驗(yàn)?zāi)康模ㄙ|(zhì)檢、定型、科研），均需進(jìn)行室內(nèi)臺(tái)架試驗(yàn)、汽車(chē)試驗(yàn)場(chǎng)試驗(yàn)和室外道路試驗(yàn)。2023/2/58汽車(chē)工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)1.3本課程研究的對(duì)象傳感器的原理、構(gòu)造、性能及應(yīng)用信號(hào)的中間變換與傳輸信號(hào)的記錄、補(bǔ)償與傳輸試驗(yàn)數(shù)據(jù)的采集測(cè)量的誤差分析靜態(tài)數(shù)據(jù)處理動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)處理測(cè)試系統(tǒng)的組成及系統(tǒng)特征分析2023/2/59第二章測(cè)試裝置的技術(shù)特性汽車(chē)工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)2.1測(cè)試的基本概念一、測(cè)試、信息和信號(hào)的概念1、測(cè)試——測(cè)試是人們認(rèn)識(shí)客觀事物的方法。測(cè)試過(guò)程是從客觀事物中提取有關(guān)信息的認(rèn)識(shí)過(guò)程。測(cè)試包含測(cè)量與試驗(yàn)，在測(cè)試過(guò)程中，借助專(zhuān)門(mén)設(shè)備，通過(guò)合適的試驗(yàn)和必要的數(shù)據(jù)處理，求得所研究對(duì)象的有關(guān)信息量值。

2023/2/510汽車(chē)工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)3、信號(hào)——一般說(shuō)傳輸信息的載體稱(chēng)為信號(hào)，信息蘊(yùn)含于信號(hào)之中。

例如：古代的烽火，人們觀察到的是光信號(hào)，它所蘊(yùn)含的信息是“敵人進(jìn)攻來(lái)了”；無(wú)線電通訊中，電磁波信號(hào)運(yùn)載著各種聲音信號(hào)。

信號(hào)具有能量，它描述了物理量的變化過(guò)程，在數(shù)學(xué)上可以表示為一個(gè)或幾個(gè)獨(dú)立變量的函數(shù)，可以取為隨時(shí)間或空間變化的圖形。例如：噪聲信號(hào)可以表示為一個(gè)時(shí)間函數(shù)；機(jī)械零件的表面粗糙度，可以表示為一個(gè)二元空間變量的高度函數(shù)。2、信息——一般可理解為消息、情報(bào)或知識(shí)，信息是事物運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)和方式。信息本身不是物質(zhì)，不具有能量，但信息的傳輸依靠物質(zhì)和能量。例如：人類(lèi)的語(yǔ)言文字是社會(huì)信息；商品報(bào)道是經(jīng)濟(jì)信息；遺傳密碼是生物信息。

2023/2/511汽車(chē)工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)（2）按信號(hào)能否用明確的時(shí)間函數(shù)關(guān)系描述，信號(hào)分為：非電信號(hào)——隨時(shí)間變化的力、位移、加速度、速度等屬于非電信號(hào)。

電信號(hào)——隨時(shí)間變化的電壓、電流、電荷、磁通等屬于電信號(hào)。

確定性信號(hào)——可用明確的數(shù)學(xué)關(guān)系式來(lái)描述的信號(hào)稱(chēng)為確定性信號(hào)。確定性信號(hào)又可分為：周期信號(hào)——經(jīng)過(guò)一定時(shí)間可以重復(fù)出現(xiàn)的信號(hào)，稱(chēng)為周期信號(hào)。周期信號(hào)包括簡(jiǎn)諧周期信號(hào)和復(fù)雜的周期信號(hào)。非周期信號(hào)——具有瞬變性，包括準(zhǔn)周期信號(hào)和瞬態(tài)信號(hào)。

4、信號(hào)的分類(lèi)（1）按信號(hào)變化的物理性質(zhì)，可將信號(hào)分為：

2023/2/512汽車(chē)工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)5、測(cè)試信號(hào)的分析處理信號(hào)的分析處理——指從傳感器等一次敏感元件獲得初始信息，用一定的設(shè)備和手段進(jìn)行分析處理。如圖2－1所示：信息源傳感器中間變換分析處理記錄存貯噪聲噪聲噪聲被測(cè)非電量圖2－1信息、信號(hào)的轉(zhuǎn)換、傳輸與分析處理隨機(jī)信號(hào)（非確定性信號(hào)）——不能用明確的數(shù)學(xué)關(guān)系式描述的信號(hào)，稱(chēng)為隨機(jī)信號(hào)。它的幅值、相位變化不可預(yù)知，所描述的物理現(xiàn)象是一種隨機(jī)過(guò)程。例如：汽車(chē)行駛時(shí)所產(chǎn)生的振動(dòng)；樹(shù)葉的隨風(fēng)飄動(dòng)；飛機(jī)在大氣流中的浮動(dòng)。2023/2/513汽車(chē)工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)

一個(gè)測(cè)試信號(hào)中包含著豐富的信息，其中包含著反映被測(cè)物理系統(tǒng)的狀態(tài)或特性的有用的信息，也常常包含大量人們不感興趣的其他信息（干擾噪聲）。

有用的信息——是人們認(rèn)識(shí)客觀事物的內(nèi)在規(guī)律，研究分析事物之間的相互關(guān)系，預(yù)測(cè)未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)的依據(jù)。干擾噪聲——是在測(cè)試過(guò)程中不可避免地滲入測(cè)試系統(tǒng)的。

對(duì)測(cè)試信號(hào)的分析處理，比如濾波、調(diào)制、放大等，就是對(duì)信號(hào)的加工變換，其目的是改變信號(hào)的形式，便于分析和識(shí)別、濾除干擾噪聲、提取有用信息，便于對(duì)所研究的事物作出估計(jì)。

2023/2/514汽車(chē)工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)時(shí)域分析——又稱(chēng)為波形分析，是用信號(hào)的幅值隨時(shí)間變化的圖形或表達(dá)式來(lái)分析，可以得到任一時(shí)刻的瞬時(shí)值或信號(hào)的最大值、最小值、均值、均方根值等。頻域分析——又稱(chēng)為頻譜分析，是把信號(hào)的幅值、相位或能量變換為以頻率坐標(biāo)軸表示，進(jìn)而分析其頻率特性的一種方法。

二、測(cè)試系統(tǒng)的組成測(cè)試系統(tǒng)——由若干相互聯(lián)系、相互作用的傳感器和儀器設(shè)備等元件為實(shí)現(xiàn)一定測(cè)試目的而組成的有機(jī)整體。非電物理量的測(cè)試與控制技術(shù)，廣泛應(yīng)用于汽車(chē)拖拉機(jī)試驗(yàn)中，非電量的電測(cè)系統(tǒng)是最常用的測(cè)試系統(tǒng)。一個(gè)完整的測(cè)試系統(tǒng)包括：傳感器、信號(hào)調(diào)節(jié)器、顯示和記錄儀器數(shù)據(jù)處理器、外圍設(shè)備、定度設(shè)備、校準(zhǔn)設(shè)備（圖2－2所示）。

信號(hào)分析有時(shí)域分析法和頻域分析法：2023/2/515汽車(chē)工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)（1）傳感器——將輸入的被測(cè)非電物理量轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。（2）信號(hào)調(diào)節(jié)器——將傳感器輸出的電信號(hào)變換成傳輸不失真且便于記錄、處理的電信號(hào)，如信號(hào)源的阻抗變換，信號(hào)的放大、衰減與波形變換，信號(hào)濾波，多路信號(hào)切換等。（3）記錄、顯示器——記錄或顯示信號(hào)調(diào)節(jié)器輸出的信號(hào)。顯示必要的數(shù)據(jù)變化圖形，供直接觀察分析，或?qū)⑵浔４?，供后續(xù)儀器分析、處理。傳感器信號(hào)調(diào)節(jié)器數(shù)據(jù)處理及其外圍設(shè)備記錄、顯示器圖2－2測(cè)試系統(tǒng)框圖

被測(cè)非電量定度設(shè)備定度設(shè)備2023/2/516汽車(chē)工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)（4）數(shù)據(jù)處理器——將記錄的信號(hào)按測(cè)試目的與要求提取有用信息，通過(guò)專(zhuān)用計(jì)算機(jī)進(jìn)行分析、處理，如概率統(tǒng)計(jì)分析、相關(guān)分析、功率譜分析和傳遞特性分析等。（5）定度和校準(zhǔn)設(shè)備——是測(cè)試系統(tǒng)的附加設(shè)備。測(cè)試前要對(duì)傳感器及測(cè)試系統(tǒng)確定其輸入與輸出物理量轉(zhuǎn)換關(guān)系的定度曲線，并根據(jù)一種較高準(zhǔn)確度的參考儀器進(jìn)行校準(zhǔn)，確定整個(gè)測(cè)試系統(tǒng)的精度。

三、對(duì)測(cè)試系統(tǒng)的要求其主要特性

1、對(duì)測(cè)試系統(tǒng)的要求

從測(cè)試對(duì)象、測(cè)試目的和要求出發(fā)，使其達(dá)到技術(shù)上合理，經(jīng)濟(jì)上節(jié)約；綜合考慮精度要求、使用環(huán)境及被測(cè)物理量變化的快慢、測(cè)量范圍、成本費(fèi)用及自動(dòng)化程度等因素。

應(yīng)當(dāng)具有單值的、確定的輸入—輸出關(guān)系，最好呈線性關(guān)系。

2023/2/517汽車(chē)工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)2、測(cè)試系統(tǒng)的基本特性

所謂測(cè)試系統(tǒng)的特性是系統(tǒng)的輸出y(t)與輸入x(t)關(guān)系。按被測(cè)試量在測(cè)試中的狀態(tài)，測(cè)試系統(tǒng)的基本特性有：靜態(tài)特性——當(dāng)被測(cè)試量不隨時(shí)間變化或變化很緩慢時(shí)，測(cè)試系統(tǒng)的輸出和輸入之間的關(guān)系稱(chēng)為靜態(tài)特性。動(dòng)態(tài)特性——被測(cè)試量隨時(shí)間變化時(shí)，測(cè)試系統(tǒng)的輸出和輸入之間的關(guān)系稱(chēng)為動(dòng)態(tài)特性。

3、工程測(cè)試問(wèn)題就是要處理輸入量X(t)、系統(tǒng)的傳輸或轉(zhuǎn)換特性h(t)和輸出量y(t)三者之間的關(guān)系。測(cè)試系統(tǒng)輸入輸出圖2－3測(cè)試系統(tǒng)、輸入和輸出2023/2/518汽車(chē)工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)(1)如果已知，通過(guò)對(duì)的觀察分析，就能推斷出相應(yīng)的——測(cè)量；

(2)如果已知，通過(guò)對(duì)的觀察分析，就能推斷出——系統(tǒng)或儀器的定度過(guò)程；

(3)如果和已知，則可以推斷和估計(jì)——輸出信號(hào)的預(yù)測(cè)。

4、理想的測(cè)試儀器或測(cè)試系統(tǒng)應(yīng)該具有單值的、確定的輸入—輸出關(guān)系，并且最好是一個(gè)單向線性系統(tǒng)。單向系統(tǒng)——測(cè)試系統(tǒng)對(duì)被測(cè)量的反作用影響可以忽略。線性系統(tǒng)——輸入和輸出是線性關(guān)系。單值函數(shù)——一個(gè)自變量對(duì)應(yīng)一個(gè)因變量，具有唯一性。2023/2/519汽車(chē)工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)2.2測(cè)試裝置的靜態(tài)特性測(cè)試裝置的靜態(tài)特性——表示被測(cè)量處于穩(wěn)定狀態(tài)，輸入和輸出都是不隨時(shí)間變化的常量。任一靜態(tài)系統(tǒng)的輸入、輸出關(guān)系可用下式表示：其中：——系統(tǒng)的輸入（被測(cè)量）——系統(tǒng)的輸出（測(cè)試結(jié)果）——常數(shù)

當(dāng)時(shí)，表示即使在沒(méi)有輸入的情況下仍有輸出，即當(dāng)x(t)=0時(shí)，y(t)=a0通常稱(chēng)為系統(tǒng)的零點(diǎn)漂移。（2－1）2023/2/520汽車(chē)工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)

測(cè)試裝置的靜態(tài)特性指標(biāo)的表征參數(shù)：靈敏度、非線性度、回程誤差。一、靈敏度1、當(dāng)測(cè)試裝置的輸入，有一個(gè)增量，引起輸出發(fā)生相應(yīng)的變化，則稱(chēng)為該測(cè)試裝置的靈敏度。靈敏度是一個(gè)有量綱量。2、放大倍數(shù)——當(dāng)測(cè)試裝置的輸入和輸出為同一量綱時(shí)，靈敏度常稱(chēng)為放大倍數(shù)，此時(shí)靈敏度是無(wú)量綱量。放大倍數(shù)2023/2/521汽車(chē)工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)3、靈敏度漂移實(shí)際在被測(cè)量不變的情況下，由于外界環(huán)境條件等因素的變化，也可能引起測(cè)試裝置輸出的變化，最后表現(xiàn)為靈敏度的變化，由此引起測(cè)試裝置靈敏度的變化稱(chēng)為靈敏度漂移。靈敏度漂移的根源是表達(dá)式中系數(shù)的變化所致。比如溫度改變引起測(cè)試儀器中電子元件參數(shù)的變化或機(jī)械部件尺寸和材料的變化特性等。2023/2/522汽車(chē)工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)二、非線性度1、定度曲線（實(shí)際特性曲線）在靜態(tài)測(cè)試中，通常用試驗(yàn)的方法求取裝置的輸入、輸出關(guān)系曲線，這種關(guān)系曲線稱(chēng)為定度曲線。2、擬合直線（理想直線）擬合直線的確定通常采用通過(guò)座標(biāo)原點(diǎn)，并與定度曲線間的偏差的均方值（）為最小來(lái)確定。3、非線性度定度曲線偏離其擬合直線的程度就是非線性度。4、非線性度的表示在測(cè)試裝置的標(biāo)稱(chēng)輸出范圍A內(nèi)，定度曲線與該擬合直線的最大偏差B與A的比值來(lái)表示非線性度。2023/2/523汽車(chē)工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)非線性度=三、回程誤差（遲滯誤差）1、滯后量實(shí)際測(cè)試裝置對(duì)同一大小的輸入量，其正向輸入（輸入量由小增大）和反向輸入（輸入量由大到?。┑妮敵隽繑?shù)值的不同，其差值稱(chēng)為滯后量。2、回程誤差測(cè)試裝置全量程A內(nèi)的最大滯后量和A之比值稱(chēng)為回程誤差：2023/2/524汽車(chē)工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)四、重復(fù)性同一測(cè)試系統(tǒng)在相同的測(cè)試條件下對(duì)同一測(cè)試對(duì)象進(jìn)行多次測(cè)量，其各次測(cè)試結(jié)果的接近程度。隨機(jī)誤差大，測(cè)試的重復(fù)性就差。五、分辨率分辨率是指測(cè)試系統(tǒng)能測(cè)量到最小輸入量變化的能力，即能引起輸出量發(fā)生變化的最小輸入變化量，用△X表示。2023/2/525汽車(chē)工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)2.3測(cè)試裝置的動(dòng)態(tài)特性測(cè)試裝置的動(dòng)態(tài)特性——指測(cè)試裝置的輸入量隨時(shí)間變化時(shí)，其輸出隨輸入而變化的關(guān)系。測(cè)試裝置的輸入量變化時(shí)，其輸出量會(huì)受到：研究對(duì)象的動(dòng)態(tài)特性的影響測(cè)試裝置動(dòng)態(tài)特性的影響為降低和消除測(cè)試裝置的動(dòng)態(tài)特性給測(cè)量帶來(lái)的誤差，必須掌握并考察測(cè)試裝置的動(dòng)態(tài)特性，為此要建立數(shù)學(xué)模型測(cè)試裝置一般是線性系統(tǒng)，所以它們的數(shù)學(xué)模型是常系數(shù)線性微分方程。當(dāng)描述一個(gè)系統(tǒng)的微分方程已知，研究系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性的最基本的方法是解微分方程式。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是物理意義比較明確，并能給出全過(guò)程的數(shù)值解。2023/2/526汽車(chē)工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)但在工程應(yīng)用中有一些實(shí)際困難：高階系統(tǒng)計(jì)算工作量非常大（僅適于三、四階以下的方程式分析）從整個(gè)求解過(guò)程中看不到系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與元件對(duì)系統(tǒng)性能的影響，也不能表達(dá)出各元件之間的相互聯(lián)系在實(shí)際工程問(wèn)題中并不需要精確計(jì)算系統(tǒng)的全部數(shù)值解，只要能判斷系統(tǒng)過(guò)渡過(guò)程的特征，得到能指導(dǎo)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性進(jìn)一步改善的方法。因此在工程實(shí)踐中發(fā)展了一些簡(jiǎn)單有效的變換方法，其中最常用的就是拉普拉斯變換（拉氏變換）與傅立葉變換（傅氏變換）。變換——在分析與時(shí)間變化有關(guān)的信號(hào)與系統(tǒng)特性時(shí)，為了方便而常對(duì)時(shí)間函數(shù)在數(shù)學(xué)上實(shí)行某種改造，即從時(shí)域轉(zhuǎn)換到頻域的數(shù)學(xué)改造。2023/2/527汽車(chē)工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)對(duì)于周期信號(hào)可以通過(guò)傅里葉級(jí)數(shù)實(shí)現(xiàn)這種改造，得到離散的頻率譜或幅值譜。

對(duì)于瞬態(tài)信號(hào)可以通過(guò)傅立葉積分實(shí)現(xiàn)得到連續(xù)的頻譜。對(duì)于隨機(jī)信號(hào)，由于信號(hào)本身不滿足存在變換的條件，一般要先對(duì)原信號(hào)進(jìn)行相關(guān)處理，然后再進(jìn)行傅里葉變換，這時(shí)得到的頻譜圖稱(chēng)為功率譜密度函數(shù)。傅里葉變換對(duì)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)分析確實(shí)很重要，但它也受到一些限制：傅里葉變換常常包含有難于處理的廣義積分工程應(yīng)用中的許多激勵(lì)作用，其傅立葉級(jí)數(shù)往往是不收斂的（階躍、正弦函數(shù)）。而在拉氏變換中引入“收斂因子”，可以解決以上的這種限制。2023/2/528汽車(chē)工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)采用試驗(yàn)的方法研究分析測(cè)試裝置的動(dòng)態(tài)特性：根據(jù)測(cè)試裝置實(shí)際工作時(shí)最常見(jiàn)的輸入信號(hào)的形式，選擇一些典型信號(hào)并將這些典型信號(hào)作為測(cè)試裝置的輸入，然后測(cè)出其輸出，進(jìn)而對(duì)該測(cè)試裝置的動(dòng)態(tài)特性作出分析和評(píng)價(jià)。分析時(shí)，即可在時(shí)間域（時(shí)域分析），也可在頻率域（頻域分析）進(jìn)行，并分別定義出一系列動(dòng)態(tài)特性參數(shù)。數(shù)學(xué)模型——定量地描述系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性，揭示系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)參數(shù)與動(dòng)態(tài)性能之間的數(shù)學(xué)表達(dá)式稱(chēng)為數(shù)學(xué)模型。例如：微分方程、差分方程、統(tǒng)計(jì)學(xué)方程、傳遞函數(shù)、頻率特性式以及各種響應(yīng)式都稱(chēng)為數(shù)學(xué)模型。典型信號(hào)——有正弦信號(hào)、單位脈沖信號(hào)、單位階躍信號(hào)斜坡信號(hào)、單位加速度信號(hào)、指數(shù)信號(hào)等。2023/2/529拉氏變換汽車(chē)工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)一、拉氏變換的定義若為時(shí)變數(shù)

的函數(shù)，且時(shí)，。則函數(shù)的拉氏變換定義為：式中：——拉氏變換符號(hào)＝б+jω為復(fù)數(shù)，有時(shí)稱(chēng)變量S為復(fù)頻域——的拉氏變換函數(shù)，即象函數(shù)——對(duì)應(yīng)為的原函數(shù)2023/2/530汽車(chē)工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)二、典型時(shí)間信號(hào)函數(shù)（信號(hào)）的拉氏變換1、正弦信號(hào)函數(shù)由歐拉公式：2023/2/531汽車(chē)工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)拉氏變換為：2023/2/532汽車(chē)工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)2、單位階躍信號(hào)函數(shù)拉氏變換為：推廣到常數(shù)K的拉氏變換為：2023/2/533汽車(chē)工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)3、指數(shù)信號(hào)函數(shù)拉氏變換為：2023/2/534汽車(chē)工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)4、斜坡信號(hào)函數(shù)拉氏變換為：2023/2/535汽車(chē)工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)5、單位加速度信號(hào)函數(shù)拉氏變換為：2023/2/536汽車(chē)工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)6、單位脈沖信號(hào)函數(shù)定義：拉氏變換為：2023/2/537汽車(chē)工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)三、拉氏變換表象函數(shù)原函數(shù)象函數(shù)原函數(shù)表2－1拉氏變換表2023/2/538汽車(chē)工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)四、拉氏變換定理1、線性定理若是任意兩個(gè)復(fù)常數(shù)，且（即的拉氏變換存在），則證明：可見(jiàn)：時(shí)間函數(shù)和的拉氏變換等于每個(gè)時(shí)間函數(shù)拉氏變換之和。例1：已知，求。2023/2/539汽車(chē)工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)2、平移定理若，則有證明：可見(jiàn)：在時(shí)域中乘以的效果，是其在復(fù)變量域中把平移為，是復(fù)域平移定理，對(duì)求算有指數(shù)時(shí)間函數(shù)項(xiàng)的復(fù)合時(shí)間函數(shù)的拉氏變換時(shí)較方便。例2：求。2023/2/540汽車(chē)工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)3、微分定理若，則有式中為函數(shù)在時(shí)刻的值，即為的初始值證明：此處采用分部積分法：，取2023/2/541汽車(chē)工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)同理，二階導(dǎo)數(shù)的拉氏變換為：階導(dǎo)數(shù)的拉氏變換為式中分別為各階導(dǎo)數(shù)在時(shí)的值。如果這些初始值均為零，則有：例3：求的拉氏變換。2023/2/542OH3.1汽車(chē)工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)4、積分定理若，則式中是在時(shí)刻的值，或稱(chēng)積分的初始值。證明：2023/2/543汽車(chē)工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)同理：式中分別是的各重積分在時(shí)刻的值。若這些積分的初始值均為零，則有：例4：求。2023/2/544汽車(chē)工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)5、終值定理若，則證明：由微分定理令，有又因，得2023/2/545汽車(chē)工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)由以上兩式及s與f(0)無(wú)關(guān)，有：得到：所以：例5：已知，求2023/2/546汽車(chē)工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)6、初值定理證明：由拉氏變換的定義：由于：所以：因而：例6：已知，求7、卷積定理2023/2/547汽車(chē)工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)（一）線性系統(tǒng)及其主要性質(zhì)時(shí)不變系統(tǒng)——系統(tǒng)的特性不隨時(shí)間而變化。線性系統(tǒng)——系統(tǒng)的輸入、輸出能保持良好的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系。大多數(shù)測(cè)試裝置的數(shù)學(xué)模型均可以近似成一個(gè)線性時(shí)不變系統(tǒng)，其輸入和輸出之間的關(guān)系，可用微分方程表示：

若系數(shù)和均為常數(shù)，則上述方程為常系數(shù)微分方程。一、測(cè)試裝置的傳遞函數(shù)及其頻率響應(yīng)特性（2－2）2023/2/548汽車(chē)工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)若用表示系統(tǒng)的輸入、輸出對(duì)應(yīng)關(guān)系，則常系數(shù)線性系統(tǒng)具有如下基本性質(zhì)：（1）疊加特性幾個(gè)輸入同時(shí)作用于系統(tǒng)時(shí)的輸出，等于這些輸入單獨(dú)作用于系統(tǒng)時(shí)的輸出的總和，即：（2）比例特性當(dāng)系統(tǒng)輸入增遞大若干倍，其輸出也增大若干倍。即：其中：——任意常數(shù)2023/2/549汽車(chē)工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)（3）微分特性系統(tǒng)對(duì)微分輸入的響應(yīng)，等同于原輸入響應(yīng)的微分，即：（4）積分特性若系統(tǒng)的初始狀態(tài)為零，則系統(tǒng)對(duì)輸入積分的響應(yīng)等同于原輸入響應(yīng)的積分。即：（5）頻率保持性若系統(tǒng)輸入為某一頻率的正弦（余弦）激勵(lì)，則其穩(wěn)態(tài)輸出也將只有該同一頻率而不改變。2023/2/550汽車(chē)工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)證明：根據(jù)常系數(shù)線性系統(tǒng)的比例特性和微分特性，有：再運(yùn)用疊加特性，有：令輸入為一個(gè)正弦激勵(lì)，即，其二階微分為：則：相應(yīng)的輸出為：于是輸出唯一的一種可能可能解就是：頻率保持性在動(dòng)態(tài)測(cè)試中具有重要的作用：若已知系統(tǒng)是線性的，其輸入的激勵(lì)頻率已知，那么測(cè)量信號(hào)中就只有與激勵(lì)頻率相同的頻率成分才可能是由該激勵(lì)引起的振動(dòng)，而其它頻率完全是噪聲干擾。2023/2/551汽車(chē)工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)（二）傳遞函數(shù)傳遞函數(shù)——將輸出量和輸入量?jī)烧叩睦献儞Q之比定義為傳遞函數(shù)，用表示。實(shí)際的測(cè)試系統(tǒng)在一定誤差范圍內(nèi)和一定量程范圍內(nèi)看成時(shí)不變線性系統(tǒng)，通?？捎檬剑?－2）來(lái)描述輸出和輸入之間的關(guān)系?？蓪?duì)微分方程進(jìn)行拉氏變換求傳遞函數(shù)來(lái)表示其動(dòng)態(tài)特性。若系統(tǒng)初始條件為零，則對(duì)式（2－2）進(jìn)行拉氏變換，得：

（2－3）（2－4）2023/2/552汽車(chē)工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)（1）式（2－4）表征了系統(tǒng)的傳輸、轉(zhuǎn)換特性，是一種對(duì)系統(tǒng)特性的解析描述，包含了瞬態(tài)、穩(wěn)態(tài)時(shí)間響應(yīng)和頻率響應(yīng)的全部信息；（2）式（2－4）分母中

的冪次

代表系統(tǒng)微分方程的階數(shù)；（3）描述了系統(tǒng)本身的動(dòng)態(tài)特性，與輸入量無(wú)關(guān)；（4）不說(shuō)明系統(tǒng)的物理結(jié)構(gòu)，不管是電路系統(tǒng)還是機(jī)械系統(tǒng)，只要?jiǎng)討B(tài)特性相似，就可以用同一類(lèi)型的傳遞函數(shù)來(lái)描述（三）環(huán)節(jié)并聯(lián)和串聯(lián)的測(cè)試系統(tǒng)從數(shù)學(xué)表達(dá)式出發(fā)，可將一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)看成由一些典型環(huán)節(jié)組成，這些典型環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)比較容易求得。環(huán)節(jié)是從動(dòng)態(tài)特性的角度來(lái)看的，即典型環(huán)節(jié)是以數(shù)學(xué)模型來(lái)劃分的，其傳遞函數(shù)具有典型性。一個(gè)典型環(huán)節(jié)是由一個(gè)或幾個(gè)不同的元件組成的（如圖）。2023/2/553汽車(chē)工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)LRC電路環(huán)節(jié)串聯(lián)兩個(gè)環(huán)節(jié)串聯(lián)：類(lèi)似地，由n個(gè)環(huán)節(jié)串聯(lián)組成的系統(tǒng)，有:（2－5）2023/2/554汽車(chē)工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)環(huán)節(jié)串聯(lián)兩個(gè)環(huán)節(jié)并聯(lián)時(shí)，因?yàn)椋核云鋫鬟f函數(shù)為：n個(gè)環(huán)節(jié)并聯(lián)組成的系統(tǒng)，其傳遞函數(shù)為：（2－6）2023/2/555汽車(chē)工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)（四）傳遞函數(shù)的分解

假設(shè)(2-4)式中則可將其簡(jiǎn)化為：分母是變量s的實(shí)系數(shù)多項(xiàng)式，它總可以分解為一次和二次的實(shí)系數(shù)因子式：（2－7）式（2－7）中：——零階系統(tǒng)傳遞函數(shù)——一階系統(tǒng)傳遞函數(shù)——二階系統(tǒng)傳遞函數(shù)2023/2/556汽車(chē)工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)

一個(gè)復(fù)雜的高階系統(tǒng)總可以看成是由若干零階、一階和二階系統(tǒng)串聯(lián)而成。（五）頻率響應(yīng)函數(shù)對(duì)穩(wěn)定的常系數(shù)線性系統(tǒng)，取代入式（2－4）得到系統(tǒng)的頻率響應(yīng)函數(shù)（頻率響應(yīng)特性）：對(duì)于一個(gè)穩(wěn)定的常系數(shù)線性系統(tǒng)，若輸入為一正弦函數(shù)，則穩(wěn)態(tài)時(shí)的輸出也是與輸入同一頻率的正弦函數(shù)。輸出的幅值和相位角一般與輸入的不相等，輸出、輸入幅值的比值和相角差是輸入頻率的函數(shù)，并反映在的模和相角上。2023/2/557汽車(chē)工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)將的實(shí)部和虛部分開(kāi)記作：——的實(shí)函數(shù)曲線——系統(tǒng)的實(shí)頻特性曲線曲線——系統(tǒng)的虛頻特性曲線其中：

——系統(tǒng)的幅頻特性——系統(tǒng)的相頻特性2023/2/558汽車(chē)工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)其中：和統(tǒng)稱(chēng)為頻率響應(yīng)特性曲線稱(chēng)為幅頻特性曲線;曲線稱(chēng)為相頻特性曲線頻率響應(yīng)的圖形表示法

⑴幅頻特性曲線和相頻特性曲線。以ω為自變量，以A（ω）和φ（ω）為因變量畫(huà)出曲線。它表示輸出與輸入的幅值比和相位差隨頻率ω的變化關(guān)系。⑵波特(Bode)圖。對(duì)自變量ω取對(duì)數(shù)lgω作為橫坐標(biāo)，以20lgA(ω)和φ(ω)作縱坐標(biāo)，畫(huà)出的曲線。它把ω軸按對(duì)數(shù)進(jìn)行了壓縮，便于對(duì)較寬范圍的信號(hào)進(jìn)行研究，觀察起來(lái)一目了然，繪制容易，使用方便。2023/2/559汽車(chē)工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)⑶奈奎斯特圖。將H（jω）的虛部和實(shí)部分別作為縱橫坐標(biāo)畫(huà)出的圖形。它反映了頻率變化過(guò)程中系統(tǒng)過(guò)程中系統(tǒng)響應(yīng)H（jω）的變化。2023/2/560汽車(chē)工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)二、典型測(cè)試裝置的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性（一）典型測(cè)試裝置的分類(lèi)慣性加速度計(jì)/RLC電路/膜片式壓力傳感器/光線示波器振子二階系統(tǒng)RC濾波器/LC諧振測(cè)量電路/彈簧—阻尼機(jī)械系統(tǒng)時(shí)間常數(shù)一階系統(tǒng)電位式位移傳感器/寬頻帶電子放大器零階系統(tǒng)舉例特性參數(shù)傳遞函數(shù)微分方程靜態(tài)靈敏度固有圓頻率阻尼比靜態(tài)靈敏度靜態(tài)靈敏度表2－1測(cè)試裝置分類(lèi)2023/2/561汽車(chē)工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)（二）一階系統(tǒng)拉氏變換一階系統(tǒng)的頻率響應(yīng)1、一階系統(tǒng)的頻率響應(yīng)2023/2/562汽車(chē)工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)忽略質(zhì)量的自由振動(dòng)系統(tǒng)2、一階系統(tǒng)實(shí)例拉氏變換

——彈簧剛度系數(shù)，為儲(chǔ)能元件——阻尼系數(shù)，為耗能元件——系統(tǒng)的時(shí)間常數(shù)其幅頻特性和相頻特性分別為：2023/2/563汽車(chē)工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)簡(jiǎn)單RC低通濾波電路2、一階系統(tǒng)實(shí)例拉氏變換

——電容，為儲(chǔ)能元件——電阻，為耗能元件——系統(tǒng)的時(shí)間常數(shù)其幅頻特性和相頻特性分別為：2023/2/564汽車(chē)工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)（三）二階系統(tǒng)1、二階系統(tǒng)的頻率響應(yīng)拉氏變換其中：——靜態(tài)靈敏度——固有圓頻率

——阻尼比若S=1,令,代入，可得二階系統(tǒng)頻率響應(yīng)特性：2023/2/565汽車(chē)工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)其幅頻和相頻特性分別為：2023/2/566汽車(chē)工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)考慮到質(zhì)量的影響，寫(xiě)出系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)方程如下：經(jīng)拉氏變換，得：其中：，然后可求出其頻率響應(yīng)特性。

2、二階系統(tǒng)實(shí)例

彈簧－質(zhì)量－阻尼系統(tǒng)2023/2/567汽車(chē)工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)電流方程為：其中：所以：拉氏變換其中：，然后可求出其頻率響應(yīng)特性。

LRC電路2023/2/568汽車(chē)工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)一、單位階躍輸入系統(tǒng)的響應(yīng)研究測(cè)試系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性的目的，是為了確定系統(tǒng)輸出與輸入間的差異，以提高測(cè)試精度。第四節(jié)測(cè)試裝置在典型輸入下的動(dòng)態(tài)響應(yīng)二階一階輸出輸入2023/2/569汽車(chē)工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)動(dòng)態(tài)誤差——輸入量值和它所對(duì)應(yīng)的響應(yīng)函數(shù)值（輸出值）之差稱(chēng)為測(cè)試裝置的動(dòng)態(tài)誤差。一階系統(tǒng)對(duì)單位階躍輸入的響應(yīng)1、一階系統(tǒng)的階躍響應(yīng)函數(shù)為指數(shù)曲線響應(yīng)函數(shù)曲線在t＝0點(diǎn)處的切線斜率等于，這是一階系統(tǒng)單位階躍響應(yīng)的一個(gè)特點(diǎn)。根據(jù)此特點(diǎn)，可在測(cè)試系統(tǒng)參數(shù)未知的情況下，由一階系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)試驗(yàn)曲線來(lái)確定其時(shí)間常數(shù)。2023/2/570汽車(chē)工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)2、時(shí)間常數(shù)越小，響應(yīng)函數(shù)上升速度越快，達(dá)到穩(wěn)態(tài)值所用的時(shí)間越短，也就是系統(tǒng)的慣性越?。环粗酱?，系統(tǒng)對(duì)信號(hào)的響應(yīng)越慢，慣性越大。3、調(diào)整時(shí)間——系統(tǒng)從響應(yīng)開(kāi)始到進(jìn)入穩(wěn)態(tài)所經(jīng)過(guò)的時(shí)間稱(chēng)為調(diào)整時(shí)間。4、測(cè)試裝置響應(yīng)速度一般以系統(tǒng)相應(yīng)時(shí)間t作為衡量測(cè)試裝置相應(yīng)速度的特性參數(shù)；響應(yīng)時(shí)間——在某一個(gè)給定的動(dòng)態(tài)誤差范圍內(nèi)，系統(tǒng)瞬態(tài)過(guò)程結(jié)束所需要的時(shí)間。時(shí)，系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)誤差在2％～5％之間，可認(rèn)為已達(dá)到穩(wěn)態(tài)，所以通常被用來(lái)作為一階測(cè)試系統(tǒng)響應(yīng)速度的指標(biāo)。2023/2/571汽車(chē)工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)二階系統(tǒng)對(duì)單位階躍輸入的響應(yīng)1、二階系統(tǒng)的響應(yīng)取決于阻尼比和固有圓頻率越高，系統(tǒng)的響應(yīng)越快；影響超調(diào)量和振蕩次數(shù)。超調(diào)量——響應(yīng)曲線上超出穩(wěn)態(tài)值的偏離量。時(shí),超調(diào)量為100％，并且持續(xù)不斷地振蕩下去，達(dá)不到穩(wěn)定；時(shí)，系統(tǒng)退化成兩個(gè)一階環(huán)節(jié)的串聯(lián)，不發(fā)生振蕩，達(dá)不到穩(wěn)定；時(shí)，最大超調(diào)量在2.5％～10％之間，以允許2％～5％的誤差趨近穩(wěn)態(tài)的調(diào)整時(shí)間最短：所以很多測(cè)試裝置在設(shè)計(jì)時(shí)阻尼比常選在此范圍。2023/2/572汽車(chē)工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)二、單位正弦輸入系統(tǒng)的響應(yīng)二階系統(tǒng)一階系統(tǒng)輸出輸入，K1和K2是取決于和的常數(shù)。2023/2/573汽車(chē)工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)1、一階系統(tǒng)對(duì)單位正弦輸入的響應(yīng)（1）單位正弦信號(hào)輸入一階測(cè)試系統(tǒng)時(shí)，其輸出與輸入的頻率不變，幅值有衰減，相位滯后，時(shí)間上延遲秒。2023/2/574汽車(chē)工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)由一階系統(tǒng)的頻率響應(yīng)函數(shù)H(jω),可得其幅頻和相頻分別為:一階系統(tǒng)的幅頻特性曲線和相頻特性曲線如下圖所示?？梢?jiàn)：①幅值比A（ω）隨ω的增大而減小。A（ω）和φ（ω）的變化表示輸出與輸入之間的差異，稱(chēng)為穩(wěn)態(tài)響應(yīng)動(dòng)態(tài)誤差。2023/2/575汽車(chē)工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)②系統(tǒng)的工作頻率范圍取決于時(shí)間常數(shù)τ。在ωτ較小時(shí)，幅值和相位得失真都較小。當(dāng)ωτ一定時(shí)，τ越小，測(cè)試系統(tǒng)的工作頻率范圍越寬。因此為了減小一階測(cè)試系統(tǒng)得穩(wěn)態(tài)響應(yīng)動(dòng)態(tài)誤差，增大工作頻率，應(yīng)盡可能采用時(shí)間常數(shù)τ小的測(cè)試系統(tǒng)。2023/2/576汽車(chē)工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)2、二階系統(tǒng)對(duì)單位正弦輸入的響應(yīng)（1）單位正弦信號(hào)輸入二階測(cè)試系統(tǒng)時(shí)，其輸出與輸入的頻率不變。（2）單位正弦信號(hào)輸入二階測(cè)試系統(tǒng)的頻率相應(yīng)特性如下圖分析：1）當(dāng)ζ較小時(shí)，在ω/ωn=1附近，輸出振幅A（ω）>>12）當(dāng)ζ較大時(shí)，輸出振幅值A(chǔ)（ω）<1;這兩種情況A（ω）≈1的圓頻率范圍都較小；3）當(dāng)ζ＝0.6～0.8范圍內(nèi)A（ω）=1的頻率范圍最大，此時(shí)相位角φ（ω）與頻率比ω/ωn成線性關(guān)系，可在較大的頻率范圍內(nèi)，穩(wěn)態(tài)響應(yīng)的動(dòng)誤差較小，二階系統(tǒng)的ζ一般為0.6～0.8。2023/2/577汽車(chē)工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)4）系統(tǒng)固有圓頻率ωn越高，動(dòng)態(tài)誤差小的工作頻率范圍越寬；反之，ωn越高低，測(cè)試系統(tǒng)的工作頻率范圍越寬。當(dāng)ζ＝0.7左右時(shí)，在ω/ωn<0.58范圍內(nèi)，幅值誤差不超過(guò)5％；5）共振頻率——幅制達(dá)到最大值時(shí)，對(duì)應(yīng)輸入信號(hào)的圓頻率6）相位共振法測(cè)定系統(tǒng)的固有圓頻率，當(dāng)時(shí)，相位滯后為90?，不斷改變輸入信號(hào)的圓頻率，并測(cè)定系統(tǒng)的相位滯后角，當(dāng)時(shí)，輸入信號(hào)的圓頻率即為系統(tǒng)的固有圓頻率。2023/2/578汽車(chē)工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)三、單位脈沖輸入和測(cè)試系統(tǒng)的脈沖響應(yīng)響應(yīng)二階系統(tǒng)一階系統(tǒng)輸出輸入2023/2/579汽車(chē)工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)1、單位脈沖輸入理想的單位脈沖輸入不存在，當(dāng)作用時(shí)間小于，可以近似的認(rèn)為是單位脈沖輸入。2、測(cè)試系統(tǒng)的脈沖響應(yīng)一階測(cè)試系統(tǒng)：其單位脈沖響應(yīng)的特性取決于時(shí)間常數(shù)τ。時(shí)間產(chǎn)常數(shù)τ大的系統(tǒng),其響應(yīng)速度低于時(shí)間常數(shù)τ小的系統(tǒng).二階測(cè)試系統(tǒng)：時(shí)，響應(yīng)圍繞零值作正負(fù)之間的衰減振蕩；時(shí)，響應(yīng)無(wú)振蕩。2023/2/580汽車(chē)工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)四、單位斜坡輸入和測(cè)試系統(tǒng)的響應(yīng)二階系統(tǒng)一階系統(tǒng)輸出輸入2023/2/581汽車(chē)工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)單位斜坡輸入的一階和二階系統(tǒng)輸出的時(shí)域函數(shù)的公式包括三項(xiàng)：第一項(xiàng)t等于輸入；第二項(xiàng)只與測(cè)試裝置的特性參數(shù)有關(guān)，與時(shí)間t無(wú)關(guān)，此項(xiàng)誤差稱(chēng)為穩(wěn)態(tài)誤差；第三項(xiàng)所規(guī)定的誤差與時(shí)間t有關(guān)，輸出量總是滯后于輸入一段時(shí)間。這一項(xiàng)都含有因子，因此，當(dāng)時(shí)，此項(xiàng)誤差趨于0。所以，一階和二階測(cè)試裝置輸入斜坡信號(hào)時(shí)，都存在穩(wěn)態(tài)誤差，并且隨時(shí)間常數(shù)的增大或固有頻率減小及阻尼比的增大，穩(wěn)態(tài)誤差也相應(yīng)地增大。2023/2/582汽車(chē)工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)2.5實(shí)現(xiàn)不失真測(cè)試的條件1、實(shí)現(xiàn)不失真測(cè)試的條件也就是說(shuō)，理想的測(cè)試系統(tǒng)幅頻特性應(yīng)當(dāng)是常數(shù)，相頻特性應(yīng)該是線性關(guān)系。（1）若測(cè)試的目的是精確地測(cè)試出輸入波形，上述條件即可滿足要求；（2）若測(cè)試結(jié)果要用來(lái)作為反饋控制的信號(hào)，還要求相頻特性為0，即：2023/2/583汽車(chē)工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)2、一階系統(tǒng)越小，則系統(tǒng)裝置的響應(yīng)越快，動(dòng)態(tài)誤差越小，失真小的頻率范圍越寬。所以，原則上越小越好，（1）簡(jiǎn)單機(jī)械系統(tǒng)：（2）電測(cè)系統(tǒng)：（3）因?yàn)閍0與靈敏度有關(guān)，其值通常是根據(jù)靈敏度的要求來(lái)確定的，所以只有通過(guò)改變a1值以滿足時(shí)間常數(shù)較小的要求。2023/2/584汽車(chē)工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)3、二階系統(tǒng)頻率特性受的影響較大，一般當(dāng)時(shí)，對(duì)于輸入信號(hào)在2023/2/585汽車(chē)工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)第三章傳感器

1、傳感器——將被測(cè)物理量轉(zhuǎn)換為與之相對(duì)應(yīng)的、容易檢測(cè)、傳輸或處理的信號(hào)的裝置。

2、傳感器的作用：（1）感知被測(cè)量的變化，即敏感作用；（2）擔(dān)負(fù)著信號(hào)轉(zhuǎn)換的任務(wù)，如將力、應(yīng)力、壓力、轉(zhuǎn)矩、位移、速度、加速度、溫度、流量等被測(cè)非電物理量轉(zhuǎn)換成與之對(duì)應(yīng)的，容易傳輸或處理的電量或電參量。

3、傳感器的組成傳感器一般由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成。傳感器的輸出信號(hào)一般都很微弱，需要有信號(hào)調(diào)節(jié)與轉(zhuǎn)換電路將其放大或轉(zhuǎn)換為容易傳輸、處理、記錄和顯示的形式。2023/2/586汽車(chē)工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)

4、傳感器的分類(lèi)按其工作原理可分為兩類(lèi)：（1）發(fā)電式傳感器——將非電量轉(zhuǎn)換為電動(dòng)勢(shì)；（2）參量式傳感器——把所測(cè)非電量轉(zhuǎn)換為電阻、電感及電容等電參量的變化。

5、對(duì)傳感器的要求（1）傳感器的輸出量必須與被測(cè)非電量有單值函數(shù)，并盡可能為線性關(guān)系；（2）傳感器具有較高的精確度和靈敏度，良好的穩(wěn)定性和動(dòng)態(tài)特性；（3）傳感器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、經(jīng)久耐用、密封防潮、具有一定的抗振性能和對(duì)測(cè)量環(huán)境有較強(qiáng)的適應(yīng)性。2023/2/587汽車(chē)工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)分類(lèi)方法傳感器的種類(lèi)說(shuō)明按輸入量分位移、速度、溫度、壓力傳感器等傳感器以被測(cè)物理量命名按工作原理分應(yīng)變式、電容式、電感式、壓電式、熱電式傳感器等傳感器以工作原理命名按物理現(xiàn)象分結(jié)構(gòu)型傳感器傳感器依賴(lài)其結(jié)構(gòu)參數(shù)變化實(shí)現(xiàn)信息轉(zhuǎn)換物性型傳感器傳感器依賴(lài)其敏感元件物理特性的變化實(shí)現(xiàn)信息轉(zhuǎn)換按能量關(guān)系分能量轉(zhuǎn)換型傳感器傳感器直接將測(cè)量的能量轉(zhuǎn)換為輸出量的能量能量控制型傳感器由外部供給傳感器能量，由被測(cè)量來(lái)控制輸出的能量按輸出信號(hào)分模擬式傳感器輸出為模擬量數(shù)字式傳感器輸出為數(shù)字量表3－1傳感器的分類(lèi)2023/2/588汽車(chē)工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)

第一節(jié)電阻應(yīng)變片式傳感器一、電阻應(yīng)變片電阻應(yīng)變片是一種將應(yīng)變轉(zhuǎn)換成電阻變化的置換元件?？蓽y(cè)應(yīng)變、應(yīng)力和力、轉(zhuǎn)矩、壓強(qiáng)、位移、溫度及加速度等物理量。1、應(yīng)變片的構(gòu)造和工作原理（1）應(yīng)變片由敏感元件、基底、引線和蓋片組成。敏感元件：感知被測(cè)量的變化基底、蓋片：保持金屬線柵的幾何形狀引線：把應(yīng)變片的線柵連接到測(cè)量電路2023/2/589汽車(chē)工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)

2、工作原理一根長(zhǎng)為L(zhǎng)、截面積A、電阻率為的金屬導(dǎo)線，其電阻為：導(dǎo)線被拉伸時(shí)，其長(zhǎng)度增加，截面積減小，電阻也發(fā)生變化：因?yàn)椋核裕罕环Q(chēng)為導(dǎo)線材料的靈敏系數(shù)。2023/2/590汽車(chē)工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)應(yīng)變片的幾何形狀發(fā)生變化引起的靈敏系數(shù)的變化。表示金屬導(dǎo)線的電阻變化率與其軸線方向的應(yīng)變之間的關(guān)系。應(yīng)變片材料的電阻率發(fā)生變化引起的靈敏系數(shù)的變化。2、應(yīng)變片的特性（1）應(yīng)變片的靈敏系數(shù)K當(dāng)試件在一維應(yīng)力作用下，應(yīng)變片主軸線與主應(yīng)力方向一致時(shí)，應(yīng)變片的電阻變化率與試件主應(yīng)力方向的應(yīng)變之比。2023/2/591汽車(chē)工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)（2）應(yīng)變片的橫向效應(yīng)應(yīng)變片對(duì)垂直于其主軸線方向應(yīng)變的響應(yīng)，稱(chēng)為應(yīng)變片的橫向效應(yīng)。（3）應(yīng)變片的動(dòng)態(tài)特性

（4）應(yīng)變片的溫度特性環(huán)境溫度變化時(shí)，由于電阻絲的電阻溫度系數(shù)而產(chǎn)生的電阻變化率為：試件的線膨脹系數(shù)為，電阻絲的線膨脹系數(shù)為，則電阻絲的附加應(yīng)變?yōu)?，由其引起的電阻變化為?023/2/592汽車(chē)工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)則貼在試件上的應(yīng)變片的總的電阻變化為：——應(yīng)變片的電阻溫度系數(shù)，表達(dá)了應(yīng)變片對(duì)溫度影響的敏感程度。由于應(yīng)變片存在電阻溫度系數(shù)，試件雖無(wú)外力作用，但由于環(huán)境溫度變化，應(yīng)變片的電阻值也會(huì)變化，給測(cè)量結(jié)果帶來(lái)誤差。（4）應(yīng)變片的線性及滯后應(yīng)變片的線性——粘貼在試件上的應(yīng)變片，其電阻變化率和應(yīng)變之比為常數(shù)。應(yīng)變片的滯后——粘貼在試件上的應(yīng)變片作特性曲線時(shí)，其加載與卸載曲線不重合。2023/2/593汽車(chē)工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)（6）應(yīng)變片的零漂和蠕變應(yīng)變片的零漂——在試件不受力的情況下，在某恒定溫度時(shí)，粘貼在試件上的應(yīng)變片的指示應(yīng)變值隨時(shí)間而變化的情況。應(yīng)變片的蠕變——粘貼在試件上的應(yīng)變片，在某恒定應(yīng)變下及不變的溫度環(huán)境中，其指示應(yīng)變隨時(shí)間而變化的情況。

（7）應(yīng)變片的應(yīng)變極限——指應(yīng)變片能夠測(cè)量的最大應(yīng)變值。

（8）應(yīng)變片的電阻值——指應(yīng)變片在未經(jīng)安裝也不受外力的情況下，于室溫時(shí)測(cè)得的電阻值。2023/2/594汽車(chē)工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)（9）應(yīng)變片的幾何尺寸基長(zhǎng)（標(biāo)距）——敏感柵的縱向長(zhǎng)度，一般2～30mm；基寬——敏感柵的橫向?qū)挾?，一?lt;10mm。(10)應(yīng)變片的絕緣電阻——指敏感柵與基底間的電阻值（>1010）（11）應(yīng)變片的允許電流——不因電流產(chǎn)生熱量影響測(cè)量精度時(shí)，應(yīng)變片允許通過(guò)的最大電流。允許電流要根據(jù)應(yīng)變片的阻值，并結(jié)合電路的具體情況計(jì)算。為確保測(cè)量精度，在靜態(tài)測(cè)試時(shí)一般為25mA，動(dòng)態(tài)測(cè)試時(shí)為75～100mA。2023/2/595汽車(chē)工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)

2、應(yīng)變片的種類(lèi)與結(jié)構(gòu)特點(diǎn)（1）金屬絲式應(yīng)變片圓角線柵式：橫向效應(yīng)大直角線柵式：連接金屬絲的是比金屬絲直徑大5～10倍的鍍銀金屬絲金屬絲式應(yīng)變片的基底有紙基和膠基兩種，分別稱(chēng)為紙基應(yīng)變片和膠基應(yīng)變片。2023/2/596汽車(chē)工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)

（2）金屬箔式應(yīng)變片優(yōu)點(diǎn)：與粘和層接觸面積大，能更好地隨同試件變形；受交變載荷時(shí)疲勞壽命長(zhǎng)，在長(zhǎng)時(shí)間測(cè)量時(shí)蠕變?。簧釛l件好，允許通過(guò)較大的電流，這樣可以采用較高的電壓供給測(cè)量電橋，以增加輸出。2023/2/597汽車(chē)工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)（3）半導(dǎo)體應(yīng)變片優(yōu)點(diǎn)：靈敏系數(shù)高、機(jī)械滯后小、橫向效應(yīng)小。缺點(diǎn)：溫度穩(wěn)定性差、測(cè)量大應(yīng)變時(shí)非線性較嚴(yán)重、靈敏系數(shù)的離散程度大（測(cè)量結(jié)果誤差大）2023/2/598汽車(chē)工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)4、應(yīng)變片的粘貼技術(shù)粘合劑有：有機(jī)粘合劑、無(wú)機(jī)粘合劑粘貼工藝：（1）試件表面清洗（2）應(yīng)變片的粘貼（3）固化（4）粘貼質(zhì)量的檢查（5）連接線的安裝（6）應(yīng)變片的防潮與保護(hù)2023/2/599汽車(chē)工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)

二、電阻應(yīng)變片式傳感器1、應(yīng)變片式傳感器由彈性元件、應(yīng)變片及附件組成；彈性元件在被測(cè)物理量的作用下，產(chǎn)生一個(gè)與其成正比的應(yīng)變，然后用應(yīng)變片作為傳感元件將應(yīng)變轉(zhuǎn)變?yōu)殡娮璧淖兓?/p>

2、拉、壓力傳感器的組成——是測(cè)量集中力的測(cè)力（拉力或壓力）傳感器，是拉力或壓力傳感器。拉壓力傳感器的彈性元件有：柱式、環(huán)形、梁式彈性元件三種。2023/2/5100汽車(chē)工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)（1）柱式彈性元件特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊、可承受很大的載荷。兩種形式：按其截面形狀可分為矩形和圓柱形，多采用薄壁圓筒形結(jié)構(gòu)。受力：彈性元件不僅受壓力或者拉力，還受橫向力和彎矩，斷面上應(yīng)力分布不均勻。減少橫向力和彎矩的影響：通過(guò)適當(dāng)?shù)牟计徒訕?；采用空心結(jié)構(gòu)，增大抗彎斷面系數(shù)，減小彎曲應(yīng)力、提高抗干擾能力；采用承彎膜片，膜片裝在剛性外殼上，當(dāng)載荷作用在膜片的平面內(nèi)時(shí)，其剛性很大，當(dāng)載荷垂直于膜片平面時(shí)，其剛性很小。膜片承受了大部分彎矩和橫向力，對(duì)靈敏度的影響較小。2023/2/5101汽車(chē)工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)（2）環(huán)形彈性元件特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、自振頻率高、堅(jiān)固且穩(wěn)定性好、應(yīng)力分布變化大、應(yīng)力有正有負(fù)、（3）梁式彈性元件特點(diǎn)：靈敏度高、適用于測(cè)量小載荷梁式彈性元件是一種特殊形式的等強(qiáng)度懸臂梁，其截面沿梁長(zhǎng)方向按一定規(guī)律變化，當(dāng)集中力F作用在自由端時(shí)，距作用力任意距離的截面上應(yīng)力相等。2023/2/5102汽車(chē)工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)

2、轉(zhuǎn)矩傳感器轉(zhuǎn)矩的測(cè)量方法：通常是將轉(zhuǎn)矩傳感器直接串接到各種機(jī)械的傳動(dòng)系統(tǒng)中。貼片方式：當(dāng)圓軸受純轉(zhuǎn)矩時(shí)，在與其軸母線成45度角的方向?yàn)橹鲬?yīng)力方向，而且相互垂直方向上的拉、壓主應(yīng)力絕值對(duì)相等，符號(hào)相反，因此可沿與軸母線成45度的方向垂直貼片。受力特點(diǎn)：除受轉(zhuǎn)矩外，還受軸向力和彎矩的作用受力特點(diǎn)：除受轉(zhuǎn)矩外，還受軸向力和彎矩的作用為消除軸向力和彎矩，其布片方式如圖所示。

2023/2/5103汽車(chē)工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)3、壓力、壓強(qiáng)傳感器應(yīng)用：廣泛應(yīng)用于測(cè)量液體或氣體壓力、內(nèi)燃機(jī)汽缸的指示壓力、液壓、壓差、噴射壓力；汽車(chē)輪胎與地面接觸面間的壓力分布。（1）膜片式壓力傳感器應(yīng)用：測(cè)量氣體、液體壓力、犁鏵表面土壤壓力、地面對(duì)輪胎表面的作用力。彈性元件：圓形金屬膜片受力分析：當(dāng)壓力作用在膜片上使其變形后，在膜片周邊上，切向應(yīng)變?yōu)榱?，而徑向?yīng)變?yōu)樨?fù)且絕對(duì)值最大；在中心處，切向應(yīng)變與徑向應(yīng)變相等，都達(dá)到正的最大值。布片方式如圖所示。2023/2/5104汽車(chē)工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)（2）筒式壓力傳感器彈性元件：一端有凸緣且具有盲孔的圓筒。受力分析：圓筒被裝置在被測(cè)的液壓系統(tǒng)中，內(nèi)腔與被測(cè)壓力場(chǎng)相通時(shí)，圓筒內(nèi)充滿壓力油，在油壓作用下外壁貼著應(yīng)變片的圓筒產(chǎn)生相應(yīng)的變形，從而實(shí)現(xiàn)了油壓至圓筒變形的變換，應(yīng)變片再進(jìn)一步把圓筒的變形轉(zhuǎn)換成電量輸出。貼片：沿著圓周線的切應(yīng)力為橫斷面上軸向應(yīng)力的兩倍，所以應(yīng)變片沿著圓周方向粘貼。在圓筒的頂端實(shí)心部分無(wú)變形，可用以粘貼溫度補(bǔ)償片，和工作片一起構(gòu)成半橋輸出。2023/2/5105汽車(chē)工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)4、加速度傳感器工作原理：端部固定有重塊m的懸臂梁，根部貼有應(yīng)變片R1、R2。如果將梁的底座固定在沿箭頭v方向運(yùn)動(dòng)的汽車(chē)上，當(dāng)汽車(chē)突然制動(dòng)時(shí)，加速度的方向如加速度a的箭頭所示。重塊m受慣性力F的作用以箭頭一的方向相對(duì)于底座運(yùn)動(dòng)，使梁發(fā)生變形，應(yīng)變片電阻發(fā)生變化。當(dāng)汽車(chē)加速度時(shí)，重塊m沿箭頭2的方向相對(duì)于底座運(yùn)動(dòng)。這時(shí)，電橋輸出電壓極性與前一種運(yùn)動(dòng)相反。2023/2/5106汽車(chē)工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)第二節(jié)電感式傳感器一、電感式傳感器的工作原理和類(lèi)型1、電感式傳感器的工作原理電感式傳感器是利用電磁感應(yīng)原理將被測(cè)的非電物理量轉(zhuǎn)換為電感量的變化。2、電感式傳感器的分類(lèi)：（1）自感式傳感器：把被測(cè)位移變換為線圈自感量的變化。（2）互感式傳感器：把被測(cè)位移變換為線圈互感量的變化。2023/2/5107汽車(chē)工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)3、自感式傳感器圖示的線圈中的電感L為：其中磁路的磁阻為：所以：由上式可知通過(guò)改變氣息厚度和氣隙截面積都能使通過(guò)線圈的電感量發(fā)生變化。因此，自感式傳感器又包括磁路氣隙變化式（改變氣隙厚度式和改變氣隙截面積式）和可動(dòng)鐵芯式兩種。2023/2/5108汽車(chē)工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)（1）型自感式傳感器型自感式傳感器特性曲線是一條雙曲線，如圖所示。其靈敏度為：可見(jiàn)型自感式傳感器的靈敏度與氣隙厚度成反比，越小，靈敏度越高。2023/2/5109汽車(chē)工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)（2）S型自感傳感器S型自感傳感器的特性曲線是一條直線，即電感與氣隙截面積成正比。其靈敏度為：

可見(jiàn)A型自感式傳感器的靈敏度與氣隙厚度成反比，越小，靈敏度越高。2023/2/5110汽車(chē)工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)（3）螺旋管式自感傳感器特點(diǎn)：鐵芯在線圈形成的圓柱形空間中移動(dòng)，從而在線圈中產(chǎn)生自感。（4）差動(dòng)式自感傳感器特點(diǎn)：具有兩個(gè)完全相同的線圈和一個(gè)公共銜鐵，當(dāng)銜鐵的位置變動(dòng)時(shí)，一個(gè)線圈的電感增加，另一個(gè)線圈的電感減小。靈敏度是普通傳感器的兩倍，并減少了環(huán)境溫度變化、電源電壓波動(dòng)和非線性等引起的誤差。2023/2/5111汽車(chē)工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)4、互感式傳感器特點(diǎn)：在線框上繞有一次側(cè)線圈N1，線框的兩端繞有二次側(cè)線圈N2a和N2b，線框的中央圓柱孔中放入可移動(dòng)的鐵芯。當(dāng)一次側(cè)線圈通入一定頻率的交流電壓時(shí)，在兩組二次側(cè)線圈中產(chǎn)生互感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，將兩互感電動(dòng)勢(shì)接成反向串聯(lián)，傳感器會(huì)有一個(gè)輸出電壓：（1）鐵芯在中間位置時(shí)，一次側(cè)線圈產(chǎn)生的磁力線通過(guò)兩個(gè)二次側(cè)線圈N2a和N2b的部分相等，互感電動(dòng)勢(shì)e2a與e2b相等，輸出電壓為零。2023/2/5112汽車(chē)工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)(2)當(dāng)鐵芯向下移動(dòng)時(shí)，在二次側(cè)線圈N2b中穿過(guò)的磁通增多，因而e2b也增大；而在二次側(cè)線圈N2a中穿過(guò)的磁通減小，e2a也減小，這時(shí)輸出電壓大小為，輸出電壓的極性與e2b相同。當(dāng)鐵芯向上移動(dòng)時(shí),情況恰好相反。2023/2/5113汽車(chē)工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)二、電感式傳感器的應(yīng)用1、電感式傳感器的優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、測(cè)量力小、工作可靠、測(cè)量范圍廣、零點(diǎn)穩(wěn)定、靈敏度高、輸出功率大。2、電感式傳感器的缺點(diǎn)：頻率響應(yīng)差，不宜用于快速動(dòng)態(tài)測(cè)量；傳感器分辨率與測(cè)量范圍有關(guān)，測(cè)量范圍越大，分辨率越低，反之亦然。3、電感式傳感器的應(yīng)用（1）直接測(cè)量位移和角位移（2）通過(guò)一定的感受機(jī)構(gòu)對(duì)能夠轉(zhuǎn)換成位移量的其它物理量，如振動(dòng)、張力、壓力和流量等進(jìn)行測(cè)量。（3）測(cè)量零件的膨脹、伸長(zhǎng)、應(yīng)變和移動(dòng)等。2023/2/5114汽車(chē)工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)第三節(jié)電容式傳感器一、電容式傳感器的工作原理可見(jiàn)，若改變A、d或參數(shù)中的任一參數(shù)，電容器的電容量均會(huì)隨之改變。電容式傳感器的工作原理是將被測(cè)物理量的變化轉(zhuǎn)換為電容量的變化?？紤]平行極板電容器，當(dāng)忽略電容器邊緣效應(yīng)時(shí)，其電容量為：二、電容式傳感器的類(lèi)型2023/2/5115汽車(chē)工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)根據(jù)改變不同的參數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)傳感器電容量的變化，將電容式傳感器分為：改變極板間距式改變極板相對(duì)有效面積式改變極板間介電常數(shù)式1、改變極板間距式（d型）電容傳感器假定電容器極板面積為A，初始極板間距為d0,介電常數(shù)為，則電容器的初始電容值為：2023/2/5116汽車(chē)工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)如果兩極板間間距減小，設(shè)電容增量為，則有：如果，則上式按泰勒級(jí)數(shù)展開(kāi)為：略去高次項(xiàng)，可得到電容增量與極板間距變化量之間的近似線性關(guān)系式：2023/2/5117汽車(chē)工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)電容傳感器的靈敏度定義為：可見(jiàn)，若使傳感器的輸出與輸入間具有較好的線性關(guān)系，極板間距變化量要盡可能小，以保證。另外，若要提高傳感器靈敏度，應(yīng)盡可能降低電容器極板間的原始間距。所以這種傳感器適用于小位移測(cè)量。差動(dòng)式電容傳感器原因：采用差動(dòng)式結(jié)構(gòu)可提高輸出靈敏度、減小非線性。當(dāng)極板移動(dòng)時(shí)，若假定C1的間距減小為，C2的間距增大為，則有：2023/2/5118汽車(chē)工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)電容器總的電容變化量為：電容量的相對(duì)變化值為：若，略去高次項(xiàng)，上式可變?yōu)椋簞t這種差動(dòng)式傳感器的靈敏度為：2023/2/5119汽車(chē)工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)2、改變極板相對(duì)有效面積式（S型）電容傳感器假定初始狀態(tài)時(shí)電容器的電容量為，改變極板間相對(duì)有效面積后，電容器的電容量為Cx，則有：這種傳感器輸入與輸出間具有線性關(guān)系，所以適用于大位移測(cè)量。這種傳感器也可以做成差動(dòng)式。電容器還可做成扇形、柱面形和圓筒形。2023/2/5120汽車(chē)工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)3、改變極板間介電常數(shù)式（型）電容傳感器圖示是一種傳感器測(cè)定液面高度的工作示意圖，假定電容器的初始電容值為C0，介電常數(shù)改變后電容器的電容值為：電容器的結(jié)構(gòu)特性常數(shù)k與電容器結(jié)構(gòu)、真空介電常數(shù)及被測(cè)介質(zhì)有關(guān)。當(dāng)傳感器結(jié)構(gòu)與被測(cè)介質(zhì)性質(zhì)確定后，電容器的電容量?jī)H與被測(cè)介質(zhì)高度有關(guān)2023/2/5121汽車(chē)工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)三、電容式傳感器的應(yīng)用1、電容式傳感器的優(yōu)點(diǎn)：體積小、功耗低、精度高、穩(wěn)定性好、所需驅(qū)動(dòng)機(jī)械力小。2、電容式傳感器的缺點(diǎn)：（1）極板間距盡可能小，制造裝配困難；（2）測(cè)量電路中接線與其它元件的寄生電容易引起測(cè)量誤差。（3）采用高頻測(cè)量電路，放大與傳輸時(shí)排除分布電容的干擾困難；（4）結(jié)構(gòu)與調(diào)整復(fù)雜。3、電容式傳感器的應(yīng)用（1）直接測(cè)量位移和角位移；（2）通過(guò)一些中間轉(zhuǎn)換手段，還可用于振動(dòng)、噪聲、壓力等物理量的測(cè)量。2023/2/5122汽車(chē)工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)4、電容式傳感器的應(yīng)用實(shí)例（1）噪聲測(cè)量——振動(dòng)膜片與背板構(gòu)成測(cè)量電容器，聲源的聲壓作用于振動(dòng)膜片上，使膜片與聲波一起振動(dòng)，從而改變電容器的電容量，通過(guò)測(cè)量電路，將電容量轉(zhuǎn)換為電壓量輸出，實(shí)現(xiàn)噪聲測(cè)量。（2）發(fā)動(dòng)機(jī)壓力測(cè)量——采用電容式壓力傳感器與調(diào)諧電子元件組成振蕩回路。當(dāng)氣缸內(nèi)壓力發(fā)生變化時(shí)，傳感器電容量隨之改變，從而導(dǎo)致電路中的振蕩頻率發(fā)生變化。通過(guò)測(cè)量電路，振蕩頻率變化轉(zhuǎn)換為電壓變化，實(shí)現(xiàn)氣缸內(nèi)壓力的測(cè)量。2023/2/5123汽車(chē)工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)第四節(jié)壓電式傳感器一、壓電式傳感器的工作原理壓電式傳感器是基于某些物質(zhì)具有壓電效應(yīng)。一些晶體如石英、壓電陶瓷及鋯鈦酸鋇等，當(dāng)沿一定方向?qū)ζ涫┘油饬r(shí)，警惕不僅產(chǎn)生機(jī)械變形，而且其內(nèi)部產(chǎn)生極化現(xiàn)象，從而在相對(duì)表面上出現(xiàn)異性電荷，形成電場(chǎng)。當(dāng)外力去掉后，晶體又恢復(fù)到不帶電狀態(tài)。這種物理現(xiàn)象被稱(chēng)為壓電效應(yīng)。壓電效應(yīng)所產(chǎn)生的電荷量與作用力成正比：二、壓電式傳感器的類(lèi)型2023/2/5124汽車(chē)工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)采用兩個(gè)或兩個(gè)以上晶片壓電材料組成壓電式傳感器時(shí)，由于壓電材料具有極性，因此有不同的連接方法。壓電材料具有很高的內(nèi)阻，且輸出能量微弱，因此必須配備具有很高輸入阻抗的前置放大裝置進(jìn)行阻抗匹配與前置放大。根據(jù)傳感器的連接方式及輸出信號(hào)的不同，壓電式傳感器分為：電荷放大式（并聯(lián)）電壓放大式（串聯(lián)）1、電荷放大式電荷放大器的電路特點(diǎn)是其輸出電壓只與傳感器產(chǎn)生的電荷輸入量及放大器反饋電容有關(guān)，而與構(gòu)成電路的電纜所形成的分布電容和信號(hào)頻率無(wú)關(guān)。2023/2/5125汽車(chē)工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)2、電壓放大式電壓放大器的輸出電壓與輸入電壓成正比，但也與被測(cè)信號(hào)頻率及測(cè)量電路分布電容有關(guān)。三、壓電式傳感器的應(yīng)用1、壓電式傳感器的優(yōu)點(diǎn)尺寸小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、重量輕、工作可靠、頻率響應(yīng)范圍寬。2、壓電式傳感器的應(yīng)用（1）壓力、應(yīng)力、振動(dòng)、加速度；（2）發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部的燃燒壓力及其真空度、車(chē)輪接地壓力。2023/2/5126汽車(chē)工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)3、壓電式傳感器的應(yīng)用實(shí)例——壓電式加速度傳感器測(cè)量時(shí)，通過(guò)基座底部的螺孔將傳感器與試件剛性固接，從而使傳感器承受與試件相同頻率的振動(dòng)。由于慣性力的作用，質(zhì)量塊對(duì)壓電片會(huì)施加一正比于加速度的交變力。由于壓電效應(yīng)，在壓電片兩表面上就會(huì)產(chǎn)生電荷。電荷輸出量與作用力成正比，即與試件加速度成正比，從而實(shí)現(xiàn)加速度測(cè)量。所測(cè)加速度信號(hào)也可被送入積分電路，從而間接測(cè)量振動(dòng)物體的線速度與線位移。2023/2/5127汽車(chē)工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)第五節(jié)磁電式傳感器一、磁電式傳感器的工作原理磁電式傳感器是一種可將被測(cè)非電物理量轉(zhuǎn)換成感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的傳感器。由磁感應(yīng)定律可知，當(dāng)通過(guò)閉合導(dǎo)電回路面積內(nèi)的磁通量發(fā)生變化時(shí)，回路內(nèi)就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，其大小與磁通量的變化率有關(guān)，即：磁通量的變化率與磁場(chǎng)強(qiáng)度、磁路磁阻及導(dǎo)線運(yùn)動(dòng)速度有關(guān)。2023/2/5128汽車(chē)工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)一、磁電式傳感器的類(lèi)型根據(jù)結(jié)構(gòu)型式的不同，磁電式傳感器可分為：動(dòng)圈式和磁阻式兩類(lèi)。1、動(dòng)圈式（1）線圈作直線運(yùn)動(dòng)右圖所示線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為：N——線圈匝數(shù)B——磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度l——單匝線圈的有效長(zhǎng)度v——線圈相對(duì)于磁體的運(yùn)動(dòng)速度當(dāng)傳感器結(jié)構(gòu)確定后，N，B，l為常數(shù)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)僅與線圈運(yùn)動(dòng)速度有關(guān)，且為線性關(guān)系。2023/2/5129汽車(chē)工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)（2）線圈轉(zhuǎn)動(dòng)線圈內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為：A——單匝線圈的截面積——線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的圓頻率——線圈運(yùn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)方向的夾角當(dāng)傳感器結(jié)構(gòu)確定后，N、B和A為常數(shù)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小與圓頻率有關(guān)。這種傳感器常用于角速度測(cè)量。另外，也可以將線圈固定，使永久磁鐵相對(duì)于線圈運(yùn)動(dòng)，也可以構(gòu)成磁電式傳感器。2023/2/5130汽車(chē)工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)2、磁阻式線圈與磁鐵均固定，使某種由導(dǎo)磁材料制成的物體運(yùn)動(dòng)來(lái)改變磁路的磁阻，從而改變貫穿線圈的磁通量，使線圈內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)發(fā)生變化。右圖所示的結(jié)構(gòu)中，當(dāng)導(dǎo)磁物體旋轉(zhuǎn)時(shí)，磁阻因兩磁極間空氣隙發(fā)生變化而變化。三、磁電式傳感器的應(yīng)用1、磁電式傳感器的應(yīng)用范圍具有較高的靈敏度，經(jīng)常用于測(cè)量位移、速度和加速度等。2023/2/5131汽車(chē)工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)2、磁電式傳感器的應(yīng)用實(shí)例（1）磁電式測(cè)振計(jì)（動(dòng)圈式）右圖所示的結(jié)構(gòu)中，將測(cè)振計(jì)與被測(cè)振動(dòng)物體緊固在一起。當(dāng)物體振動(dòng)時(shí)，測(cè)振計(jì)內(nèi)的線圈在慣性作用下產(chǎn)生往復(fù)運(yùn)動(dòng)，從而改變其產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。由于傳感器輸出與振動(dòng)物體線速度成正比，所以可直接用于測(cè)量振動(dòng)速度，因此也被稱(chēng)為磁電式速度計(jì)。如果將這種傳感器的輸出送入微分或積分電路，則可以實(shí)現(xiàn)振動(dòng)物體的加速度與位移測(cè)量。優(yōu)點(diǎn)：由于磁電式傳感器質(zhì)量較大，固有頻率較低，當(dāng)被測(cè)信號(hào)頻率較低時(shí)，也具有理想的幅頻特性。缺點(diǎn)：體積大，安裝固接難，難于適應(yīng)質(zhì)量小、結(jié)構(gòu)復(fù)雜及運(yùn)動(dòng)空間狹小的測(cè)振對(duì)象。2023/2/5132汽車(chē)工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)（2）磁電式轉(zhuǎn)矩傳感器（變磁阻式）當(dāng)彈性軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，由于磁鋼與齒輪間氣隙的變化，從而改變了磁阻，這樣就在信號(hào)線圈中分別感應(yīng)出兩路脈沖信號(hào)。在彈性軸不受轉(zhuǎn)矩作用時(shí)，兩路脈沖信號(hào)的相位差是一個(gè)常數(shù)。當(dāng)彈性軸受到轉(zhuǎn)矩作用時(shí)，由于扭轉(zhuǎn)變形而使兩路脈沖信號(hào)的相位差發(fā)生變化，其變化量與外加轉(zhuǎn)矩成正比。將脈沖信號(hào)送入專(zhuān)用轉(zhuǎn)矩儀，相位差被變換為當(dāng)量電壓輸出，并可用數(shù)字形式顯示轉(zhuǎn)矩。優(yōu)點(diǎn)：由于采用了感應(yīng)式非接觸傳輸方式，具有很好的穩(wěn)定性和測(cè)量精度。2023/2/5133汽車(chē)工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)（3）磁電式轉(zhuǎn)速計(jì)右圖所示的結(jié)構(gòu)中，旋轉(zhuǎn)盤(pán)與被測(cè)旋轉(zhuǎn)件固接并隨之旋轉(zhuǎn)，而傳感器固定不動(dòng)。旋轉(zhuǎn)盤(pán)上的每個(gè)齒經(jīng)過(guò)磁極時(shí)都會(huì)在線圈中感應(yīng)出一個(gè)脈沖信號(hào)，將次信號(hào)送入二次儀表進(jìn)行整形放大并對(duì)其計(jì)數(shù)，由于旋轉(zhuǎn)盤(pán)齒數(shù)已知，在某一特定時(shí)間內(nèi)，根據(jù)所累計(jì)的脈沖個(gè)數(shù)，即可求得轉(zhuǎn)速。特點(diǎn)：測(cè)量精度較高、適于低轉(zhuǎn)速測(cè)量，可用于汽車(chē)的行駛速度、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速等測(cè)量。2023/2/5134汽車(chē)工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)第六節(jié)光電式傳感器一、光電式傳感器的工作原理光電式傳感器是一種將光量轉(zhuǎn)換為電量的傳感器。其工作原理是光電效應(yīng)。1、光電效應(yīng)光電傳感器由光源、光學(xué)元件和光電元件組成。光源發(fā)射出一定光通量的光線，經(jīng)光學(xué)元件照射到光電元件上，光電元件由于吸收了光的能量而產(chǎn)生電量輸出，這就是光電效應(yīng)。2023/2/5135汽車(chē)工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)2、光電效應(yīng)的類(lèi)型（1）外光電效應(yīng)——在光的作用下，光電元件的表面會(huì)逸出電子，這種光電效應(yīng)稱(chēng)為外光電效應(yīng)。（2）內(nèi)光電效應(yīng)——在光的作用下，光電元件的電阻率會(huì)發(fā)生變化，這種現(xiàn)象被稱(chēng)為內(nèi)光電效應(yīng)。（3）光生伏特效應(yīng)——在光的作用下，光電元件內(nèi)部產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)的現(xiàn)象稱(chēng)為光生伏特效應(yīng)。3、光電變換元件不同的光電變換元件應(yīng)用了不同的光電效應(yīng)：2023/2/5136汽車(chē)工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)（1）光電管真空玻璃管內(nèi)裝有兩個(gè)電極，光電陰極受到光照射時(shí)便放出電子，電子在陽(yáng)極電場(chǎng)作用下形成電子流，從而在外電路中產(chǎn)生電流，并在負(fù)載上形成電壓降，該電壓經(jīng)放大后可實(shí)現(xiàn)電測(cè)量。2023/2/5137汽車(chē)工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)（2）光敏電阻光導(dǎo)效應(yīng)——由于光照強(qiáng)弱而導(dǎo)致半導(dǎo)體電阻值變化的現(xiàn)象稱(chēng)為光導(dǎo)效應(yīng)。光敏電阻是具有光導(dǎo)效應(yīng)的半導(dǎo)體材料制成的電阻元件。將光敏電阻與一普通電阻串聯(lián)接至電源上。當(dāng)有光照時(shí)，電路中的電流因電路阻值變化而發(fā)生變化，從而把光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。光電流——光敏電阻受光照而引起電路中電流強(qiáng)度的變化，光照前后電路中的電流差稱(chēng)為光電流。（3）光電池光電池是一種直接將光能轉(zhuǎn)換為電能的光電元件。光電池有一個(gè)大面積的P-N節(jié)，當(dāng)光照射到P-N節(jié)上時(shí)，便在其兩端產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，這種現(xiàn)象被稱(chēng)為光生伏特效應(yīng)。2023/2/5138汽車(chē)工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)二、光電式傳感器的類(lèi)型根據(jù)光通量對(duì)光電元件的作用所確定的光學(xué)裝置的不同，光電式傳感器有兩類(lèi)：1、光電式傳感器的測(cè)量系統(tǒng)是光電流為被測(cè)光通量的函數(shù)，光電流是被測(cè)非電量的函數(shù)。（1）輻射能源就是被測(cè)對(duì)象（2）光源是白熾燈，其光通量穿過(guò)被測(cè)對(duì)象，部分被吸收后，再照射到光電元件上。2023/2/5139汽車(chē)工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)（3）光源的光通量首先照射到被測(cè)對(duì)象上，然后經(jīng)被測(cè)對(duì)象表面反射到光電元件上。（4）從光源發(fā)出的光通量由于受被測(cè)對(duì)象的遮擋而只能部分照射到光電元件上。2、光電式傳感器的測(cè)量系統(tǒng)是使其輸出端工作在通與斷的開(kāi)關(guān)狀態(tài)，傳感器的輸出是電脈沖信號(hào)。2023/2/5140汽車(chē)工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)三、光電式傳感器的應(yīng)用1、優(yōu)點(diǎn)：響應(yīng)速度快、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性好2、應(yīng)用：用于轉(zhuǎn)速、位移、距離及溫度等物理量3、應(yīng)用實(shí)例——光電式轉(zhuǎn)速傳感器從光源發(fā)射出的光經(jīng)過(guò)圓盤(pán)上的小孔照射到光電元件上。圓盤(pán)開(kāi)有多個(gè)小孔，圓盤(pán)每轉(zhuǎn)動(dòng)一周，則光電元件感光次數(shù)與小孔數(shù)目相同，從而產(chǎn)生相應(yīng)數(shù)量的電脈沖信號(hào)。定時(shí)計(jì)量電脈沖數(shù)，可用下式計(jì)算轉(zhuǎn)速：2023/2/5141汽車(chē)工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)第七節(jié)熱電式傳感器一、熱電式傳感器的工作原理熱電式傳感器是利用某些材料或元件的物理性能與溫度有關(guān)，從而將溫度變化轉(zhuǎn)換為電量變化。二、熱電式傳感器的類(lèi)型（1）熱電偶——由兩種不同導(dǎo)體組成的電氣元件。熱電效應(yīng)——將兩種不同的導(dǎo)體或半導(dǎo)體的兩端連接在一起組成閉合回路，如果使兩端連接點(diǎn)處于不同溫度，就會(huì)在回路中產(chǎn)生由溫度差所決定的電動(dòng)勢(shì)，從而在回路中形成電流，這種現(xiàn)象稱(chēng)為熱電效應(yīng)。2023/2/5142汽車(chē)工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)將熱電偶的一端置于被測(cè)溫度場(chǎng)（工作端），另一端置于某一恒定溫度場(chǎng)（自由端）。當(dāng)熱電偶兩端溫差較大時(shí)、回路中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)也較大。通過(guò)測(cè)定熱電偶輸出電動(dòng)勢(shì)的大小，即可測(cè)得被測(cè)溫度值。（2）熱敏電阻熱敏電阻是一種具有很高負(fù)電阻溫度系數(shù)的新型半導(dǎo)體測(cè)溫元件。在室溫下，溫度每變化1度，熱敏電阻的電阻率變化可達(dá)－2％～－6％。熱敏電阻按其熱電特性可分為：負(fù)溫度系數(shù)NTC型，適于－100～＋300度的溫度測(cè)量；正溫度系數(shù)PTC型，常用作開(kāi)關(guān)元件；臨界溫度CTR型。2023/2/5143汽車(chē)工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)（3）P-N節(jié)利用晶體管的P-N節(jié)溫度特性可以制作溫度傳感器。二、熱電偶的類(lèi)型1、普通熱電偶，主要用于測(cè)量氣體、液體等介質(zhì)的溫度；2、鎧裝熱電偶，適于測(cè)量狹小對(duì)象上的溫度；3、薄膜熱電偶，適于測(cè)量高溫物體的表面溫度。三、熱電式傳感器的應(yīng)用1、可用熱電偶測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸內(nèi)氣體的溫度和排氣閥溫度、活塞溫度；2、用熱電偶埋入摩擦片內(nèi)測(cè)量離合器接合或制動(dòng)器制動(dòng)時(shí)的溫升；3、熱敏電阻制成點(diǎn)溫度計(jì)，測(cè)量汽車(chē)萬(wàn)向節(jié)磨損試驗(yàn)時(shí)其十字軸端的溫升。2023/2/5144第四章信號(hào)的中間變換與傳輸汽車(chē)工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)被測(cè)物理量經(jīng)過(guò)傳感器變換后轉(zhuǎn)換為電參量或電量以后，為了驅(qū)動(dòng)顯示儀表、記錄器、控制器或輸入電子計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，往往需要進(jìn)行某種處理或調(diào)制，即進(jìn)行中間變換與傳輸。信號(hào)的中間變換環(huán)節(jié)包括：電橋、濾波、放大、調(diào)制和解調(diào)；第一節(jié)電橋電橋——將電阻、電容及電感等參數(shù)的變化轉(zhuǎn)換為電壓或電流輸出的一種測(cè)量電路。電橋的分類(lèi)：按接入電橋的激勵(lì)電壓的性質(zhì)，將電橋分為:直流電橋和交流電橋

按照輸出測(cè)量方式，將電橋分為：不平衡電橋和平衡電橋2023/2/5145汽車(chē)工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)一、直流電橋1、直流電橋的平衡條件根據(jù)歐姆定律，a、b之間與a、d之間的電位差分別為：圖4－1直流電橋輸出電壓：當(dāng)輸出電壓為零時(shí)，電橋平衡，顯然當(dāng)：2023/2/5146汽車(chē)工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)2、電橋靈敏度根據(jù)參與電阻值變化的橋臂數(shù)目，電橋可分為半橋和全橋接法。輸出電壓：當(dāng)輸出電壓為零時(shí)，電橋平衡，顯然當(dāng)：2023/2/5147汽車(chē)工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)

一、濾波器的分類(lèi)第二節(jié)濾波器濾波器——濾波器是一種選頻裝置，可以使信號(hào)中特定的頻率成分通過(guò)，而極大地衰減其它頻率成分。濾波器的作用——濾波器對(duì)頻率的篩選作用