Thí nghiệm ô tô Nguyễn Thành Công-ĐH Giao thông Chơng Các khái niệm chung thí nghiệm ô tô I.1 Mục đích thí nghiệm, dạng thí nghiệm, yêu cầu thiết bị I.1.1 Mục đích thí nghiệm: Mục đích thí nghiệm để đánh giá phát u nhợc điểm chi tiết, cụm chi tiết toàn ô tô mặt: - thông số kỹ thuật tính làm việc - độ tin cậy làm việc - độ bền tuổi thọ Nhờ có thí nghiệm ta đánh giá chất lợng chi tiết, cụm chi tiết toàn ô tô cách tổng thể từ có sở đề xuất cải tiến hoàn thiện chúng nhằm đảm bảo sản xuất đợc ô tô ngày có chất lợng cao Tuỳ theo mục đích tính chất thí nghiệm mà đề chơng trình thí nghiệm bao gồm: - phơng pháp tiến hành thời gian thí nghiệm - đối tợng dùng cho thí nghiệm - trang thiết bị dùng cho thí nghiệm - vị trí, chế độ điều kiện thí nghiệm - phơng pháp xử lý số liệu thí nghiệm I.1.2 Các dạng thí nghiệm: Thí nghiệm ô tô đợc phân loại theo: - Mục đích thí nghiệm: ta có thí nghiệm kiểm tra nhà máy sản xuất, thí nghiệm điều kiện sử dụng, thí nghiệm nghiên cứu khoa học - Tính chất thí nghiệm: ta có thí nghiệm để xác định tính chất kéo, tính nhiên liệu, tính chất phanh, tính ổn định điều khiển, tính êm dịu chuyển động, tính động, độ tin cậy làm việc, độ mòn, độ bền ô tô - Vị trí tiến hành thí nghiệm: ta có thí nghiệm bệ thử, bãi thử, thí nghiệm đờng Thí nghiệm bệ thử tiến hành cho chi tiết, cho cụm cho ô tô cách dễ dàng so với thí nghiệm đờng Thí nghiệm ô tô Nguyễn Thành Công-ĐH Giao thông - Đối tợng thí nghiệm: ta có thí nghiệm mẫu ô tô đơn chiếc, thí nghiệm mẫu ô tô đợt sản xuất nhỏ, thí nghiệm ô tô đợc sản xuất hàng loạt đại trà - Cờng độ thời gian thí nghiệm: ta có thí nghiệm bình thờng theo quy định thí nghiệm tăng cờng thí nghiệm tăng cờng thời gian thờng đợc rút ngắn chế độ tải trọng tăng I.1.3 yêu cầu thiết bị đo: - Đảm bảo độ xác cần thiết cho thí nghiệm - Không bị ảnh hởng rung động, điều cần thiết thí nghiệm đờng - Đặc tính thiết bị đo cần phải tuyến tính gần với tuyến tính suốt phạm vi đo - Trọng lợng kích thớc nhỏ để đặt đợc ô tô Điều quan trọng thí nghiệm đờng - Không bị ảnh hởng khí hậu thời tiết I.2 Sai số v xử lý số liệu thí nghiệm I.2.1 Nguồn gốc sai số: Trong thí nghiệm, tiến hành đo thời điểm khác nhau, dụng cụ đo khác đo lặp lại nhiều lần đại lợng ta thờng nhận đợc kết đo không giống Những sai khác đợc gọi sai số kết đo Nguồn gốc phát sinh sai số hệ thống đo lờng thờng đa dạng có đặc tính khác Tuy nhiên phân loại theo nhóm sai số sau: - Sai số đặc tính phi tuyến cảm biến, già hoá cảm biến đo - Sai số dụng cụ đo: sai số sinh độ khônng nhạy dụng cụ đo, đặc tính phi tuyến dụng cụ đo, độ không xác thang dụng cụ đo hoặc độ không xác lấy chuẩn 0, độ mòn, xuất khe hở dụng cụ, độ không xác chế độ làm việc dụng cụ đo - Sai số tính không ổn định: sai số thí nghiệm, điều kiện thực tế thí nghiệm khác với điều kiện chuẩn, nhiễu bên (ảnh hởng trờng điện Thí nghiệm ô tô Nguyễn Thành Công-ĐH Giao thông từ, điện dung ký sinh, thay đổi điện trở,) ảnh hởng thay đổi nhiệt độ môi trờng trình thí nghiệm - Sai số trình độ thành thạo(kinh nghiệm) ngời tiến hành thí nghiệm I.2.2 Phân loại sai số đặc trng chúng: I.2.2.1 Phân loại: - Theo đặc tính: o Sai số hệ thống o Sai số nhiễu o Sai số ngẫu nhiên - Theo cách chọn đơn vị sai số: o Sai số tuyệt đối o Sai số tơng đối I.2.2.2 Đặc trng: - Sai số hệ thống sai số gây dụng cụ, thiết bị đo, lấy chuẩn thiết bị đo việc chọn phơng pháp đo, phơng pháp xử lý tín hiệu gia công số liệu đo Sai số dụng cụ đo đợc chia thành sai số chính(đánh giá theo cấp xác dụng cụ đo) sai số phụ phát sinh thay đổi điều kiện đo(quá trình lấy chuẩn, độ sai lệch số dụng cụ, nhiệt độ môi trờng, áp suất khí quyển, điện áp tần số nguồn cung cấp,) - Nhiễu sai số có tính đột biến, tức vợt xa giới hạn theo khả sai số, làm xấu đến kết đo Sai số nhiễu có cố bất thờng dụng cụ đo, thay đổi đột ngột điều kiện thí nghiệm Sai số nhiễu đợc loại trừ kiểm tra sử lý số liệu thí nghiệm - Sai số ngẫu nhiên: sai số mà ngời ta đợc trị số nh quy luật Sai số tác động ngẫu nhiên trình thia nghiệm làm ảnh hởng tới điều kiện thí nghiệm, tới dụng cụ đo Sai số ngẫu nhiên kết đo khắc phục đợc, nhiên ngời ta sử dụng phơng pháp toán thống kê để đánh giá chúng Thí nghiệm ô tô Nguyễn Thành Công-ĐH Giao thông - Sai số tuyệt đối(ký hiệu ) sai số mà trị số đợc so sánh với đơn vị đo Nếu trị số đại lợng đo x kết đo với sai số tuyêth đối đợc biểu diễn theo biểu thức sau: x- x x+ đó: x giá trị thực đại lợng cần đo - Sai số tơng đối(ký hiệu ) sai số mà trị số đợc so sánh với trị số nhận đợc đại luợng cần đo Nếu trị số đại lợng đo đợc x trị số sai số tuyệt đối sai số tơng đối đợc tính: = ; x % = 100 % x Vậy biểu diễn kết đo với sai số tơng đối theo : x(1 ) x x(1 + ) x = x(1 ) I.2.3 Xác định sai số ngẫu nhiên: I.2.3.1 Các đặc trng phân bố chuẩn Phân bố chuẩn có số đặc trng quan trọng: - Hàm phân bố mật độ xác suất có dạng: n p() = e ; 2 = i =1 i n đó: - trị số sai số ngẫu nhiên p() tần suất sai sô ngẫu nhiên nhận đợc qua lần đo - sai lệch trung bình bình phơng sai số ngẫu nhiên i trị số sai số ngẫu nhiên lần đo lặp lại thứ i n số lần đo lặp lại - Trên đờng cong phân bố, trị số sai số ngẫu nhiên phân bố đối xứng qua trục tung nhận giá trị dơng âm nh - Các sai số ngẫu nhiên có giá trị nhỏ xuất nhiều hơn, sai số ngẫu nhiên có giá trị lớn xuất Đờng cong phân bố chuẩn có giá trị cực đại trục tung tơng ứng với sai số ngẫu nhiên có trị số Thí nghiệm ô tô Nguyễn Thành Công-ĐH Giao thông - Phụ thuộc vào trị số mà đờng cong có hình dạng khác - Đờng cong phân bố chuẩn xác định khoảng [ , + ] lấy tích phân hàm mật độ xác suất p() toàn dải sai số từ [ , + ] đợc: + p()d = - Tích phân hàm p() khoảng [ , ] cho xác suất xuất sai số khoảng [ , ] lần đo Giá trị xác suất đợc ký hiệu biểu thức: p(1 ) Kết tính giá trị xác suất ứng với số khoảng sai số có giá trị đặc biệt: p( +) = 0,68 p(2 +2) = 0,955 p(3 3) = 0,997 p( ) = 0,50 = - Trị số = đợc gọi sai số xác suất, trị số chia diện tích giới hạn đờng cong phân bố thành hai phần S1 S2 có diện tích - Xác suất xuất kết đo với sai số khoảng lớn(tới 99,7% số lần đo có sai số giới hạn này) lý thuyết thống kê, sai số ứng với giá trị đợc gọi sai số giới hạn I.2.3.2 Cách tính sai số ngẫu nhiên kết đo: Để sử dụng kết nhân jđợc từ đờng cong phân bố chuẩn vào xủ lý kết đo thí nghiệm thực tế cần ý đặc điểm sau: - Giá trị thực đại lợng cần đo ( x ) số biết đợc sai số ngẫu nhiên lần đo thú i không tính đợc băng công thức lý thuyết i = x i x , mà phải sử dụng công thức: i = x i x tb xtb giá trị trung bình số học lần thực thí nghiệm: Thí nghiệm ô tô Nguyễn Thành Công-ĐH Giao thông n x tb = x i =1 i n - Đờng cong phân bố chuẩn lý thuyết xác định khoảng [ , + ] thực tế thí nghiệm số lợng lần đo có hạn Các kết tính toán thống kê cho thấy, số lần đo n