汽车试验学试题和答案修正版

一、简答题1.简述汽车试验场的作用与分类。P44答：①在汽车试验场上可在不受道路交通影响的情况下完成汽车各项性能试验，尤其是汽车的可靠性、耐久性试验及环境适应性试验。如：汽车产品的质量鉴定试验;汽车新产品的研发、认证试验;为实验室试验提供路谱采集条件;汽车法规、标准的研究和验证试验。而且由于在汽车试验场上可以进行高强化水平的试验，因此可以大大地缩短试验周期。②汽车试验场按地域分为热带、寒带、温带和高原试验场；从功能上分为综合试验场和专业试验场；按行业可分为汽车试验场、轮胎试验场、拖拉机试验场和工程机械试验场；按规模分为大、中、小3种类型,随着计算机技术的发展,又出现了虚拟试验场和数字化试验场。2.简述测试系统静态标定的定义及静态标定的条件。答：静态标定是在规定条件下，利用一定准确度等级的标准设备(比被标定测试系统的准确度等级至少高一个等级)，产生已知标准的静态量(如标准压力、应变、位移等)作传感器或测试系统的输入量，用实验方法进行多次重复测量，从而得到输出量的过程。条件：无加速度、无振动、无冲击(除非这些参数本身就是被测物理量)，环境温度一般为室温(20±5)℃，相对湿度不大于85％，大气压力为0.1MPa。3.简述系统误差的下定义和分类，以及消除系统误差的方法。答：在相同条件下，对同一对象进行多次测量，有一种绝对值和符号不变，或按某一规律变化的误差，称为系统误差。分类：方法误差、仪器误差、试剂误差、主观误差。方法：对照试验、空白试验、校准仪器、校正方法。4.请简述正交试验设计的步骤。答：1）明确试验目的，确定试验指标;2）选因素，定水平，列因素水平表3）选用合适的正交表;4）表头设计5）编制试验方案，按方案进行试验，记录试验结果;6）对正交试验设计结果进行分析，包括极差分析和方差分析;5.请简述传感器的选用原则。答：量程：被检测量上限和下限的代数差。灵敏度：输出变化值与被测量的变化值之比。分辨率：检测出被测量的最小变化值。误差：检测值与被测量的真实值之差。重复性：重复测量时，测量结果的一致性。过载：允许检测被测量的最大值。可靠度：规定条件下，传感器正常工作的可能性。线性度：输入/输出曲线与其拟合直线之间的偏差度。响应时间：接受阶跃输入信号，传感器输出值达到稳定值的最小规定百分数(如95％)时所需的时间。6.叙述交流和直流电桥的平衡条件，在使用方面有何不同？答：交流电桥的平衡条件：相对桥臂的阻抗的乘积相等，即Z1*Z3=Z2*Z4；直流电桥的平衡条件：相对桥臂的电阻的乘积相等，即R1*R3=R2*R47.简述汽车试验的分类。教材P3答：按试验特征分类：室内台架试验、汽车试验场试验、室外地道路试验。按试验对象分类：整车试验、总成与各大系统试验、零部件试验。安试验目的分类：质检试验、新产品定型试验、科研试验。8.简述测试系统的静态标定过程。答：（1）将传感器或测试系统全量程(测量范围)分成若干等间距点(至少6个点)；（2）根据量程分点情况，由小到大、再由大到小逐点输入标准静态量，并记录下与各输入值相对应的输出值；（3）按步骤(2)的过程进行多次重复测量，将得到的输出－输入测量数据用表格列出或绘成曲线；（4）对测量数据进行分析处理，根据处理结果就可确定测试系统的线性度、灵敏度、滞后量和重复性等静态特性参数。9.简述偶然误差的下定义和分类，以及消除偶然误差的方法。答：（1）定义：在相同条件下，对同一物理量进行多次测量，由于各种偶然因素，出现测量值时而偏大，时而偏小的误差现象，这种类型的误差叫做偶然误差。（又称随机误差或不可测误差。指由于一些难于控制的随机因素引起的误差。不仅影响准确度，而且影响精密度。）（2）分类：(特点)1）不确定性；2）不可测性；3）服从正态分布规律：大小相等的正误差和负误差出现的概率相等；小误差出现的概率大，大误差出现的概率小，极大误差出现的概率极小。（3）方法：在消除系统误差的前提下，平行测定的次数越多，则测得的算术平均值越接近于真实值。因此，常借助于增加测定次数的方法来减少偶然误差以提高分析结果的准确度。10.请简述测试系统对传感器的性能要求。答：1）环境的适应性；2）工作的稳定性和可靠性；关键是可靠性；3）检测的精度和重复性；4）小型化、便于安装、易于检测识别；5）具有批量生产和通用性、符合有关标准。11.简述应变片粘贴的步骤和粘贴的注意事项。答：步骤：P1注意事项：(1)应变片的选择：根据应力测试和传感器精度要求对照应变片系列表选择相应的应变计。(2)应变片粘接胶选择：根据所选应变片系列选择相应的粘贴胶。（3）试件表面处理：般采用细砂纸（布）对构件或弹性体粘贴面进行交叉打磨，使试件表面呈细密，均匀粗糙毛面，其面积要大于应变片的面积。如有条件可采用喷砂处理，严禁划伤表面。（4）清洗：打磨后的表面采用纯度较高的无水乙醇，丙醇，三氯乙烯等有机溶剂反复清洗，确保贴片部位清洁干净。（5）贴片、固化：粘贴位置确定后，取适量胶液均匀涂刷在被粘处表面，将应变计表面用无水乙醇棉球擦洗干净，晾干后涂一薄层胶液，待胶液变稠后，将应变片准确粘贴在试件表面，按应变计粘贴胶使用说明书提供的温度，时间，压力进行固化和稳定化处理（6）应检查贴片位置是否准确，粘贴层是否有气泡和杂质，敏感栅有无断栅和变形。应变片粘贴前后的阻值变化，绝缘电阻等是否符合要求。（7）应变片的防护：为了防止粘贴好的应变片受潮和腐蚀物质的浸蚀，并防止机械损伤，对应变片应采取一定的保护措施。对防护层主要的要求是：防潮性能好，有良好的粘着力，无腐蚀作用等。12.简述信号调制与解调的目的。答：解决微弱缓变信号的放大以及信号的传输问题。二、计算题1.为提高某化工产品的转化率，选择三个有关的因素进行条件试验，反应温度A，反应时间B，用碱量C，并确定了它们的试验范围：A：80-90℃B：90-150MinC：5-7%。对因素A、B、C在试验范围内分别选取三个水平：A：A1＝80℃、A2＝85℃、A3＝90℃；B：B1＝90Min、B2＝120Min、B3＝150Min；C：C1＝5%、C2＝6%、C3＝7%，采用正交表L9(34)安排试验，试验结果如下表所示：请分析因素A、B、C对转化率的影响，哪些是主要因素，哪些是次要因素，从而确定最优的生产条件，即温度、时间及用碱量各为多少才能使转化率提高。解：对于因素A：从表中可以看出，A1、A2、A3各自所在的那组试验中，其它因素（B、C、D）的1、2、3水平都分别出现了一次。计算方法如下：A1所在组的试验结果均值:k1A=(x1+x2+x3)/3=(31+54+38)/3=123/3=41A2所在组的试验结果均值:k2A=(x4+x5+x6)/3=(53+49+42)/3=144/3=48A3所在组的试验结果均值:k3A=(x7+x8+x9)/3=(57+62+64)/3=183/3=61我们比较K1A、K2A、K3A时，可以认为B、C对K1A、K2A、K3A的影响是大体相同的。于是，可以把K1A、K2A、K3A之间的差异看作是A取了三个不同水平引起的。——正交设计的整齐可比性。对于因素B：同理可以算出：B1所在组的试验结果均值:k1B=(x1+x2+x3)/3=(31+53+57)/3=141/3=47B2所在组的试验结果均值:k2B=(x4+x5+x6)/3=(54+49+62)/3=165/3=55B3所在组的试验结果均值:k3B=(x7+x8+x9)/3=(38+42+64)/3=144/3=48我们比较K1B、K2B、K3B时，可以认为A、C对K1B、K2B、K3B的影响是大体相同的。于是，可以把K1B、K2B、K3B之间的差异看作是B取了三个不同水平引起的。对于C与此同理。同理可以算出：C1所在组的试验结果均值:k1C=(x1+x2+x3)/3=(31+42+62)/3=135/3=45C2所在组的试验结果均值:k2C=(x4+x5+x6)/3=(54+53+64)/3=171/3=57C3所在组的试验结果均值:k3C=(x7+x8+x9)/3=(38+49+57)/3=144/3=48•（1）确定因素的主次•将每列的k1、k2、k3中最大值于最小值之差称为极差•即：第一列（A因素）＝k3A－k1A＝61－41＝20第二列（B因素）＝k2B－k1B＝55－47＝8第三列（C因素）＝k2C－k1C＝57－45＝12•影响大，就是该因素的不同水平对应的平均收益率之间的差异大•直观看出：一个因素对试验结果影响大，就是主要因素•本例中：因素主次为ACB主次表格示意如下：指标越大越好，应该选取指标最大的水平。从上表可以看出，本试验应该选取每个因素中k1、k2、k3最大的那个水平。即：A3B2C22.现有两块电压表，其中一块为150V量程的1.5级电压表，另一块为15V的2.5级电压表，欲测量10V左右的电压时，问选用哪块电压表？解：3.已知，，利用线性插值求的值。解：这里x0=100，y0=10，x1=121，y1=11,利用线性插值某力测量系统的静态标定数据如下表，请用最小二乘法拟合直线方程，求：灵敏度、线性度和滞后量。x(kN)0246420y(mV)03.87.9128.14.20.1y^(mV)0.044.028.0011.988.004.020.04解：拟合直线为：灵敏度为：(mV/kN)1010011121115ynnniiinniixyxynaxxniiii1111222ii11111521836.171.99117618()7nniibayxnn0ii11111.9936.1180.0477yxˆ0.041.99Sa11.991121100()1011100121121100xxLx1011(121)(100)2121xx1115(115)10.714yL线性度：滞后量：2）用平均法：，灵敏度：(mV/kN)线性度：滞后量：（拟合直线求解的方法不同，计算结果是有差别的，其中最小二乘法计算结果可靠性最高。）4.测定某试样中氯的百分含量，三次分析结果分别为25.12、25.21和25.09，计算平均偏差和相对平均偏差。如果真实百分含量为25.10,计算绝对误差和相对误差。解：平均值平均偏差相对平均偏差＝(0.05/25.14)×1000‰=2‰绝对误差E=25.14-25.10=+0.04(%)相对误差＝(+0.04/25.10)×1000‰=+2‰6.已知，，√144=12，利用逐次线性插值法求√115的值。解：这里x0=100，y0=10，x1=121，y1=11,x2=144，y2=12，利用抛物线插值公式用逐次线性插值法则LYmaxLFS3.84.02100%100%1.83%12HYmaxHFS4.23.8100%100%3.3%12X25122521250932514....(%)(%)05.0305.007.002.0d10100111212115(121)(144)(100)(144)(115)1011(100121)(100144)(121100)(121144)(100)(121)1210.72275(144100)(144121)xxxxxLxx739.101211441211151214412114411511)115(~115714.101001211001151112110012111510)115(11511LL211111115144115100115(115)(115)(115)100144144100(115)(115)(115)(115100)144100291510.71410.739444410.7225(LLLLLL与利用抛物插值得到的有效值一致）a00.1a11.99S