汽车测试技术第五章

1、第五章信号的记录、赔偿和输出、测试系统的精度不仅与系统的动态或静态特性有关，还与测试系统所在的环境和干扰有关。要获得满意的测试结果，必须校准和修改测试信号。应记录赔偿、修改和调整后的测试信号，以便分析、处理和输出测试结果。5.1信号的赔偿和校正、测试信号的赔偿和校正有多种茄子方法。常用的主要方法在测试工程中得到广泛应用，因为桥梁校正函数校正通道校正平衡校正，1，桥梁校正，桥梁灵敏度高，测量范围广，易于实现环境变化引起的测量误差补偿。网桥的电源可以是直流或交流。如果连接到网桥的激励电压(或电源供应电压)牙齿直流，则称为直流电；如果电源供应电压为交流电，则称为交流电桥。1，DC桥，图5-1(a)是

2、DC桥的基本类型，桥的四条胳膊分别为、和电阻。用四个电阻传感器替换四个桥臂电阻、和，牙齿桥成为图5-10(b)所示的类型。图5-1 DC桥(A) DC桥的基本类型(B)根据将传感器连接到桥的类型欧姆定理，桥A、B、A和D之间的电位差方程，即输出电压为-=- (5-1)，格式(5-2)的、和是由环境变化(例如温度变化)引起的，并且每个电阻式传感器位于同一测试环境中，即由桥的输出电压、环境变化引起的传感器自动从桥上删除，这是补偿测试信号的工作方式。，只有两条腿臂的阻力在测量时变化，称为双臂反桥。如果只测量一条腿臂的阻力，则称为单臂半桥。显然，要使用桥校正信号，必须使用双臂反桥或全校。如果将两个要配

3、置差分结构的传感器分别连接到桥的1、2或3、4臂，桥将自动进行信号自动校正，而不仅仅是两个传感器的差分连接。式(5-2)还表明，桥的输出与桥的电源电压相关，桥的电源电压的波动可能会带来测量误差。为了防止电源供应电压波动对测试结果的影响，最简单的方法是调整图5-1(a)所示的桥的每个桥臂的电阻值、和，以调节桥的输出电压。这称为平衡桥。、直流电的基本样式(见图5-1(a)的输出电压在(5-3)当时有(5-4)式(5-4)的牙齿，当然桥的平衡是桥一般方法是将可变电阻连接到桥臂。如果将、2、交流桥、电容或柔道传感器连接到网桥，则网桥的电源不能为直流，并且必须为网桥提供交流电源。对于交流桥，DC桥的所有

4、属性(例如，使用加法和减法属性的信号赔偿)。利用平衡桥消除电源供应电压对测试结果的影响等。交流桥都有，区别在于在直流桥上，每个腿臂都有纯粹的阻力。在交流桥中，每个桥臂都是复合阻抗(在交流桥臂中也是纯阻抗，但在电阻装置中也有分布式电容器，因此仍然是复合阻抗)。在复杂阻抗、和DC桥中，如果替换、和，则DC桥中的所有计算公式均适用于AC桥。因为牙齿，而且受到篇幅的限制，这里没有详细介绍。，也就是说，(5-5)牙齿修正方法经常用于汽车实验。在进行汽车基本性能测试和汽车排放和噪声测试之前，通常需要校准测试系统(如五轮测量仪、燃油流量计、排气分析器和声音液位计)，以确定修改功能。实现函数校正的茄子方法有两

5、种。1)在测试系统(输入或手柄曹征)中输入修正函数后，测试系统将自动完成测试结果修正。2)手动处理，实验者通过手动计算完成测试结果修正工作。方法1)在汽车实验中被广泛采用。方法2)在汽车燃料经济环境修正等特殊情况下，仍被采用。、2、消除系统错误，分析测试结果中的错误，找出测试结果中的系统错误，然后使用数学方法消除系统错误。在第七章静态测试数据处理中专门讨论了牙齿方法。第三，信道赔偿、测试信号的信道补偿主要用于消除测试信号的干扰。收集和记录测试信号时，专门使用信号通道记录称为赔偿通道的外部干扰信号(不记录测试信号)。在执行测试数据处理之前，可以将测试信号与赔偿通道进行比较，以消除外部干扰。牙齿赔

6、偿方法经常用于汽车实验，所有使用磁带录音机和电脑记录的汽车测试系统都使用这种信号赔偿方法。汽车振动，噪音，实验模态分析时都使用通道修正法。4，平衡补偿，在汽车实验中，一个测试系统的输入(测量)，测试系统的输出理想上我们都希望，但通常是由于实际测量链接的线性和非线性失真引起的。将测试系统的输出恢复到输入信号的过程需要特殊的处理，称为均衡校正。仅考虑线性时间不变系统引起的失真，输出和输入的关系是(5-6)格式中：测试系统的传递函数。、式(5-6)的离散次声变换表达式是(5-7)消除信号的失真，即(5-8)消除振幅-频率特性的误差，即测试系统的输出信号比输入信号只有范围。消除相位频率特性(称为相位平

7、衡或相位校正)中的错误。为此，常用的方法是(5-9) (5-10)格式：设计满足平衡过滤器的单位采样响应函数和频率响应函数(平衡过滤器)的数字过滤器(平衡过滤器)。均衡滤波器校正后系统响应函数和频率响应函数理论上均衡滤波器的频率响应函数是测试系统传输函数频率响应的逆函数。即， (5-11)均衡滤波器的实际值是设计满足满意(5-11)要求的数字均衡滤波器。、5.2信号记录信号的记录经历了人工记录、纸记录、无纸记录的发展过程，在工程测试领域发挥了重要作用的记录设备(如没有纸张的数字记录设备有多种。数字存储示波器数字磁带录音机电脑记录，图(5-2)是典型数字存储示波器的配置框。如图所示，数字存储示波

8、器是便携式专用记录计算机。图5-2数字存储示波器实际上与任何数字唱片设备的工作方式基本相同。首先，通过转换器将模拟信号转换为二进制数字信号(例如代码)，然后将其写入内存(例如磁带、磁盘或硬盘)。由于牙齿，装有数据采集卡的数字计算机通常被称为通用数字记录设备。数字记录设备的突出特点是通过脉冲代码调制记录实验信号。即，由此处理的模拟信号首先通过模块()转换器转换为二进制数，然后写入数字存储介质(例如磁带、磁盘、光碟、新的半导体存储器磁盘等)。转换器是8位、12位、16位和分数。数值越高，分辨率越高。也就是说，设置的最大输出信号在大小方向离散的点数将增加。信号的大小将模拟实验信号转换为数字信号的过程

9、显示为被称为脉码调制(简称码)的位(8位、12位、16位)的二进制码(参见相应的国际标准)。1、数字记录设备的主要性能指标，数字记录设备的性能在很大程度上取决于数据收集卡的性能。采样频率也称为采样延迟信号记录的分辨率范围，1，采样频率，采样率，即单位时间的采样点。采样频率通常是8位转换器的最大采样频率为20Mhz100Mhz，12位转换器的最大采样频率为25Khz1.25Mhz，16位转换器的最大采样频率为100Khz。2，采样延迟，为了分析瞬时过程前后的信号状态，通常在收集单个瞬态过程时需要一些负延迟。如果将触发时间设置为时间坐标的0，则触发时间之前的信号称为负延迟信号。3，信号记录的分辨率

10、，信号记录的分辨率由转换器中的比特数确定，转换器中的比特数越高，信号记录的分辨率越高，模拟信号转换为数字信号的量化误差越小。8位转换器，最低位的相对误差为0.39，12位转换器最低位的相对误差为0.024，16位转换器最低位的相对误差为0.0015。、3、触发方法、触发方法，即启动设备进入数字记录的方式。数字唱片设备通常有多种触发方法，包括手动触发、内部触发、单通道内部触发、全通道内部触发和外部触发。(1)手动触发是指装置操作员直接操作装置，提供开始记录的触发信号。(2)触发预设触发级别，当测试信号达到字典设定的级别值时，装置自动开始记录信号。(3)仅当选定通道的测试信号字典达到设定的电平值时

11、，在单个通道上触发的装置才开始记录。(4)在所有信道上触发信道的测试信号达到字典设定的电平值之前，装置不开始记录。(5)外部触发器输入脉冲以触发装置启动记录。4，范围，可以记录的测试信号的最大范围称为范围。数字刻录机通常具有多个茄子可选范围，如100mv、200mv、500mv、1v、2v、5v、10v、25v等。第二，关于使用数字记录设备的注意事项，在使用数字记录设备之前，通常设置与测试信号记录相关的量，以获得良好的记录效果。1、采样频率的选择采样频率与测试信号的频率相关，采样频率越高，数据记录容量越大。采样频率过低可能导致信号失真。为了更好地调节两者之间的矛盾，取样频率大约是信号频率的5倍

12、。2.触发器方法的选择内触发方法简单，因此被广泛采用，但是要选择测试信号，最好使用手动或外部触发方法。3、范围选择范围选择是否适当，可能影响信号的记录精度，通常测试信号的最大值应为所选范围的三分之二。5.3信号的输出，汽车实验的最终目的是获得实验结果。也就是说，从仪器输出得到的测试信号。近年来信号输出技术发展得很快，信号输出的种类很多。选择信号输出方法的方法取决于测试信号的类型、要求、方法、精度等。第一，指向信号的指针输出、指向信号的指针输出方法是在初始测试仪器设备中比较常用的输出方法，由于牙齿输出方法的准确度低，目前汽车测试仪器设备中使用的输出较少。(威廉莎士比亚，Northern Expo

13、sure(美国电视电视剧)，但指针输出方法简单、直观、独特，即使输出精度要求不高，并且仅作为指令和参考(如流程监控表)使用，也广泛使用。在汽车实验领域，仍采用指针输出方式的物理量主要是流体压力、速度、转速、噪音、汽车从废气中排放有害气体的浓度。如果是牙齿杨怡汽车实验的测试结果，现在很少采用指针输出方式。第二，数字输出，实验结果为数字数量的情况下，目前广泛采用数字显示和打印相结合的输出方式。常用的数字显示器输出设备有LED(发光二极管)、LCD(液晶显示屏)、LCD、荧光管显示器等三种。荧光管显示器的亮度最高。由于荧光真空管的结构特殊，驱动操作的电压高(一般需要10v15v)，使用不便，因此应用

14、于汽车实验仪器设备较少。液晶显示器亮度最弱，是被动照明显示器。需要来自外部光源的帮助才能查看显示器结果。发光二极管亮度适中，属于活性光显示器类。活动灯光显示器类监视器的特点是环境光线越弱，显示器效果越好。相反，环境光越强，显示效果越差。被动灯光显示器类监视器正好相反，环境光越强，显示器效果越好。环境光越弱，显示效果越差。由于发光二极管显示器和液晶显示器结构简单、制造成本低、使用灵活性高、所需电压低(仅限2.7v5v)，因此广泛应用于汽车实验仪器设备。至于在哪些情况下使用发光二极管显示器，哪些情况下使用液晶显示器，则根据仪器使用环境，在强光下使用很多常用的仪器设备和液晶显示器。主要在光线弱的环境中使用的仪器设备，常用发光二极管显示器。但是没有什么是绝对的。为了扩大仪器设备的使用范围，用发光二极管标记的仪器通常在显示器上装有遮光剂。使用液晶显示器的装置在显示器内经常装有背景照明。3，图片显示器输出，现在很多汽车实验项目，需要的输出不再只是数值，还需要输出复杂的二维、三维曲线，有时还想实时显示其多维运动学和力学的图像关系。显然，为了满足曲线和图像输出的要求，上述信号输出设备无能为力。需要视