汽车诊断与检测技术基础课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,汽车诊断与检测技术,汽车诊断与检测技术,1,汽车诊断与检测技术基础,汽车诊断与检测技术基础,2,本章内容,第一节 基础理论,第二节 基本知识,第三节 汽车维修企业应配备的检测设,备,本章内容,3,从事汽车诊断与检测技术工作，不仅要有完善的检测手段和分析、判断的能力和方法，而且要有正确的理论指导和必备的基本知识。,从事汽车诊断与检测技术工作，不仅要有完善的检测手段和,4,第一节,第一节 基础理论,第一节第一节 基础理论,5,第一节,本节内容,一、诊断参数,二、诊断标准,三、诊断周期,第一节 本节内容,6,第一节,诊断参数、诊断标准、诊断周期是从事汽车诊断与检测技术工作必须掌握的基础理论。,第一节 诊断参数、诊断标准、诊断周期是从事汽车诊断,7,第一节,一、,1.,一、诊断参数,1,诊断参数概述,参数，是表明某一重要性质的量。,诊断参数，是供诊断用的，表征汽车、总成、机构技术状况的量。,有些结构参数（如磨损量、间隙量等）可以表征技术状况，但在不解体情况下，直接测量汽车、总成、机构的结构参数往往受到限制。,因此，在检测诊断汽车技术状况时，需要采用一种与结构参数有关而又能表征技术状况的间接指标（量），该间接指标（量）称为诊断参数。,第一节一、1. 一、诊断参数,8,第一节,一、,1.,汽车诊断参数包括工作过程参数、伴随过程参数和几何尺寸参数。,（,1,）工作过程参数：是汽车、总成、机构工作过程中输出的一些可供测量的物理量和化学量。例如，发动机功率、驱动车轮输出功率或驱动力、汽车燃料消耗量、制动距离或制动力或制动减速度、滑行距离等。,汽车不工作时，工作过程参数无法测得。,第一节一、1. 汽车诊断参数包括工作过程参,9,第一节,一、,1.,（,2,）伴随过程参数：是伴随汽车、总成、机构工作过程输出的一些可测量。例如，工作过程中出现的振动、噪声、异响、过热等，可提供诊断对象的局部信息，常用于复杂系统的深入诊断。,汽车不工作（过热除外）时，伴随过程参数无法测得。,第一节一、1. （2）伴随过程参数：是伴随,10,第一节,一、,1.,（,3,）几何尺寸参数：可提供总成、机构中配合零件之间或独立零件的技术状况。,例如，配合间隙、自由行程、圆度、圆柱度、端面圆跳动、径向圆跳动等，都可以作为诊断参数来使用。,它们提供的信息量虽然有限，但却能表征诊断对象的具体状态。,汽车常用诊断参数如表,2-1,所列。,第一节一、1. （3）几何尺寸参数：可提供,11,第一节,一、,2.,2,诊断参数的选择原则,在汽车的使用过程中，诊断参数的变化规律与汽车技术状况变化规律之间有一定的关系。能够表征汽车技术状况的参数有很多，为了保证诊断结果的可信性和准确性，应该选择那些符合下列要求或具有下列特性的诊断参数。选用原则如下：,第一节一、2. 2诊断参数的选择原则,12,第一节,一、,2,.,（,1,）灵敏性：亦称为灵敏度，是指诊断对象的技术状况在从正常状态到进入故障状态之前的整个使用期内，诊断参数相对于技术状况参数的变化率。用下式表示,式：,K,r,诊断参数的灵敏性；,du,汽车技术状况参数的微小增量；,dp,汽车诊断参数,p,相对于,du,的增量。,第一节一、2. （1）灵敏性：亦称为灵敏度,13,第一节,一、,2,.,（,2,）单值性：是指汽车技术状况参数从开始值,u,f,变化到终了值,u,t,的范围内，诊断参数的变化不应出现极值，即不应出现,dp,/,du,0,的值。,否则，同一诊断参数将对应两个不同的技术状况参数，给诊断技术状况带来困难。,所以，具有非单值的诊断参数没有实际意义，如图,2-1,中的,P,3,所示。,图,2-1,汽车诊断参数随技术状况参数的,变化规律,评价稳定性诊断参数,P,1,的数学期望,p,/,u,稳定性诊断参数,P,2,的变化率,A,评价非单值诊断参数,P,3,在,u,f,u,t,范围内的极值,u,f,u,t,汽车技术状况参数的变化范围,p,f,p,n,汽车诊断参数的变化范围,第一节一、2. （2）单值性：是指汽,14,第一节,一、,2.,（,3,）稳定性：是指在相同的测试条件下，多次测得同一诊断参数的测量值，具有良好的一致性（重复性）。,诊断参数的稳定性越好，其测量值的离散度（或方差）越小。因此，诊断参数的稳定性可用均方差衡量，如下式所示,式中：,P,（,u,）,汽车技术状况为,u,状态下诊断参数测量值的均方差；,P,i,(u),汽车技术状况为,u,状态下诊断参数的测量值；,(u),上述状态下诊断参数测量值的平均值；,n,测量次数。,第一节一、2. （3）稳定性：是指在相同的,15,第一节,一、,2.,（,4,）信息性：是指诊断参数对汽车技术状况具有的表征性。,表征性好的诊断参数，能表明、揭示汽车技术状况的特征和现象，反映汽车技术状况的全部信息。,所以，诊断参数的信息性越好，包含汽车技术状况的信息量越高，得出的诊断结论越可靠。,第一节一、2. （4）信息性：是指诊断参数,16,第一节,一、,2.,从图,2-2,中可以看出，图,a,所示诊断参数,P,的信息性最好；图,b,所示诊断参数,P,的信息性次之；图,c,所示诊断参数,P“,的信息性最差。,这是对诊断参数信息性的定性分析。,图,2-2,诊断参数的信息性,a,）信息性强；,b,）信息性弱；,c,）信息性差,第一节一、2. 从图2-2中可以看出，图a,17,第一节,一、,2.,如果显示无故障诊断参数,P,l,的平均值与显示有故障诊断参数,P,2,的平均值之差越大，或这两种诊断参数的离散度越小，则诊断失误的概率就越小，即诊断参数的信息性越好。,第一节一、2. 如果显示无故障诊断参数P,18,第一节,一、,2.,因此，诊断参数的信息性可用下式表示,式中：,I,（,P,）,诊断参数,P,的信息性；,1,显示无故障诊断参数,P,l,的平均值；,2,显示有故障诊断参数,P,2,的平均值；,1,P,l,的均方差；,2,P,2,的均方差。,I,（,P,）值越大，诊断参数的信息性越好，诊断结果越正确。,第一节一、2. 因此，诊断参数的信息性可用,19,第一节,一、,2.,（,5,）经济性：是指获得诊断参数的测量值所需要的诊断作业费用的多少，包括人员、工时、场地、设备和能源消耗等项费用。经济性高的诊断参数，所需要的诊断作业费用低。,如果诊断作业费用很高，这种诊断参数是不可取的，它没有经济意义。,第一节一、2. （5）经济性：是指获得诊断,20,第一节,一、,3.,3,诊断参数与测量条件、测量方法的关系,不同的测量条件、测量方法，可以测得不同的诊断参数值。,测量条件中，一般有温度条件、速度条件、负荷条件等。,第一节一、3. 3诊断参数与测量条件、,21,第一节,一、,3.,多数诊断参数的测得需要汽车运行至正常工作温度，只有少数诊断参数可在冷温下进行。,除了温度条件外，速度条件和负荷条件也很重要。,如，发动机功率的检测，需在一定的转速和节气门开度下进行；汽车制动距离的检测，需在一定的制动初速度和载荷（空载或满载）下进行。,第一节一、3. 多数诊断参数的测得需要汽车,22,第一节,一、,3.,对诊断参数的测量方法也有规定，如汽油车排放污染物的测量，采用怠速法，规定各排气组分均应采用不分光红外线吸收型（,NDIR,）监测仪进行；柴油车自由加速烟度的测量，采用滤纸烟度法，规定采用滤纸式烟度计进行等等。,第一节一、3. 对诊断参数的测量方法也有规,23,第一节,一、,3.,没有规范的测量条件和测量方法，无法统一尺度，因而测得的诊断参数值也就无法评价汽车的技术状况。,所以，要把诊断参数及其测量条件、测量方法看成是一个不可分割的整体。,第一节一、3. 没有规范的测量条件和测量方,24,第一节,二、,二、诊断标准,汽车诊断标准是汽车技术标准中的一部分。,汽车诊断标准是对汽车诊断的方法、技术要求和限值等的统一规定。,汽车诊断参数标准仅是对汽车诊断参数限值的统一规定，有时也简称为汽车诊断标准。,汽车诊断标准中包括汽车诊断参数标准。,第一节二、 二、诊断标准,25,第一节,二、,1.,1,诊断标准的类型,汽车诊断标准与其它技术标准一样，分为国家标难、行业标准、地方标准和企业标准四种类型。,（,1,）国家标准：是国家制定的标准，冠以中华人民共和国国家标准字样。,国家标准一般由某行业部、委、局提出，由国家质量监督检验检疫总局批准、发布或联合发布，全国各级各有关单位和个人都要贯彻执行，具有强制性和权威性。,第一节二、1. 1诊断标准的类型,26,第一节,二、,1.,如：国家标准,机动车运行安全技术条件,（,GB 7258,2004,） 、国家标准,点燃式发动机汽车排气污染物排放限值及测量方法（双怠速法及简易工况法）,（,GB 18285,2005,） 、国家标准,车用压燃式发动机和压燃式发动机汽车排气烟度排放限值及测量方法,（,GB 3847,2005,）等都是强制推行的国家标准。,国家标准,汽油车排气污染物的测量 怠速法,（已废止）（,GB/T 3845,1993,）、 国家标准,柴油车自由加速烟度的测量 滤纸烟度法,（已废止）（,GB/T 3846,1993,）等，是推荐性国家级标准。,第一节二、1. 如：国家标准机动车运行安,27,第一节,二、,1.,（,2,）行业标准：也称为部、委、局标准，是部、国家委员会或国务院直属局制定、发布并经国家质量监督检验检疫总局备案的标准，在部、委、局系统内或行业内贯彻执行，一般冠以中华人民共和国某某部、委、局或某某行业标准，也在一定范围内具有强制性和权威性，各级各有关单位和个人也必须贯彻执行。,第一节二、1. （2）行业标准：也称为部、,28,第一节,二、,1.,如：行业标准,载货汽车燃料消耗量试验方法,（,JB 3352,1983,）是原中华人民共和国机械工业部标准；行业标准,增压柴油机高温清净性评定法,（,SY 2625,1982,）是原中华人民共和国石油工业部标准，都属于强制性标准。,行业标准,汽车维护工艺规范,（,JT,T 201,1995,） 、行业标准,汽车技术等级评定标准,（,JT,T l98,1995,） 、行业标准,汽车检测站计算机控制系统技术规范,（,JT/T 478,2002,）、行业标准,乘用车悬架特性的评价指标和检测方法,（,JT/T 497,2004,），是中华人民共和国交通行业标准，属于推荐性标准。,第一节二、1. 如：行业标准载货汽车燃料,29,第一节,二、,1.,（,3,）地方标准：是省（直辖市、自治区）级、市地级、市县级制定并发布的标准，在地方范围内贯彻执行，也在一定范围内具有强制性和权威性，所属范围内的单位和个人必须贯彻执行。,省、市地、市县三级除贯彻执行上级标准外，可根据本地具体情况制定地方标准或率先制定上级没有制定的标准。地方标准中的限值可能比上级标准中的限值要求还要严格。,第一节二、1. （3）地方标准：是省（直辖,30,第一节,二、,1.,（,4,）企业标准：一般包括汽车制造厂推荐的标准、汽车运输企业和汽车维修企业内部制定的标准和检测设备制造厂推荐的参考性标准三部分。,汽车制造厂推荐的标准：是汽车制造厂在汽车使用说明书中公布的汽车使用性能参数、结构参数、调整数据和使用极限等，可从中选择一部分作为诊断参数标准来使用。,该种标准是汽车制造厂根据设计要求、制造水平，为保证汽车的使用性能和技术状况而制定的。,第一节二、1. （4）企业标准：一般包括汽,31,第一节,二、,1.,汽车运输企业和汽车维修企业的标准：是汽车运输企业、汽车维修企业内部制定的标准，只在企业内部贯彻执行。,有条件的企业除贯彻执行上级标准外，往往还能根据本企业的具体情况，制定企业标准或率先制定上级没有制定的标准。,企业标准中有些诊断参数的限值甚至比上级标准还要严格，以保证汽车维修质量和树立良好的企业形象。,一般情况下，企业标准应达到国家标准和上级标准的要求，同时允许超过国家标准和上级标准的要求。,第一节二、1. 汽车运输企业和汽车维修企业,32,第一节,二、,1.,检测设备制造厂推荐的参考性标准：是检测设备制造厂针对本设备所检测的诊断参数，在尚没有国家标难和行业标准的情况下制定的诊断参数限值，通过检测设备使用说明书提供给使用单位作参考性标准，以判断汽车、总成、机构的技术状况。,任何一级标准的制定和修订，都要既考虑技术性和经济性，又要考虑先进性，并尽量参考同类型国际标准。,第一节二、1. 检测设备制造厂推荐的参考性,33,第一节,二、,2.,2,诊断参数标难的组成,为了定量地评价汽车、总成、机构的技术状况，确定维护、修理的范围和深度，预报无故障工作里程，单有诊断参数是不够的，还必须建立诊断参数标准，提供一个比较尺度。,这样，在检测到诊断参数值后与诊断参数标准值对照，即可确定汽车是继续运行还是进厂（场）维修。,第一节二、2. 2诊断参数标难的组成,34,第一节,二、,2.,诊断参数标准一般由初始值,P,f,、,许用值,P,d,和极限值,P,n,三部分组成。,（,1,）初始值,P,f,：此值相当于无故障新车和无故障大修车诊断参数值的大小，往往是最佳值，可作为新车和大修车的诊断参数标准。当诊断参数测量值处于初始值范围内时，表明诊断对象技术状况良好，无需维修便可继续运行。,第一节二、2. 诊断参数标准一般由初始值P,35,第一节,二、,2.,（,2,）许用值,P,d,：诊断参数测量值若在此值范围内，则诊断对象技术状况虽发生变化但尚属正常，无需修理（但应按时维护）即可继续运行。超过此值，勉强许用，但应及时安排维修。否则，汽车带病行车，故障率上升，可能行驶不到下一个诊断周期。,第一节二、2. （2）许用值Pd：诊断参数,36,第一节,二、,2.,（,3,）极限值,P,n,：诊断参数测量值超过此值后，诊断对象技术状况严重恶化，汽车须立即停驶修理。此时，汽车的动力性、经济性和排气净化性大大降低，行驶安全得不到保证，有关机件磨损严重，甚至可能发生机械事故。所以，汽车必须立即停驶修理，否则将造成更大损失。,第一节二、2. （3）极限值Pn：诊断参数,37,第一节,二、,2.,可以看出，通过对汽车进行检测，当诊断参数测量值在许用值以内，汽车可继续运行；当诊断参数测量值超过极限值，须停止运行进厂修理。,因此，将诊断参数测量值与诊断参数标准值比较，就可得知汽车技术状况，并做出相应的决断。,第一节二、2. 可以看出，通过对汽车进行,38,第一节,二、,2.,诊断参数标准的初始值、许用值和极限值，可能是一个单一的数值，也可能是一个数值范围。,它们三者之间的关系及诊断参数随行驶里程的变化情况，如图,2-3,所示。,图,2-3,诊断参数随行驶里程的变化情况,图中,D,诊断参数,P,的允许变化范围；,L,d,诊断周期；,P,f,C,诊断参数,P,随行驶里程,L,的变化；,A,P,变化至与,P,d,相交，继续行驶可能发生故,障；,B,P,变化至与,P,n,相交，继续行驶可能发生损,坏；,C,发生损坏；,A,P,变化至,A,后可继续行驶，至最近的一个,诊断周期采取维修措施；,AB,采取维修措施后，,P,降至初始标准,P,f,，汽车,技术状况恢复。,第一节二、2. 诊断参数标准的初始值、许用,39,第一节,二、,3.,3,诊断参数标准的制定或修正,诊断参数标准的制定与修正，既要有利于汽车技术状况的提高，又要以经济为基础，进行综合考虑。,第一节二、3. 3诊断参数标准的制定或修,40,第一节,二、,3.,诊断参数标准的制定与修正是个比较复杂的过程，一般采用统计法、经验法、试验法或理论计算法完成。,统计法，是通过找出相当数量的在用汽车在正常状况下诊断参数的分布规律（如正态分布或,分布），然后经综合考虑而制定的并能使大多数在用汽车合格的标准。,第一节二、3. 诊断参数标准的制定与修正是,41,第一节,二、,3.,较常见的做法是随机选择相当数量的在用车辆，其中技术状况良好的车辆要占有一定数量，然后对某一诊断参数进行测量，数值从,P,o,到,P,x,。,把,P,o,到,P,x,的数值分成若干个区间，再把对应各区间的汽车占有量算出，然后制成直方图，描出曲线，如图,2-4,所示，类似正态分布密度函数曲线。,图,2-4,用统计方法确定诊断,参数的分布规律,第一节二、3. 较常见的做法是随机选择相当,42,第一节,二、,3.,在测得的诊断参数中，相对完好技术状况的诊断参数值是散布的，分散在最佳值的两侧。,同样，相对故障状况的诊断参数值也是散布的。,故障状况的诊断参数值可能与完好技术状况的诊断参数值交叉或重叠。,图,2-4,用统计方法确定诊断,参数的分布规律,第一节二、3. 在测得的诊断参数中，相对,43,第一节,二、,3.,在知道诊断参数的分布规律后，可以对诊断参数散布的允许范围加以限制，并要符合完好工作概率水平。,用这种方法获得的诊断参数限值，便是诊断参数标准，分以下三种情况：,第一节二、3. 在知道诊断参数的分布规律后,44,第一节,二、,3.,（,1,）上下均有限值的诊断参数标准,这种情况是以正态分布均值为中心，取汽车正常概率为,85%,和,95%,的参数范围为诊断参数标准，如图,2-5b,所示。,所有在散布范围,A,0.85,内的诊断参数值视为处于技术状况完好状态，所有超出散布范围,A,0.95,外的诊断参数值视为处于有故障状态。,当诊断参数值处于,A,0.85,A,0.95,之间时，视为技术状况可能是完好的，也可能是有故障的，两种概率相等。,图,2-5,诊断参数标准的确定,第一节二、3. （1）上下均有限值的诊断参,45,第一节,二、,3.,可以看出，当诊断参数值变化到散布范围,A,0.85,时，可作为许用标准,P,d,；当诊断参数值变化到散布范围,A,0.95,时，可作为极限标准,P,n,。,用这种方法确定的诊断参数标准，将能保证有,85%,的车辆处于完好技术状况下工作。,如诊断参数标准不符合实际情况，还可以修正诊断参数的散布范围。,图,2-5,诊断参数标准的确定,第一节二、3. 可以看出，当诊断参数值变化,46,第一节,二、,3.,（,2,）仅要求上限值的诊断参数标准,这种情况是取正态分布函数曲线右侧某个数值作为限值，而对左边不作任何限制。一般是取汽车正常概率为,85%,和,95%,的诊断参数值作为诊断参数标准，如图,2-5a,所示。,图,2-5,诊断参数标准的确定,第一节二、3. （2）仅要求上限值的诊断参,47,第一节,二、,3.,同样，当诊断参数值变化到散布范围,A,0.85,时，可作为许用标准,P,d,；当诊断参数值变化到散布范围,A,0.95,时，可作为极限标准,P,n,；将能保证有,85%,的车辆处于完好技术状况下工作。,图,2-5,诊断参数标准的确定,第一节二、3. 同样，当诊断参数值变化到散,48,第一节,二、,3.,（,3,）仅要求下限值的诊断参数标准,这种情况是取正态分布函数曲线左侧某个数值作为限值，而对右边不作任何限制。,一般是取汽车正常概率为,85%,和,95%,的诊断参数值作为诊断参数标准，如图,2-5c,所示。,图,2-5,诊断参数标准的确定,第一节二、3. （3）仅要求下限值的诊断参,49,第一节,二、,3.,同样，当诊断参数值变化到散布范围,A,0.85,时，可作为许用标准,P,d,；当诊断参数值变化到散布范围,A,0.95,时，可作为极限标准,P,n,；将能保证有,85%,的车辆处于完好技术状况下工作。,图,2-5,诊断参数标准的确定,第一节二、3. 同样，当诊断参数值变化到散,50,第一节,三、,三、诊断周期,诊断周期是汽车诊断的间隔期，以行驶里程或使用时间（月或日）表示。,诊断周期的确定，应满足技术和经济两方面的条件，获得最佳诊断周期。,第一节三、 三、诊断周期,51,第一节,三、,最佳诊断周期，是能保证车辆的完好率最高而消耗的费用最少的诊断周期。,确定最佳诊断周期的工作是非常重要的。它既要使车辆在无故障状态下运行，又要使我国维修制度中“定期检测、强制维护、视情修理”的费用降至最低，因此要在“定期”上做好文章。,第一节三、 最佳诊断周期，是能保证车辆的完好率,52,第一节,三、,根据交通部,汽车运输业技术管理规定,，运输业汽车实行“定期检测、强制维护、视情修理” 的制度。,该规定要求车辆二级维护前应进行检测诊断和技术评定，根据评定结果确定附加作业或修理项目，结合二级维护一并进行。,又规定车辆修理应贯彻视情修理的原则，即根据车辆检测诊断和技术鉴定的结果，视情按不同作业范围和深度进行。既要防止拖延修理造成车况恶化，又要防止提前修理造成浪费。,第一节三、 根据交通部汽车运输业技术管理规定,53,第一节,三、,从上述规定中可以看出，二级维护前和车辆大修前都要进行检测诊断。,其中，大修前的检测诊断，一般在大修间隔里程行将结束时结合二级维护前的检测诊断进行。,既然规定在二级维护前进行检测诊断，则二级维护周期（间隔里程）应视为我国目前的最佳诊断周期。,根据中华人民共和国交通行业标准,汽车维护工艺规范,（,JT,T 201,1995,）的规定，二级维护周期在,10 00015 000km,范围内依据各地条件不同选定。,第一节三、 从上述规定中可以看出，二级维护前和,54,第二节,第二节 基本知识,第二节第二节 基本知识,55,第二节,本节内容,一、检测系统的基本组成,二、智能化检测系统,三、测量误差和精度,四、检测设备的使用维护与故障处理,第二节 本节内容,56,第二节,在汽车诊断与检测技术作业中，为了获得诊断参数测量值，检测人员要选择规定的测量仪表、仪器或设备（这三者往往统称为检测设备）组成检测系统，在一定的测量条件、测量方法下，对汽车进行检测、分析和判断。,检测系统的基本组成、智能化检测系统、测量误差和精度、检测设备的使用维护与故障处理、汽车维修企业和汽车检测站应配备的检测设备等方面的知识，是汽车诊断与检测技术从业人员应掌握的基本知识。,第二节 在汽车诊断与检测技术作业中，为了获得诊断参,57,第二节,一、,一、检测系统的基本组成 一个由一般仪表、仪器构成的检测系统，通常是由传感器、变换及测量装置、记录与显示装置、数据处理装置等组成，如图,2-7,所示。,被测量,传感器,变换及测量装置,记录及显示装置,数据处理装置,电源,图,2-7,检测系统的基本组成,第二节一、 一、检测系统的基本组成 一,58,第二节,一、,1,.,1.,传感器,这是一种能够把被测非电量（物理量、化学量、生物量等）的信息转换成与之有确定对应关系的电信号输出的器件或装置。,传感器是获取信息的手段，在整个检测系统中占有重要地位。,由于传感器处于检测系统的输入端，所以其性能直接影响到检测系统的工作可靠性和测量精度。,也有将传感器称为变送器、发送器或检测头的，在生物医学及超声检测仪器中，常被称为换能器。,第二节一、1. 1.传感器,59,第二节,一、,1,.,汽车检测设备使用的传感器，如果按测量性质分类，,可以将传感器分为机械量传感器（如位移传感器、力传感器、速度传感器、加速度传感器等）、热工量传感器（如温度传感器等）、化学量传感器和生物量传感器等类型；,如果按输出量的性质分类，可以将传感器分为参量型传感器（输出的是电阻、电感、电容等无源电参量，如电阻式传感器、电感式传感器和电容式传感器等）和发电型传感器（输出的是电压和电流信号，如热电偶传感器、光电传感器、磁电传感器、压电传感器）等。,第二节一、1. 汽车检测设备使用的传感器，,60,第二节,一、,2,.,2,.,变换及测量装置,这是一种将传感器送来的电信号变换成易于测量的电压或电流信号的装置。,这类装置通常包括电桥电路、调制电路、解调电路、阻抗匹配电路、放大电路、运算电路等，能对传感器信号进行放大，对电路进行阻抗匹配、微分、积分、线性化补偿等处理工作，是检测系统里比较复杂的部分。,第二节一、2. 2.变换及测量装置,61,第二节,一、,3,.,3,.,记录与显示装置,这是一种将变换及测量装置送来的电信号进行记录和显示，使检测人员了解测量值的大小和变化过程的装置。,记录与显示装置的显示方式一般有模拟显示、数字显示和图象显示三种。,第二节一、3. 3.记录与显示装置,62,第二节,一、,3,.,模拟显示一般是利用指针式仪表指示被测量的大小，应用广泛。,其优点是结构简单、价格低廉、读数方便和直观，缺点是易造成读数误差。,数字显示是直接以十进制数字形式指示被测量的大小，应用愈来愈广泛。,该种显示方式有利于消除读数误差，并且能与微机联机，使数据处理更加方便。,第二节一、3. 模拟显示一般是利用指针式仪,63,第二节,一、,3,.,图象显示是用记录仪显示并记录被测量处于动态中的变化过程，以描绘出被测量随时间变化的曲线或图象作为检测结果，供分析和使用。,常用的自动记录仪有光线示波器、电子示波器、笔式记录仪和磁带记录仪等。,其中，光线示波器具有记录和显示两种功能，电子示波器只具有显示功能，磁带记录器只具有记录功能。,第二节一、3. 图象显示是用记录仪显示并记,64,第二节,一、,4,.,4,.,数据处理装置,这是一种用来对检测结果（数据或曲线）进行分析、运算、处理的装置。,例如，对大量测量数据进行数理统计分析，对曲线进行拟合，对动态测试结果进行频谱分析、幅值谱分析和能量谱分析等。,第二节一、4. 4.数据处理装置,65,第二节,二、,二、智能化检测系统,由一般仪表、仪器构成的检测系统，其指示装置大多为指针式。这种检测系统的最大缺点是指示精度低、分辨率差和使用寿命低，将逐渐被智能化检测系统所代替。,智能化检测系统，一般是指以微机（单板机、单片机或,PC,机）为基础而设计制造出来的一种新型检测系统。,由于由微机控制整个检测系统，因而使检测系统的结构和功能发生了根本性的变化。,第二节二、 二、智能化检测系统,66,第二节,二、,一般检测系统设有许多调节旋钮，在测量过程中的量程选择、极性变换、亮度调节、幅度调节和数据显示等工作都需要人工操作。,智能化检测系统是以微处理器作为控制单元，能把系统中各个测量环节有机地结合起来，并赋予了微机所特有的诸如编程、自动控制、数据处理、分析判断、存储打印等功能，因此是一种自动控制的新型的检测系统。,智能检测系统一般由传感器、放大器、,A/D,转换器、微机系统、显示器、打印机和电源等组成。,第二节二、 一般检测系统设有许多调节旋钮，在测,67,第二节,二、,1,.,1,智能化检测系统的特点,智能检测系统与一般检测系统相比有如下一些特点：,1,）自动零位校准和自动精度校准,为了消除由于环境条件的变化（例如温度），使放大器的增益发生变化所造成的仪器零点漂移，智能检测系统设置有自动零位校准功能，采用程序控制的方法，在输入接地的情况下，将漂移电压存入随机存储器,RAM,中，经过运算即可从测量值中消除零位偏差。,第二节二、1. 1智能化检测系统的特点,68,第二节,二、,1,.,自动精度校准是采用软件的自校准功能，事先通过分别测出零位偏差、增益偏差以及各项修正值，进而建立各部分的校准方程,数学模型。,自动校准的精度取决于数学模型的建立，即取决于数学模型是否能真正反映客观实际。,第二节二、1. 自动精度校准是采用软件的自,69,第二节,二、,1,.,2,）自动量程切换,智能检测系统中的量程切换一般也是通过软件实现的。,编制软件是采用逐级比较的方法，从大到小（从高量程到低量程）自动进行。,软件一旦判定被测参数所属量程，程序即自动完成量程切换。,第二节二、1. 2）自动量程切换,70,第二节,二、,1,.,3,）功能自动选择,智能检测系统中的功能选择，实际上是在数字仪表上附加时序电路，是用一个,A/D,采集多通道的信号，在程序控制下，通过电子开关来实现的。,只要智能检测系统中的各功能键（如温度,T,、流量,L,）进行统一编码，然后,CPU,发送各种控制字符（如,A,1,、,A,2,等），通过接口芯片来控制各个电子开关的启闭。这样，在测量过程中检测系统能自动选择或自动改变测量功能。,这种功能的改变完全可以由用户事先设定，在程序中发送不同的控制字符，相应的电子开关便接通，从而实现了功能的自动选择。,第二节二、1. 3）功能自动选择,71,第二节,二、,1,.,4,）自动数据处理和误差修正,智能检测系统有很强的自动数据处理功能。,例如，能按线性关系、对数关系、乘方关系，求取测量值相对于基准值的各种比值，并能进行各种随机量的统计分析和处理，求取测量值的平均值、方差值、标准偏差值、均方根值等。,对于系统误差的修正，由于往往事先知道被测量的修正量，故在智能检测系统中，这种误差的修正就变得更为简单。,除此之外，智能检测系统还能对非线性参数进行线性补偿，使仪器的读数线性化。,第二节二、1. 4）自动数据处理和误差修正,72,第二节,二、,1,.,5,）自动定时控制,某些测量过程是需要自动定时控制的。,智能检测系统实现自动定时控制有两种方法：,一种是用硬件完成，例如某些微处理器中就有硬件定时器，可以向,CPU,发出定时信号，,CPU,会立即响应并进行处理；,另一种是用软件达到延时的目的，即编制固定的延时程序，按,0.1s,、,1.0s,甚至,1.0h,延时设计，并作为子程序存放在只读存储器,ROM,中，用户在使用中只要给定各种时间常数，通过反复调用这些子程序，就可实现自动定时控制。,后者方法简单，但定时精度不如前者高。,第二节二、1. 5）自动定时控制,73,第二节,二、,1,.,6,）,自动故障诊断,智能检测系统可在系统内设有故障自检系统，一般采用查询的方式进行，能在遇到故障时自动显示故障部位，大大缩短诊断故障的时间，实现检测系统自身的快速诊断。,第二节二、1. 6）自动故障诊断,74,第二节,二、,1,.,7,）功能越来越强大,一些综合性能的智能检测系统，如发动机综合参数测试仪、汽车故障解码器、新型汽车示波器等，不仅能对国产车系进行检测诊断，而且能对亚洲车系、欧洲车系和美洲车系进行检测诊断；不仅能检测诊断发动机的电控系统，而且能检测自动变速器、防抱死制动装置、安全气囊、电子悬挂、巡航系统和空调等的电控系统；不仅能读出故障码、清除故障码，而且还能读出数据流，进行系统测试，,OBD-,诊断等多项功能。,第二节二、1. 7）功能越来越强大,75,第二节,二、,1,.,8,）使用越来越方便,像发动机综合参数测试仪、汽车故障解码器、新型汽车示波器和四轮定位仪等检测设备，均设有上、下级菜单。,使用中只要点击菜单，选择要测试的内容，操作变得非常简单、方便。,第二节二、1. 8）使用越来越方便,76,第二节,二、,2,.,2,智能化检测系统在汽车检测设备中的应用,主要介绍由单片微机构成的智能检测系统在汽车检测设备中的应用实例。,1,）车速表试验台,车速表试验台是用来检测汽车实际车速的一种检测设备。,检测时由汽车车轮带动车速表试验台滚筒旋转或由车速表试验台滚筒带动车轮旋转，在二者不发生滑转的情况下，滚筒表面的线速度与轮胎表面的线速度相等。,第二节二、2. 2智能化检测系统在汽车,77,第二节,二、,2,.,因此，只要测得滚筒表面的线速度，就可以测得汽车的实际车速。,由于滚筒直径为已知，即滚筒周长为已知，因此只要测出滚筒的旋转速度就可以算出滚筒表面的线速度，从而得到汽车的实际车速。,第二节二、2. 因此，只要测得滚筒表面的线,78,第二节,二、,2,.,传统的汽车实际车速的检测方法，是在车速表试验台滚筒的一端安装测速发电机。,测速发电机的输出电压与滚筒的转速成正比，用模拟式仪表指示测速发电机的电压值，表盘用相应的车速值标定就构成了车速表试验台的车速指示仪表。,这种仪表由于是指针式仪表，因而存在读数精度低、不易保留特征值、不能进行数字通讯等缺点。,第二节二、2. 传统的汽车实际车速的检测方,79,第二节,二、,2,.,以单片机为核心构成的智能车速表检测系统，可完全克服上述缺点，其框图如图,2-8,所示。,可以看出，滚筒转速信号经传感器转换为脉冲数字信号，再经整形、光电耦合后送入单片机。,单片机对信号的频率周期进行计算，然后换算成相应的实际车速值，以,km/h,为单位显示。,传感器,整形放大,光电耦合,单片机,显示器,数字通讯,图,2-8,以单片机为核心的智能车速表检测系统框图,第二节二、2. 以单片机为核心构成的智能车,80,第二节,二、,2,.,2,）侧滑试验台,侧滑试验台是使汽车驶过侧滑板时，用测量侧滑板横向移动量的方法来测量车轮侧滑量的一种检测设备。,侧滑试验台智能检测系统的工作原理大致如下：传感器将侧滑板横向位移信号转换成电压信号，经放大器放大后变成满偏度,+5V,的电压信号，为了便于和,A/D,转换器接口，需要经过网络变换器转换成两路,05V,的电压信号，并配制滤波、限幅、续流等措施，然后由,A/D,转换器变成对应的二进制数码。,第二节二、2. 2）侧滑试验台,81,第二节,二、,2,.,当汽车驶过侧滑试验台侧滑板时，单片机不断地对位移量采集信号，采样周期一般取,10ms,。这样，汽车通过侧滑板时可采,5060,个样点。,数据处理时应找最大值以下的若干个点，再经过一次数字滤波求出侧滑量的最大值，然后送显示器显示。,当侧滑量超过,5m/km,时，表明车辆的侧滑量已超出诊断参数标准，侧滑试验台驱动相应的声、光报警器报警。,第二节二、2. 当汽车驶过侧滑试验台侧滑,82,第二节,二、,2,.,3,）轴重计或轮重仪,轴重计或轮重仪是与反力式滚筒制动试验台配套使用的一种称重装置。,电子式轴重计或轮重仪，一般采用压力传感器获取汽车车轴或车轮的质量信号。,当车辆在轴重计或轮重仪上停止时，压力传感器产生并输出对应的电压信号。,这种电压信号的幅度很小，满幅时只有,20mV,左右，因此要求采用高精度的放大器，并要求严格控制温漂和零点漂移。,放大后的信号由,A/D,转换器转换并经数字滤波后送显示器显示。,第二节二、2. 3）轴重计或轮重仪,83,第二节,三、,三、测量误差和精度,使用检测设备对汽车技术状况进行检测诊断时，由于被测量、检测系统、检测方法、检测条件受到变动因素的影响以及检测人员身心状态的变化，使检测人员不可能测量到被测量的真值。,测量值和真值之间总会存在一定的测量误差。,第二节三、 三、测量误差和精度,84,第二节,三、,可以说，测量误差自始至终存在于一切科学试验和测量之中，是不可避免的，被测量的真值是难以测量到的。,尽管如此，人们一直设法改进检测系统、检测方法和检测条件，并通过对检测数据的误差分析和处理方法，使测量误差保持在允许范围之内，或者说使检测达到一定测量精度之内，使检测结果成为合理的和可信的。,第二节三、 可以说，测量误差自始至终存在于一切,85,第二节,三、,1,.,1,测量误差,测量误差主要来源于系统误差、环境误差、方法误差和人员误差等。,不同的分类方法，可以将测量误差分出不同的类型。,如果按测量误差的表示方法分类，可以分为绝对误差和相对误差两类；,如果按测量误差出现的规律分类，可以分为系统误差、 随机误差和过失误差三类；,如果按测量误差的状态分类，可以分为静态误差和动态误差两类。,第二节三、1. 1测量误差,86,第二节,三、,1,.,将绝对误差、相对误差、系统误差、随机误差介绍如下。,1,）绝对误差和相对误差,（,1,）绝对误差是指测量值与被测量真值之间的差值，如下式所列,式中：,绝对误差；,X,测量值；,X,0,被测量真值。,绝对误差,有正、负符号和单位。,的单位与被测量的单位相同。,第二节三、1. 将绝对误差、相对误差、系统,87,第二节,三、,1,.,一般地讲，绝对误差愈小，测量值愈接近被测量的真值，即测量精度愈高。,但是，这一结论只适用各测量值大小相等的情况，不适用各测量值不等时评价测量精度的大小。,例如：某仪器测量,10m,的长度，绝对误差为,0.01mm,；另一仪器测量,100m,的长度，绝对误差也为,0.01mm,。,从绝对误差来看，它们的测量精度是一样的，但由于测量长度不等，实际上它们的测量精度并不相同。为此，必须引入相对误差的概念。,第二节三、1. 一般地讲，绝对误差愈小，测,88,第二节,三、,1,.,（,2,）相对误差是指测量值的绝对误差,与被测量真值,X,0,的比值，用百分数表示，如下式所列,式中：,r,相对误差。,相对误差能更好地比较不同测量结果的测量精度。例如上面所举的例子，如果用相对误差表示，则有,第二节三、1. （2）相对误差是指测量值的,89,第二节,三、,1,.,可以看出，前一种仪器的相对误差为,0.1,，后一种仪器的相对误差为,0.01,。显然，后一种仪器的测量精度要远远高于前一种仪器。,但是，用相对误差来评定测量精度也有不足之处。它只能表示不同测量结果的精确程度，不适用衡量检测设备本身的测量精度。,这是因为同一台检测设备在其测量范围内的相对误差也是发生变化的，随着被测量的减小，相对误差变大，为此又采用了“引用误差”的概念。,第二节三、1. 可以看出，前一种仪器的相对,90,第二节,三、,1,.,引用误差是绝对误差,与指示仪表量程,L,的比值，以百分数表示， 如下式所列,如果用指示仪表整个量程中可能出现的绝对误差最大值,m,代替,，可得到最大引用误差，如下式所列,对于一台确定的检测设备，最大引用误差是一个定值。检测设备一般采用最大引用误差不能超过的允许值，作为划分精度等级的尺度。,第二节三、1. 引用误差是绝对误差 与指,91,第二节,三、,1,.,常见的精度等级有,0.1,、,0.2,、,0.5,、,1.0,、,1.5,、,2.0,、,2.5,、,5.0,级。,精度等级为,1.0,的检测设备，在使用中其最大引用误差不超过,1.0%,。也就是说，在指示仪表的整个量程内，其绝对误差的最大值不会超过量程的,1.0%,。,可以看出，对于精度等级已知的检测设备，只有被测量值接近满量程时才能发挥其测量精度。因此，使用检测设备时只有合理选择量程，才能提高仪器的测量精度。,第二节三、1. 常见的精度等级有0.1、0,92,第二节,三、,1,.,2,）系统误差与随机误差,（,1,）系统误差是指在同一测量条件下多次测量同一量时，测量误差的大小和符号保持不变或按一定规律变化的误差，称为系统误差。,其中，测量误差的大小和符号保持不变的称为恒值系统误差，否则称为变值系统误差。,变值系统误差又可分为累进性系统误差、周期性系统误差和按复杂规律变化的系统误差等几种类型。,第二节三、1. 2）系统误差与随机误差,93,第二节,三、,1,.,检测设备本身测量精度不高，测量方法不当，使用方法不当和环境条件变化等因素，都可能产生系统误差。,如非电量测量中变换器的零点误差，测试仪表机械零点不在原点上引起的误差，在整个测量过程中其数值和符号都是保持不变的，属于恒值系统误差。,又如指示仪表的刻度盘安装位置不正而引起的误差，属于变值系统误差。,系统误差的大小表明测量值相对被测量真值有一恒值的或按规律变化的误差。系统误差愈小，测量结果的正确度愈高。,第二节三、1. 检测设备本身测量精度不高，,94,第二节,三、,1,.,系统误差是有规律可循的，其产生的原因往往是可知的。,因此，掌握其变化规律和查明产生的原因，采取一定的预防措施或对测量值进行修正，能够减少或消除对检测结果的影响。,第二节三、1. 系统误差是有规律可循的，其,95,第二节,三、,1,.,（,2,）随机误差是指在同一测量条件下多次测量同一量时，误差的大小和符号以不可预见的方式变化着的误差，称为随机误差。,随机误差是测量中一些独立的、微小的、偶然的因素所引起的综合结果，因此也称偶然误差。,第二节三、1. （2）随机误差是指在同一测,96,第二节,三、,1,.,随机误差是不可避免的，而且在同一条件下多次进行的重复测量中，它或大或小，或正或负，既不能用试验方法消除，也不能修正。,但是，可以利用概率论和统计学的一些方法进行研究和处理，进而掌握随机误差的规律，确定对测量结果的影响。,第二节三、1. 随机误差是不可避免,97,第二节,三、,1,.,需要指出的是，测量误差之间在一定条件下可以相互转化。,对于某种误差，在此一条件下可能为系统误差，而在另一条件下可能为随机误差，反之亦然。,因此，掌握误差转化的特点，采用相应的方法进行数据处理或修正，可以减少误差的影响。,第二节三、1. 需要指出的是，测量误差之间,98,第二节,三、,1,.,测量中系统误差和随机误差往往都同时存在，可以按其对测量结果的影响程度分以下三种情况进行处理：,当系统误差远大于随机误差时，可略去随机误差，按系统误差处理。,当系统误差很小或已修正（如刻度盘安装位置不正已得到纠正）时，可按随机误差来处理。,当系统误差和随机误差的影响程度差不多时，二者均不可忽略，应按不同方法处理。,第二节三、1. 测量中系统误差和随机误差往,99,第二节,三、,1,.,3,）过失误差,由于操作者的不当而造成的测量误差称为过失误差，也称为粗大误差。,过失误差主要是人为因素造成的，例如测量人员操作不当、读数错误、记录错误和计算错误等，都会造成过失误差。,含有过失误差的测量结果属于坏值或异常值，误差分析时应剔除。,第二节三、1. 3）过失误差,100,第二节,三、,2,.,2,精度,随机误差的大小表明测量结果的分散性。通常，用精密度表示随机误差的大小。,当随机误差大、测量值分散时，表明精密度低；反之，表明精密度高。精密度高时，测量的重复性好。系统误差小时，测量结果的正确度高；反之，正确度低。,精确度是测量的精密度和正确度的综合反映。精确度高的测量，意味着系统误差和随机误差都小。,精确度有时简称为精度。,第二节三、2. 2精度,101,第二节,四、,四、检测设备的使用维护与故障处理,汽车检测设备，既有一般检测系统，也有智能检测系统，而且智能检测系统的使用愈来愈广泛。为了使检测设备保持良好的技术状况，必须做好日常的使用、维护和故障处理等工作。,第二节四、 四、检测设备的使用维护与故障处理,102,第二节,四、,1,.,1,使用与维护,（,1,）检测设备的使用环境，如温度、湿度、灰尘、振动等必须符合其使用说明书的规定，否则应采取必要的措施。,（,2,）指针式检测设备在使用前应检查指针是否在机械零点位置上，否则应调整。,（,3,）如需预热，检测设备使用前应预热至规定时间。,（,4,）应按使用说明书规定的方法对检测设备进行校准和调整，符合要求后才能投入使用。,第二节四、1. 1使用与维护,103,第二节,四、,1,.,（,5,）电源开关不宜频繁开启和关闭。,（,6,）检测设备的电源电压应在额定值,5%,范围内。,（,7,）严格防止高压电窜入控制线和信号线内，且控制线、信号线不宜过长。,（,8,）检测设备使用完毕应及时关闭电源，有降温要求的应使机内风扇继续工作数分钟，直至温度降至符合要求为止。,第二节四、1. （5）电源开关不宜频繁开启,104,第二节,四、,1,.,（,9,）要经常检视检测设备传感