以測(cè)試技術(shù)在現(xiàn)代汽車(chē)上的應(yīng)用和現(xiàn)代汽車(chē)傳感器為核心，詳細(xì)介紹了汽車(chē)測(cè)試技術(shù)的基礎(chǔ)理論和方法以及汽車(chē)傳感器的結(jié)構(gòu)、工作原理及檢測(cè)方法，全書(shū)包括信號(hào)的描述及信號(hào)的數(shù)字處理，測(cè)試裝置的動(dòng)態(tài)特性分析與動(dòng)態(tài)性能測(cè)試方法，信號(hào)調(diào)理與記錄，各類(lèi)汽車(chē)常用傳感器的工作原理、性能和特點(diǎn)以及其在汽車(chē)上的應(yīng)用，新型傳感器的工作原理及其在汽車(chē)上的應(yīng)用，典型汽車(chē)傳感器的測(cè)量檢測(cè)方法等12章。
《汽車(chē)測(cè)試技術(shù)及傳感器》從實(shí)用角度出發(fā)，講解了測(cè)試技術(shù)的基本原理和方法，重點(diǎn)突出了測(cè)試技術(shù)在汽車(chē)上的應(yīng)用和汽車(chē)常用傳感器以及典型傳感器的測(cè)試方法，并且拓展介紹了新型傳感器在汽車(chē)上的應(yīng)用。
《汽車(chē)測(cè)試技術(shù)及傳感器》可作為高等教育和高職教育車(chē)輛工程、汽車(chē)服務(wù)工程、交通運(yùn)輸工程等專(zhuān)業(yè)教材之外，還可供有關(guān)汽車(chē)專(zhuān)業(yè)師生和從事汽車(chē)設(shè)計(jì)制造、汽車(chē)維修管理的工程技術(shù)人員閱讀參考。
本書(shū)是筆者在總結(jié)長(zhǎng)期從事測(cè)試技術(shù)以及汽車(chē)電子控制技術(shù)教學(xué)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，編寫(xiě)而成的融合機(jī)械測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)理論與汽車(chē)車(chē)用傳感器技術(shù)的教材，適應(yīng)汽車(chē)類(lèi)專(zhuān)業(yè)教學(xué)改革的需要。
該教材的主要內(nèi)容包括：現(xiàn)代測(cè)試技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展及汽車(chē)測(cè)試技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展；信號(hào)及其分類(lèi)方法，信號(hào)的時(shí)域分析、頻域分析及數(shù)字信號(hào)處理基礎(chǔ)；測(cè)試裝置的動(dòng)態(tài)特性分析與動(dòng)態(tài)性能測(cè)試方法；信號(hào)調(diào)理與記錄；信號(hào)的放大與隔離、調(diào)制與解調(diào)、濾波器、信號(hào)記錄裝置等內(nèi)容；變磁阻式傳感器、電容式傳感器、壓電式傳感器、磁敏式傳感器、光電式傳感器、傳統(tǒng)及新型熱電式傳感器、數(shù)字式傳感器、光纖傳感器、智能傳感器、固態(tài)圖像傳感器及其他新型傳感器的結(jié)構(gòu)、工作原理及典型汽車(chē)傳感器檢測(cè)方法。
本書(shū)是為車(chē)輛工程、汽車(chē)服務(wù)工程、交通運(yùn)輸工程專(zhuān)業(yè)的本科生而編寫(xiě)的，同時(shí)也可供有關(guān)工程技術(shù)人員及高職汽車(chē)類(lèi)專(zhuān)業(yè)學(xué)生參考。
現(xiàn)代機(jī)械產(chǎn)品已成為集機(jī)械、電子、信息、控制為一體的復(fù)雜機(jī)電系統(tǒng)，這些機(jī)電產(chǎn)品的運(yùn)行監(jiān)測(cè)、故障診斷與維護(hù)以及工作可靠性等相關(guān)的問(wèn)題，都與信息的獲取密不可分，測(cè)試技術(shù)作為機(jī)電產(chǎn)品運(yùn)行中獲取準(zhǔn)確、定量信息的重要手段，因此掌握測(cè)試技術(shù)對(duì)應(yīng)用型人才的培養(yǎng)起著非常重要的作用。汽車(chē)作為復(fù)雜機(jī)電產(chǎn)品的代表，隨著電子技術(shù)的發(fā)展，汽車(chē)電子化程度的不斷提高，機(jī)械系統(tǒng)已經(jīng)難以解決與汽車(chē)功能要求相關(guān)的某些問(wèn)題，已經(jīng)被電子控制系統(tǒng)代替。一般電子控制系統(tǒng)由傳感器、控制電腦、執(zhí)行器組成。因此，傳感器作為汽車(chē)電控系統(tǒng)的獲取信息的關(guān)鍵部件，其性能好壞直接影響汽車(chē)技術(shù)性能的發(fā)揮。汽車(chē)傳感器已廣泛地應(yīng)用于汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)、底盤(pán)控制系統(tǒng)、車(chē)身控制系統(tǒng)和導(dǎo)航等眾多系統(tǒng)中。據(jù)統(tǒng)計(jì)，一輛普通家用轎車(chē)上大約安裝幾十到近百只傳感器，而豪華轎車(chē)上的傳感器數(shù)量可多達(dá)二百余只。因此掌握汽車(chē)車(chē)用傳感器的結(jié)構(gòu)、工作原理及在汽車(chē)上的應(yīng)用和檢測(cè)方法尤為重要。
目前的教材是將測(cè)試技術(shù)與汽車(chē)傳感器內(nèi)容分割開(kāi)的，其不足之處在于學(xué)習(xí)測(cè)試技術(shù)時(shí)缺乏明確的應(yīng)用對(duì)象，且公式居多，不利于汽車(chē)類(lèi)專(zhuān)業(yè)學(xué)生有的放矢地掌握與汽車(chē)測(cè)試相關(guān)知識(shí)。基于此原因，筆者總結(jié)長(zhǎng)期從事測(cè)試技術(shù)以及汽車(chē)電子控制技術(shù)教學(xué)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，編寫(xiě)一本融合機(jī)械測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)理論與汽車(chē)車(chē)用傳感器技術(shù)的教材，以適應(yīng)汽車(chē)類(lèi)專(zhuān)業(yè)教學(xué)改革的需要。
該教材的主要內(nèi)容包括：現(xiàn)代測(cè)試技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展及汽車(chē)測(cè)試技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展；信號(hào)及其分類(lèi)方法，信號(hào)的時(shí)域分析、頻域分析及數(shù)字信號(hào)處理基礎(chǔ)；測(cè)試裝置的動(dòng)態(tài)特性分析與動(dòng)態(tài)性能測(cè)試方法；信號(hào)調(diào)理與記錄；信號(hào)的放大與隔離、調(diào)制與解調(diào)、濾波器、信號(hào)記錄裝置等內(nèi)容；變磁阻式傳感器、電容式傳感器、壓電式傳感器、磁敏式傳感器、光電式傳感器、傳統(tǒng)及新型熱電式傳感器、數(shù)字式傳感器、光纖傳感器、智能傳感器、固態(tài)圖像傳感器及其他新型傳感器的結(jié)構(gòu)、工作原理及典型汽車(chē)傳感器檢測(cè)方法。
緒論
0.1 測(cè)試技術(shù)與傳感器
0.1.1 測(cè)試技術(shù)的重要性
0.1.2 測(cè)試技術(shù)的內(nèi)容和任務(wù)及測(cè)試系統(tǒng)一般組成
0.1.3 測(cè)試技術(shù)和傳感器發(fā)展趨勢(shì)
0.2 汽車(chē)測(cè)試技術(shù)和傳感器
0.2.1 汽車(chē)對(duì)人類(lèi)社會(huì)發(fā)展所做的貢獻(xiàn)
0.2.2 汽車(chē)的發(fā)展與測(cè)試技術(shù)
0.2.3 汽車(chē)車(chē)用傳感器
0.2.4 課程的研究對(duì)象和性質(zhì)
第1章 信號(hào)描述及分析
1.1 信號(hào)分類(lèi)及其描述
1.1.1 信號(hào)的分類(lèi)
1.1.2 信號(hào)的時(shí)域和頻域描述
1.2 信號(hào)的頻域描述
1.2.1 周期信號(hào)的頻譜
1.2.2 非周期信號(hào)的頻譜
1.2.3 典型信號(hào)的頻譜
1.3 信號(hào)的時(shí)域分析
1.3.1 時(shí)域分析參數(shù)
1.3.2 時(shí)域參數(shù)分析法的應(yīng)用
1.4 信號(hào)的相關(guān)分析
1.4.1 自相關(guān)函數(shù)
1.4.2 互相關(guān)函數(shù)
1.5 信號(hào)的頻譜分析
1.5.1 自功率譜密度函數(shù)
1.5.2 互譜密度函數(shù)
1.6 數(shù)字信號(hào)處理基礎(chǔ)
1.6.1 時(shí)域采樣和采樣定理
1.6.2 截?cái)唷⑿孤┖痛昂瘮?shù)
1.6.3 頻率采樣與柵欄效應(yīng)
復(fù)習(xí)思考題
第2章 測(cè)試裝置動(dòng)態(tài)特性分析與性能測(cè)試
2.1 測(cè)試系統(tǒng)及其主要性質(zhì)
2.2 測(cè)試系統(tǒng)的靜態(tài)特性
2.3 測(cè)試系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性的數(shù)學(xué)描述
2.3.1 傳遞函數(shù)
2.3.2 頻率響應(yīng)函數(shù)
2.3.3 脈沖響應(yīng)函數(shù)
2.4 典型測(cè)試系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性分析
2.4.1 測(cè)試系統(tǒng)的頻率特性
2.4.2 測(cè)試系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性的指標(biāo)與評(píng)價(jià)
2.5 信號(hào)失真及其實(shí)現(xiàn)不失真的條件
2.5.1 輸出信號(hào)的失真
2.5.2 不失真測(cè)量的條件
2.6 測(cè)試系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)測(cè)試
2.6.1 時(shí)域測(cè)定法
2.6.2 頻域測(cè)定法
2.7 改善測(cè)試系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)的途徑
復(fù)習(xí)思考題
第3章 信號(hào)調(diào)理與記錄
3.1 電橋
3.1.1 直流電橋
3.1.2 交流電橋
3.2 信號(hào)的放大與隔離
3.2.1 基本放大器
3.2.2 測(cè)量放大器
3.2.3 隔離放大器
3.3 調(diào)制與解調(diào)
3.3.1 幅值調(diào)制與解調(diào)
3.3.2 頻率調(diào)制與解調(diào)
3.4 濾波器
3.4.1 理想濾波器與實(shí)際濾波器
3.4.2 RC調(diào)諧式濾波器
3.4.3 常用帶通濾波器的類(lèi)型
3.5 信號(hào)的顯示與記錄
3.5.1 信號(hào)的顯示
3.5.2 信號(hào)記錄
復(fù)習(xí)思考題
第4章 電阻式傳感器
4.1 變阻器式傳感器
4.1.1 工作原理
4.1.2 測(cè)量電路
4.2 電阻應(yīng)變式傳感器
4.2.1 工作原理
4.2.2 測(cè)量電路
4.3 工程應(yīng)用
4.4 電阻式傳感器在汽車(chē)上的應(yīng)用
4.4.1 翼片式空氣流量計(jì)
4.4.2 節(jié)氣門(mén)位置傳感器
4.4.3 半導(dǎo)體壓阻式進(jìn)氣壓力傳感器
4.4.4 加速踏板位置傳感器
4.4.5 安全氣囊中央碰撞傳感器
4.4.6 燃油液位傳感器
復(fù)習(xí)思考題
第5章 變磁阻式傳感器
5.1 自感式電感傳感器
5.1.1 工作原理
5.1.2 測(cè)量電路
5.2 互感式電感傳感器
5：2.1 工作原理
5.2.2 測(cè)量電路
5.3 電渦流式傳感器
5.3.1 工作原理
5.3.2 測(cè)量電路
5.4 磁電式傳感器
5.5 工程應(yīng)用
5.5.1 自感式傳感器工程應(yīng)用
5.5.2 互感式傳感器工程應(yīng)用
5.5.3 電渦流傳感器工程應(yīng)用
5.6 電感式傳感器在汽車(chē)上的應(yīng)用
5.6.1 可變電感式進(jìn)氣壓力傳感器
5.6.2 磁致伸縮式爆震傳感器
5.6.3 車(chē)輪輪速傳感器
5.6.4 曲軸位置傳感器
5.6.5 減速傳感器
復(fù)習(xí)思考題
第6章 電容式傳感器
6.1 工作原理
6.1.1 極距變化型
6.1.2 面積變化型
6.1.3 介質(zhì)變化型
6.2 測(cè)量電路
6.2.1 電橋電路
6.2.2 調(diào)頻電路
6.2.3 脈沖調(diào)寬電路
6.2.4 運(yùn)算放大器電路
6.3 工程應(yīng)用
6.3.1 電容法測(cè)泥料水分
6.3.2 電容測(cè)厚傳感器在板材軋制中的應(yīng)用
6.3.3 電容式液位計(jì)
6.3.4 電容式壓力傳感器
6.3.5 電容式振動(dòng)、位移測(cè)量?jī)x
6.4 電容式傳感器在汽車(chē)上的應(yīng)用
6.4.1 電容式進(jìn)氣壓力傳感器
6.4.2 電容式燃油性質(zhì)傳感器
復(fù)習(xí)思考題
第7章 壓電式傳感器
7.1 壓電效應(yīng)
7.2 工作特性
7.2.1 等效電路
7.2.2 靈敏度
7.2.3 頻率特性
7.3 測(cè)量電路
7.3.1 電壓放大器
7.3.2 電荷放大器
7.4 工程應(yīng)用
7.4.1 壓電式測(cè)力傳感器
7.4.2 測(cè)表面粗糙度
7.4.3 壓電引爆
7.4.4 煤氣灶電子點(diǎn)火裝置
7.4.5 汽輪發(fā)電機(jī)工況檢測(cè)系統(tǒng)
……
第8章 磁敏式傳感器
第9章 光電式傳感器
第10章 熱電式傳感器
第11章 新型傳感器及其在汽車(chē)上的應(yīng)用
第12章 典型汽車(chē)傳感器檢測(cè)
參考文獻(xiàn)
0．2．3汽車(chē)車(chē)用傳感器
現(xiàn)代測(cè)試技術(shù)，即是促進(jìn)科技發(fā)展的重要技術(shù)，又是科學(xué)發(fā)展的結(jié)果。汽車(chē)發(fā)展的智能化、安全化和舒適化要求對(duì)汽車(chē)零部件及整車(chē)性能進(jìn)行測(cè)試，而傳感器是信息之源頭，只有擁有良好而多樣的傳感器，才能有效地使用這些設(shè)備和技術(shù)。
隨著電子技術(shù)的發(fā)展及汽車(chē)電子化程度不斷提高，通常的機(jī)械系統(tǒng)已經(jīng)難以解決某些與汽車(chē)功能要求有關(guān)的問(wèn)題，而被電子控制系統(tǒng)代替。傳感器的作用就是根據(jù)規(guī)定的被測(cè)大小，定量提供有用的電輸出信號(hào)的部件，亦即傳感器把光、時(shí)間、電、溫度、壓力及氣體等的物理、化學(xué)量轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的變換器。傳感器作為汽車(chē)電控系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，它直接影響汽車(chē)的技術(shù)性能的發(fā)揮。目前，普通汽車(chē)上裝有10-20只傳感器，高級(jí)豪華轎車(chē)則更多，這些傳感器主要分布在發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)、底盤(pán)控制系統(tǒng)和車(chē)身控制系統(tǒng)中。
1）發(fā)動(dòng)機(jī)控制用傳感器
發(fā)動(dòng)機(jī)控制用傳感器有許多種，其中包括溫度傳感器、壓力傳感器、轉(zhuǎn)速和角度傳感器、流量傳感器、位置傳感器、氣體濃度傳感器、爆震傳感器等。這些傳感器是整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)的核心，利用它們可提高發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性、降低油耗、減少?gòu)U氣、反映故障等。由于其工作在發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)、汽油蒸氣、污泥和泥水等惡劣環(huán)境中，因此它們耐惡劣環(huán)境技術(shù)指標(biāo)要高于一般的傳感器。對(duì)于它們的性能指標(biāo)要求有很多種，其中最關(guān)鍵的是測(cè)量精度與可靠性，否則由傳感器檢測(cè)帶來(lái)的誤差最終將導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)故障。
�。�1）溫度傳感器：主要檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)溫度、進(jìn)氣溫度、冷卻液溫度、燃油溫度、機(jī)油溫度、催化溫度等。實(shí)際應(yīng)用的溫度傳感器主要有線(xiàn)繞電阻式、熱敏電阻式和熱電偶式。線(xiàn)繞電阻式溫度傳感器精度較高，但響應(yīng)特性差，熱敏電阻式傳感器靈敏度高，響應(yīng)特性較好，但線(xiàn)性差，適用溫度較低熱電偶式傳感器精度高，測(cè)溫范圍寬，但需考慮放大器和冷端處理問(wèn)題。
�。�2）壓力傳感器：主要檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣歧管絕對(duì)壓力、真空度、大氣壓力、發(fā)動(dòng)機(jī)油壓、制動(dòng)器油壓、輪胎壓力等。車(chē)用壓力傳感器有若干種，應(yīng)用較多的有電容式、壓敏電阻式、膜盒傳動(dòng)的可變電感式（LVDT）、表面彈性波式（SAW）。電容式傳感器具有輸入能量高，動(dòng)態(tài)響應(yīng)好、環(huán)境適應(yīng)性好等特點(diǎn)；壓敏電阻式受溫度影響大，需另設(shè)溫度補(bǔ)償電路，但適用于大量生產(chǎn)；LVDT式有較大輸出，易于數(shù)字輸出，但抗振性較差；SAw式具有體積小、質(zhì)量輕、功耗低、可靠性強(qiáng)、靈敏度高、分辨率高、數(shù)字量輸出等特點(diǎn)，是一種較為理想的傳感器。
�。�3）轉(zhuǎn)速、角度和車(chē)速傳感器：主要用于檢測(cè)曲軸轉(zhuǎn)角、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、車(chē)速等。主要有發(fā)電機(jī)式、磁阻式、霍爾效應(yīng)式、光學(xué)式、振動(dòng)式等。
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