《汽车试验技术》-第1章

1.1汽车试验分类1.1.1汽车试验的作用汽车试验是指在专用试验场或其他专用场地或试验室内，使用专用的仪器设备，依照试验大纲及有关标准，对汽车或总成部件进行各种测试的过程。根据需要可在常规道路上或典型地域进行相关试验，如限定工况的实际行驶试验、地区适应性试验等。汽车试验过程是汽车设计开发的关键环节之一，既是检验已有设计是否合格的有效途径，又为进一步修改和优化汽车设计提供了依据;先进、有效的试验手段可大大降低汽车开发费用，缩短汽车开发周期。进行汽车试验，可对汽车性能进行检验，确定其缺陷和薄弱环节，以便进一步研究并加以改进，对汽车各种性能做出客观评价。下一页返回1.1汽车试验分类汽车试验技术的发展与汽车试验仪器设备的完善有密切关系。随着电子技术的快速发展，各种数据采集、变换、放大、储存、处理以及控制的高精度电子测量仪器相继出现。电子计算机对汽车性能预测、强度计算等提供了快速、准确的运算工具，如操纵稳定性预测、空气动力学特性预测、车身及车架的有限元计算等，从而代替了大量多方案比较试验。此外，电子液压振动试验台、电控转鼓试验台等大型先进试验设备的广泛采用，以及现代化风洞、试验场等大型试验设施的普遍建立，使汽车试验技术得到进一步完善。1.1.2汽车试验的分类汽车试验可按试验目的、试验对象和试验场所进行分类，见表1一1。上一页下一页返回1.1汽车试验分类汽车试验通常均需要进行室内台架试验、汽车试验场试验和室外道路试验，先进行室内台架试验，若室内台架试验达到了相关要求，则进行汽车试验场试验;若汽车试验场试验结果符合相关要求，则在汽车正式投放市场之前要进行道路适应性试验。汽车总成和零部件的室内台架试验均利用专用总成和零部件试验台架独立进行;汽车总成及零部件的试验场试验无法独立进行，须在整车上试验。上一页返回1.2汽车试验标准1.2.1试验标准的特点试验标准是指试验方法标准，具有一定的权威性、通用性、先进性和相对稳定性。权威性是指试验方法一经形成标准，在试验中应严格执行;通用性是指以试验方法标准作为权威方法，在试验中有一定的指导作用，适用于不同部门、多种车型的汽车试验;先进性和相对稳定性是相辅相成的。为了保证试验方法相对稳定，制定标准时应具有超前性。通常，试验标准5年或更短时间修改一次。试验标准的先进性有利于促进汽车试验技术和汽车制造水平的发展与提高，而试验标准的稳定有利于试验方法的推广执行。下一页返回1.2汽车试验标准1.2.2试验标准的分类(1)国际标准。由国际标准化组织(ISO)制定，以ISO为标记，如《人体承受全身振动的评价指南》(ISO2631)。(2)国际区域性标准。由若干成员国共同参与制定和共同遵守的标准，如欧洲经济委员会(ECE)和欧洲经济共同体(EEC)oECE法规不是强制性法规，各成员国可选择采用，各国通常在ECE法规基本要求下制定本国的法规。(3)国家标准。各国依据各自国情而制定的适用于本国的标准。我国国家标准简写为GB，美国国家标准协会制定的国家标准，简写为ANSI上一页下一页返回1.2汽车试验标准(4)行业标准。为了规范本行业所辖各部门汽车产品试验方法而制定的标准。我国汽车行业标准简写为QC，交通部标准简写为JT。美国汽车工程师学会(SAE)制定的标准简称为SAE标准，在美国和世界都具有很高的权威性。(5)企业标准。各汽车生产企业、汽车试验场根据自身特点，参考国际标准和国家标准制定的标准，只限于本企业内部使用。通常，企业标准严于国家标准或国际标准，以提高企业产品质量。(6)强制性标准。为了保障人身健康、安全、保护环境、节约能源而制定的强制执行的标准。《机动车运行安全技术条件》(GB7258-2012)即为强制性标准。(7)推荐性标准。在我国，凡是标准代号带有T的均为推荐性标准。如《数值修约规则与极限数值的表示和判定》(GB/T8170-2008)等，这类标准无强制性，可参照执行。上一页下一页返回1.2汽车试验标准1.2.3汽车道路试验方法通则汽车道路试验接近实际使用情况，试验结果最具真实性。但由于道路试验的影响因素很多，如气象条件、道路条件和驾驶操作等都会影响试验结果，从而导致试验结果比较离散。若控制不好试验条件，将降低试验结果的可比性和可重复性，甚至使试验结果失真。因此，对于道路试验条件、车辆准备工作等，在《汽车道路试验方法通则》(GB/T12534-1990)中作了统一规定。1.试验条件试验条件包括汽车装载质量、轮胎气压、燃料、润滑油、制动液、气候条件、试验仪器设备和试验道路等。上一页下一页返回1.2汽车试验标准1)装载质量(1)无特殊规定时，装载质量均为厂定最大装载质量或使试验车辆处于厂定最大总质量状态。(2)装载质量应分布均匀，装载物应固定牢靠，试验过程中不得晃动和颠离;不应因潮湿、散失等条件变化而改变质量，以保证装载质量的大小和分布不变。(3)乘员平均质量按表1一2计算，可用相同质量的重物代替。2)轮胎气压要求试验车辆轮胎的种类、型号规格、花纹深度、轮胎气压均应符合试验车辆技术条件的规定。试验用轮胎应使用新轮胎或磨损不大于原花纹深度20%的轮胎，试验过程中，轮胎冷充气压力应符合该车技术条件的规定，误差不超过110kPao上一页下一页返回1.2汽车试验标准3)燃料、润滑油(脂)和制动液试验车辆使用的燃料、润滑油(脂)和制动液的牌号和规格，应符合该车技术条件或现行国家标准的规定。除可靠性行驶试验、耐久性道路试验及使用试验外，同一次试验的各项性能测定必须使用同一批燃料、润滑油(脂)和制动液。4)气候条件无雨、无雾天气，风速不大于3m/s，相对湿度小于95%，天气温度为0℃一40℃。对气象有特殊要求的试验项目，由相应试验方法规定。5)试验仪器和设备试验仪器和设备须经计量检定，在有效期内使用，并在使用前进行调整，确保功能正常，符合精度要求。上一页下一页返回1.2汽车试验标准当使用汽车上安装的速度表、里程表测定车速和里程时，试验前必须按《汽车道路试验方法通则》(GB12548)进行误差校正。6)试验道路除另有规定外，各项性能试验应在清洁、干燥、平坦的，用沥青或混凝土铺装的直线道路上进行。道路长2}3km，宽不小于8m，纵向坡度在0.1%以内。2.试验车辆准备1)接车检查(1)检查记录试验样车的生产厂名、牌号、型号、发动机号、底盘号、各主要总成号和出厂日期等。(2)检查车辆装备完整性及装配调整情况，应符合该车装配调整技术条件及《机动车运行安全技术条件》(GB7258-2012)的有关规定。上一页下一页返回1.2汽车试验标准(3)行驶检查，行驶里程不大于100kmo2)车辆磨合根据试验要求，对试验车辆进行磨合。除另有规定外，磨合规范按该车使用说明书的规定执行。3)行驶检查检查汽车的技术状况，行驶里程不大于100km。行驶检查在汽车磨合行驶之后，基本性能试验之前进行。行驶道路为平坦的平原公路，交通流量小，有里程标志，单程行驶不少于50km，风速不大于5m/s，车速为汽车设计最高速度的55%一65%，不允许空挡滑行，尽量保持匀速行驶。行驶前，应在出水管、发动机主油道(或曲轴箱放油塞)、变速器及后桥主减速器等的加油塞处安装0℃一150℃量程的远程温度传感器(热电偶);各总成冷却液及润滑油必须加到规定量。上一页下一页返回1.2汽车试验标准行驶检查时，每5km测一次各点温度，并记录当时时间、里程及车速等试验数据，绘制温升曲线，找出各总成的平衡温度和达到平衡温度时的行驶里程和时间。行驶中还应检查各总成工作状况、噪声及温度，注意转向器、制动器等零部件的性能，发现异常应及时找出原因，排除故障后方可继续行驶。进行里程表校正、平均技术车速测量及平均燃料消耗量测定等，这些内容可根据要求选做。4)预热行驶试验前，试验车辆必须进行预热行驶，使发动机、传动系统及其他部分预热到规定温度。上一页返回1.3汽车试验的计划与组织汽车试验技术性很强，必须进行周密计划与组织，试验过程包括试验准备、试验实施和试验总结3个阶段。1.3.1汽车试验准备阶段1.制定试验大纲根据车辆试验任务提出的要求，按试验标准编制试验大纲，其内容包括以下几项:(1)试验的目的和任务。明确规定试验必须完成的任务，如要解决的技术问题，要测取所需要的数据或要观察的现象等;要达到的目的，如法规适应性验证、新产品的定型或零部件定型等，试验目的决定试验类型、试验规模和内容。下一页返回1.3汽车试验的计划与组织(2)试验的内容与条件。为完成试验任务所需的试验内容、试验条件、试验程序及试验工作量，应在大纲中做简要说明，必要时应附有试验原理示意图。(3)试验项目和测量参数。根据试验内容详细列出必须进行的试验项目以及每个项目必须测量的参数，如制动性能试验需要测量的参数(初速度、制动距离和制动时间)，并说明由测量参数求得最后性能指标的方法。(4)试验仪器设备。根据试验项目、测量参数选择试验需用的仪器设备，并提出仪器的精度要求。(5)试验技术和方法。大纲中规定了与试验有关的技术事项和试验方法步骤，对于试验标准或法规中规定的试验程序和方法步骤必须严格遵守。上一页下一页返回1.3汽车试验的计划与组织(6)人员的组织与分工。试验人员应按专业水平和工作需要进行分工，职责明确，同时建立试验组织系统，组成试验领导指挥系统。(7)试验进度计划。根据试验任务和目的以及各个项目进行的先后顺序编制进度日程计划，使试验工作协调有序和按计划进行，在编制进度计划时，在时间安排上要留有余地，以免因时间太紧而影响试验质量或因天气变化而造成计划不能按期执行，致使计划失效。2.准备仪器设备根据试验大纲要求，准备好需用的仪器设备，进行整车试验时要准备好各种传感器、记录仪器等;进行室内台架试验时，要准备好各种连接件、测量仪器、动力设备和测功设备等。所用仪器设备应满足试验要求的测量范围、容量和精度，使用之前仪器设备应进行标定，标定的数据应记录并填入试验报告。上一页下一页返回1.3汽车试验的计划与组织3.人员配备和试验记录表格的准备根据试验项目配备操作、监测、记录人员，明确任务和相互间的配合关系，熟练掌握仪器设备的操作规程、车辆驾驶技术，并拟定试验记录表格和数据处理表格。对自动打印或记录的测试系统，要设计好打印格式，记录图形的方式与规格。1.3.2汽车试验实施阶段试验实施阶段包括车辆预热、工况监测、读数采样和校核数据4个过程。试验中除另有规定(如冷启动试验)外，都应经过启动运转预热过程，使试验设备和被试车辆部件均达到正常工作温度，然后按负荷由小到大、转速由低到高的次序进行试验。上一页下一页返回1.3汽车试验的计划与组织试验过程中，必须随时监测车辆和设备运转工况，如发动机冷却液温度、润滑油温度等。试验需要加载时，应注意极限加载值，以防破坏设备;按大纲规定，在指定工况下进行读数采样。读取数据时应注意，稳态值为定时间(如55)测量值，动态瞬时值为被测量瞬时测量值，多采用自动采样记录系统，可快速记录大量数据，存储、输出记录的参数，必要时可画出参数间的关系曲线图。数据测取结束后，应立即汇总测试数据，绘制测量曲线，根据曲线分析判断试验是否有效。若数据相互矛盾或偏差过大，应采取措施，必要时重新进行局部或全部的补救试验。试验时，应遵守以下原则:(1)试验现场不得临时改变项目或内容，以避免因考虑不周、准备不足而发生意外。上一页下一页返回1.3汽车试验的计划与组织(2)试验中发现车辆、测试仪器和设备出现故障，应立即停止试验，查找原因，进行检修。(3)试验中规定的允许最大负荷、最高转速(含车速)、最大压力、最低温度等各类极限值，测试人员应明确，任何情况下不应突破。(4)测试同一项目要尽可能在同一条件下进行，以免因客观条件变化引起误差。(5)测试数据应及时汇总处理，发现问题及时解决。(6)试验中，人身安全的注意事项应做出明确规定，并采取相应措施，确保安全。1.3.3汽车试验总结阶段试验完成后应进行总结，包括对试验中发现的问题、观察到的现象进行定性分析。上一页下一页返回1.3汽车试验的计划与组织对测取的数据采取试验统计理论、误差分析法进行处理，以确定实测所得的性能指标和各参数间的关系。对于强度、疲劳磨损试验，在试验结束后，对被试车辆进行分解、检查与测量，获取试验后的数据。完成上述工作后，即可对被试车辆作出评价。对试验过程进行总结，写出试验报告。试验报告内容包括:试验任务来源;试验目的;试验对象;试验条件描述，如气象(气温、气压、风向、风速和湿度等)、地面状况、测试工况等;试验方案设计与试验方法;测试系统仪器选配;传感器定度;数据处理方法、处理结果与误差范围;试验结果分析;结论;存在问题和进一步的改进意见;附录，如典型试验记录曲线、数据处理结果表、试验规律曲线及工况照片等。上一页返回1.4汽车试验系统的组成汽车试验系统由若干相互联系、相互作用的传感器和仪器设备等元器件组成，见图1一1。检测出被测对象的有关信号，并加以分析和处理，将测量结果提交给观察者或其他信息处理装置或控制装置。(1)激励装置。向被测对象输入能量，激发出能充分表征有关信息又便于检测的信号。有些试验的被测对象在工作状态下可产生所需要的信号，有些试验的被测对象则需要用外部激励装置进行激励。(2)传感器。能感受被测量并按一定规律转换成同一种或另一种输出信号的器件或装置。传感器由敏感元件和转换元件组成，敏感元件直接感受被测量，转换元件则将敏感元件的输出转换为适于传输和测量的信号。下一页返回1.4汽车试验系统的组成(3)信号调理装置。将传感器输出信号转换成便于传输和处理的信号。传感器的输出信号通常微弱且混有噪声，不便于处理、传输或记录，要经过调制、放大、解调和滤波等处理。(4)信号处理装置。将中间变换的输出信号进行处理和分析，提取被测对象的有用信息。(5)记录显示装置。将处理结果进行记录或显示。上一页返回1.5试验误差汽车试验得到的测量数据与被测量的真值之间不可避免地存在差值，该差值即为试验测量误差。随着科学技术的日益发展，该误差控制得越来越小，但不能完全消除。为了减小测量误差，须对测量过程和试验中始终存在的误差进行分析和处理。1.5.1误差的定义与分类1.误差的定义及表示法误差是测量值与被测量的真值之间的差，可用下式表示，即误差=测量值一真值测量误差可用绝对误差表示，也可用相对误差表示。(1)绝对误差。某被测量的测量值和真值之差，即绝对误差，简称误差。绝对误差可为正值或负值。下一页返回1.5试验误差绝对误差=测量值一真值真值是指在观测一个量时，该量本身所具有的真实大小。真值是一个理想值，在实际测量中常用被测量的实际值代替。实际值是满足规定精确度，用来代替真值使用的量值。例如，进行检定时，将高一等级精度的标准所测得的量值称为实际值。如用二等标准活塞压力计测量某压力，测量值为9000.2N/cm2，若该压力用高一等级的精确方法测量为9000.4N/cm2，后者可视为实际值，二等标准活塞压力计的测量误差为一0.2N/cm2。(2)相对误差。绝对误差与被测量的真值之比称为相对误差，因测量值与真值接近，可用绝对误差与测量值之比作为相对误差，即上一页下一页返回1.5试验误差相对误差通常用百分数表示。由于绝对误差可为正值或负值，因此相对误差也可为正值或负值。2.误差分类1)根据误差的特点与性质不同分类(1)系统误差。在同一条件下，多次测量同一量值时，绝对值和符号保持不变，或当条件改变时，按一定规律变化的误差称为系统误差，如标准量值的不准确、仪器刻度的不准确而引起的误差。(2)随机误差。在同一测量条件下，多次测量同一量值时，绝对值和符号以不可预定方式变化的误差称为随机误差，也称偶然误差，如仪器仪表中传动部件的间隙和摩擦、连接件的弹性变形等产生的示值不稳定而引起的误差。上一页下一页返回1.5试验误差(3)粗大误差。超出在规定条件下预期的误差称为粗大误差。该误差值较大，明显偏离真实值，如测量时对错了标志、读错或记错了数、使用有缺陷的仪器以及在测量时因操作不细心而引起的过失性误差等2)按误差产生原因的不同分类(1)人员误差。由于测量者技术不熟练或受其他主观因素影响，如因工作劳累引起的视觉变化、固有习惯引起的读数误差以及精神因素产生的疏忽等所引起的误差。(2)仪器误差。由于仪器的结构和制造不完善或调整、校正不当等引起的误差。(3)环境误差。由于各种环境因素与要求的标准状态不一致而引起能量装置和被测量本身的变化造成的误差，如温度、湿度、气压、振动及电磁场等引起的误差。上一页下一页返回1.5试验误差1.5.2系统误差1.系统误差的分类系统误差服从确定的分布规律，主要由测量设备的缺陷、测量环境变化、测量时使用的方法不完善、所依据的理论不严密或采用了某些近似公式等造成。1)根据系统误差变化与否分类(1)变值系统误差。随着试验条件的变化而变化的系统误差，如测量电路中各种电气元件的参数随温度变化产生的测量误差。(2)恒值系统误差。不随试验条件变化而保持恒定的系统误差，如仪表的零点偏移、刻度不准而产生的测量误差。上一页下一页返回1.5试验误差2)按误差产生的原因分类(1)仪器误差。由于测量所用工具(仪器、量具等)本身不完善产生的误差。(2)装置误差。由于测量设备和电路的安装、布置及调整不当产生的误差，如测试设备没有调整到水平、垂直、平行等理想状态以及未能对中、方向不准等所产生的误差。(3)环境误差。由于环境(温度、湿度、电磁场等)的影响产生的误差。各类仪器仪表都有在一定条件下的性能参数或精度指标，即基本精度，使用时若环境条件不能满足使用要求，其误差会增加。(4)方法误差。由于测量方法本身形成的误差，或由于测量所依据的理论本身不完善等原因产生的误差。(5)人员误差。观测误差、估读误差和读数误差等。上一页下一页返回1.5试验误差3)根据误差的变化规律分类根据误差的变化规律可分为常值性、累进性、周期性以及按复杂规律变化的系统误差。由于各种具体误差产生的原因、自身的规律以及人们对其掌握的程度相同，对其分析研究以及消除和补偿的方法也各有不同。系统误差具有一定的规律性，可预测，也可消除。2.系统误差分析1)系统误差的特点(1)确定性。系统误差是固定不变的或为确定性的时间函数，其出现符合确定的函数规律。(2)重现性。在测量条件完全相同时，经过重复测量，系统误差可重复出现。(3)可修正性。系统误差的重现性决定了它具有可修正性。为便于分析，将系统误差按其出现规律分为以下4类:上一页下一页返回1.5试验误差(1)固定不变的系统误差。在重复测量中，测量结果的符号和大小都固定不变。(2)线性变化的系统误差。随测量次数或测量时间的增加而变化，主要由误差积累而产生，与测量时间呈线性关系。例如，蓄电池的电压或电流随使用时间的加长而缓慢降低，从而导致误差。(3)周期性变化的系统误差。测量过程中，误差的大小和符号均按一定周期发生变化。(4)变化规律复杂的系统误差。变化规律无法用简单的函数关系式表达。2)系统误差的判别(1)试验对比法。通过改变产生系统误差的某一条件，进行其他条件相同的测量，以便发现误差，适用于发现固定不变的系统误差。上一页下一页返回1.5试验误差例如，一台存在固定系统误差的仪表，即使进行多次测量，也不能发现误差，只有用更高一级精度的测试仪表进行同样的测试，才能检验出它的系统误差。(2)偏差观察法。若对被测对象进行多次测量后，即可得到每次测量的偏差，通过对偏差列大小和符号的变化分析，即可判断每次测量结果是否存在系统误差。该方法适用于发现有变化规律的系统误差。观察多次测量结果图形，见图1一2，以观察次数为横坐标，测量偏差为纵坐标。若偏差数值有规律地递增或递减，且在测量开始或结束时误差符号相反，则存在线性的系统误差，若偏差数值有规律地由正变负，再由负变正，且循环交替重复变化，则存在周期性变化的系统误差，若偏差正、负大致相同，且无明显变化规律，则不存在系统误差。上一页下一页返回1.5试验误差(3)偏差之和相减法。当测量次数较多时，将测量结果前一半的偏差之和，减去后一半的偏差之和，若其差值接近零，说明不存在变化的系统误差。若其差值明显不为零，则存在变化的系统误差。3)系统误差的消除与削弱测量人员详细检查测量过程中可能产生系统误差的环节，将其调整到最佳状态。若上述措施无效，在测量过程中需采取适当的测量方法和读数方法，消除或削弱系统误差。(1)固定不变的系统误差消除法。①代替法。对被测量进行测量得z，，在相同条件下，用一个大小适当并已知的标准量L。代替被测量进行测量得Lz，若系统误差不变，则L，和Lz的误差也不变。根据误差值(z。一Lz)计算实际值(测量值士误差值)。上一页下一页返回1.5试验误差②交换法。测量时将引起系统误差的某些条件互换，保持其他条件不变，使产生系统误差的因素对测量结果起反作用，取两次测量的平均值作为测量结果，以消除系统误差。例如，用等臂天平称重时，被测物与祛码在天平的左、右秤盘上交换，称量两次，取平均值，则可消除由于天平两臂不等而引起的固定系统误差。(2)线性系统误差消除法。采用对称测量法，也称等距读数法。线性变化的系统误差是指误差数值随测量时间或测量次数成线性规律变化。(3)周期性变化的系统误差消除法。采用半周期读数法。误差为周期性变化，经过半个周期，误差就变号，利用此特点，每隔半个周期进行一次测量，取两次读数的平均值作为测量值，可消除周期性误差。在测量之前，需要准确确定误差的周期。上一页下一页返回1.5试验误差1.5.3随机误差1.随机误差产生的原因当对同一量值进行多次等精度的重复测量时，得到一系列不同的测量值(测量列)，每个测量值都含有差异，其出现没有确定的规律，即前一个误差出现后，不能预测下一个误差的大小和方向，但误差具有统计规律性。随机误差由很多暂时未能掌握或不便掌握的微小因素构成，主要体现为以下几点:2>测量装置。零部件配合不稳定、零部件变形、零件表面油膜不均匀等。(2)环境。温度、湿度和气压的微小变化，光照强度变化，灰尘及电磁场变化等。(3)测量人员。操作失误，读数不稳定等。上一页下一页返回1.5试验误差2.正态分布若测量列中不包含系统误差和粗大误差，则该测量列中的随机误差具有以下特征:(1)对称性。绝对值相等的正误差与负误差出现的次数相等。(2)单峰性。绝对值小的误差比绝对值大的误差出现的次数多。(3)有界性。在一定测量条件下，随机误差的绝对值不会超过一定界限。(4)抵偿性。随着测量次数的增加，随机误差的算术平均值趋于零。最后一个特征可由第一特征推导出来，因为绝对值相等的正误差和负误差之和可互相抵消。对于有限次测量，随机误差的算术平均值是一个有限小的量，当测量次数无限增大时趋于零。上一页下一页返回1.5试验误差服从正态分布的随机误差均具有以上4个特征。多数随机误差都服从正态分布，正态分布在误差理论中占有十分重要的地位。3.算术平均值对某一量进行一系列等精度测量，由于存在随机误差，其测量值各不相同，应以全部测量值的算术平均值作为测量结果。测量时，被测量的n个测量值的代数和除以n，即算术平均值。1.5.4粗大误差粗大误差的数值比较大，带有粗大误差的测量值明显偏离其真值，一旦发现含有粗大误差的异常数据，应从测量结果中剔除。1.粗大误差产生的原因1)测量人员。由于测量者错误的读数和错误的记录造成的。上一页下一页返回1.5试验误差(2)客观外界条件。由于测量条件意外的改变引起仪器示值或被测对象位置的改变而产生粗大误差。2.防止与消除粗大误差的方法设法从测量结果中发现和鉴别粗大误差而加以剔除，加强测量者的工作责任心和严格的科学态度，保证测量条件稳定，避免在外界条件发生激烈变化时进行测量。若能满足上述要求，通常可防止产生粗大误差。为了及时发现与防止测量值中含有粗大误差，可采用不等精度测量和互相之间进行校核法。例如，对某一被测量，可由两位测量者进行测量、读数和记录;或用两种不同仪器，或两种不同方法进行测量，如测量薄壁圆筒内径，可通过直接测量内径或测量外径和壁厚，再经过计算求得内径，两者做互相校验。上一页下一页返回1.5试验误差3.判别粗大误差的准则判别某个测量值是否含有粗大误差时，应认真分析和研究，并根据判别准则进行确定。(1)3σ准则(莱以特准则)。3σ准则是最常用的判别粗大误差的准则，以测量次数充分大为前提，但通常测量次数都较少，因此3σ准则只是一个近似准则。对于某一测量列，若各测量值只含有随机误差，则根据随机误差的正态分布规律，其残余误差落在±3σ以外的概率约为0.3%，即在370次测量中只有一次的残余误差一:一>3)若在测量列中，发现有大于3σ的残余误差的测量值，即则认为它含有粗大误差，应剔除。上一页下一页返回1.5试验误差(2)罗曼诺夫斯基准则。当测量次数较少时，按t分布的实际误差分布范围判断粗大误差较为合理。罗曼诺夫斯基准则又称t分布检验准则。剔除一个可疑的测量值，按t分布检验被剔除的测量值是否含有粗大误差。对某量多次等精度独立测量，得到x1，，x2，…，xn能，若认为测量值xj为可疑数据，将其剔除后计算平均值为上一页下一页返回1.5试验误差(3)格罗布斯准则。对某量做多次等精度独立测量，得到x1，，x2，…，xn，当xi服从正态分布时，计算得1.5.5试验误差分析测量误差是衡量测量准确度的重要参数，是评价测量结果参考价值的主要依据，给出测量结果时，应给出测量结果的误差范围。上一页返回1.6试验数据采集技术汽车试验需采集的信号为时间和幅值均连续变化的模拟量，通常由数字计算机处理，处理结果又常以模拟量形式反馈给外部试验系统，因此需要解决模拟量与数字量之间的相互转换关系，即采样与重构。1.6.1采样与采样定理数据处理分为模拟处理法和数字处理法，口前广泛应用数字处理法。数字信号处理的一般步骤见图1一3。(1)采样。将连续时间信号离散化，口前最常用的采样方法是等间隔采样。(2)采样定理。(3)混叠和避免混叠的措施。下一页返回1.6试验数据采集技术1.6.2采样方式(1)实时采样。当数字化开始，信号波形的第一个采样点被采样并数字化。经过一个采样间隔，再采第二个子样，一直将整个信号波形数字化后存入波形存储器。实时采样适应于任何形式的信号波形，所有采样点以时间为顺序，易于实现波形显示功能。但实时采样的时间分辨率较差，每个采样点的采入、量化和存储等必须在小于采样间隔的时间内完成。(2)等效时间采样。数字化转换速率高，但信号波形必须是可重复产生的，采样可以用较慢的速度进行，采样样本可以是时序的(步进、步退、差额)，也可以是随机的。因此将采集的多个样本合成一个采样密度较高的波形。上一页下一页返回1.6试验数据采集技术1.6.3试验数据采集系统试验数据采集系统主要由传感器、信号调理器、多路模拟开关、放大器、采样保持器、A/D转换器、控制器和数据记录装置等组成，见图1一5。1.多路模拟开关为节约成本，试验数据采集系统常采用公共的采样保持器(S/H)和A/D转换电路，为此用多路模拟开关将多个模拟量参数分时地接通并送到A/D转换器，即完成由多到一的转换。随着大规模集成电路的发展，各厂家已推出各种各样的多路模拟开关。多路模拟开关的通道数有4路、8路和36路等。2.采样保持器(S/H)上一页下一页返回1.6试验数据采集技术若直接用A/D转换器对模拟量进行转换，则应考虑到任何一种A/D转换器都需要有一定的时间完成量化及编码。在转换过程中，模拟量的变化将直接影响转换精度。尤其是在同步系统中，几个并联的量均需要取同一瞬时值，若仍直接送入A/D转换器进行转换(共用一个A/D转换器)，则测得的几个量不为同一时刻的值，无法进行计算和比较。因此，要求输入到A/D转换器的模拟量在整个转换过程中保持不变，但转换后，又要求A/D转换器的输入信号能够跟随模拟量变化。能够完成上述任务的器件，称为采样保持器。3.模数(A/D)转换器A/D转换器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位二进制数字量。A/D转换技术有很多种，计数器式A/D转换器和逐次逼近式A/D转换器比较常用。上一页下一页返回1.6试验数据采集技术(1)计数器式A/D转换器。一个计数器控制一个D/A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电压。输入的模拟电压与D/A转换器生成的电压被送至比较器进行比较，当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。(2)逐次逼近式A/D转换器。采用从最高位逐位试探法。转换前，寄存器各位清0;转换时，将最高位置为1，并将D/A转换器的输出值与测得的模拟值进行比较，若为“低于”，则该位的1被保留;若为“高于”，则该位的1被清除。然后，次高位置1，再比较，直至最低位完成相同的比较过程。寄存器从最高位到最低位进行比较后得到的最终值，即A/D转换值。上一页下一页返回1.6试验数据采集技术4.数据采集系统控制数据采集系统的控制器控制系统中各部件，以适当的时间执行各自功能，依次给出一系列脉冲，使多路模拟开关选择通道、采样保持器进行采样保持、启动A/D转换器和数字记录装置工作。上一页返回1.7试验数据处理1.7.1静态试验数据处理1.试验数据处理方法数据处理是指对测量数据进行深入分析，以便得到各参数之间的关系方法，导出各参量之间的函数关系。方法有表格法、图示法和经验公式法。(1)表格法。将测量数据列成表格，再进行处理。表格法简单方便，甚至用数学解析但不便于进行深入分析。表格法不能给出所有的函数关系，不易看出函数的变化规律，只能大致估计出函数是递增、递减还是周期性变化。(2)图示法。该法用图形表示测量数据，可直观地看出函数的变化规律，如递增、递减、是否有周期性变化规律、是否存在最大值与最小值等。但从图