根据建立的摩托车及全地形车整车定量评价方法，需要测量的量主要有手把、坐垫、脚踏及货架位置的加速度。 因此，测量硬件的选择主要是加速度传感器和采集器。

（1）测试系统的硬件系统需求

加速度的选择主要是根据其灵敏度、响应特性、线性范围、可靠性及精确度几个方面考虑。

1）灵敏度

一般来讲，传感器的灵敏度越高越好，因为灵敏度越高，意味着传感器所能感知的变化量越小，被测量稍有一微小的变化时，传感器就有较大的输出。 当然也应该考虑到，当灵敏度越高时，与测量信号无关的外界干扰也越容易混入，并被放大装置所放大。 这时必须考虑既要检测微小量值，又要干扰小。 为保证此点，往往要求信噪比越高越好，既要求传感器本身噪声小，又不易从外界引入干扰。 此外，和灵敏度精密相关的是测量范围。除非有专门的非线性校正措施，最大输入量不应使传感器进入非线性区域，更不能进入饱和区域。

2）响应特性

在所测量频率范围内，传感器的响应特性必须满足不失真测量条件。 此外，实际传感器的响应总有一定迟延，但总希望迟延时间越短越好。 一般来讲，利用光电效应、压电效应等物性型传感器，响应较快，可工作频率范围宽。

在动态测量中，传感器的响应特性对测量结果有直接影响，在选用时，应充分考虑被测物理量的变化特点（如稳态、瞬变、随机等）。

3）线性范围

任何传感器都有一定的线性范围，在线性范围内输出与输入成比例关系。 线性范围越宽，则表明传感器的工作量程越大。 传感器工作在线性范围内，是保证测量精确度的基本条件。 当超过弹性线性限度时，将产生线性误差。 然而任何传感器都不容易保证其绝对线性，在许可限度内，可以在其近似线性区域应用。 选用时必须考虑被测物理量的变化范围，令其线性误差在允许范围内。

4）可靠性

可靠性是传感器和一切测量装置的生命。 可靠性是指仪器、装置等产品在规定的条件下，在规定的时间内可完成规定功能的能力。 只有产品的性能参数（特别是主要性能参数）均处于规定的误差范围内，方能视为可完成规定的功能。

为了保证传感器应用中具有高的可靠性，事前须选用设计、制造良好，使用条件适宜的传感器；使用过程中，应严格保持规定的使用条件，尽量减轻使用条件的不良影响，如隔一段时间进行传感器的校正工作。

5）精确度

传感器的精确度表示传感器的输出与被测量真值一致的程度。 传感器处于测量系统的输入端，因此，传感器能否真实地反应被测量值，对整个测试系统具有直接影响。 但也并非要求传感器的精度越高越好，还需要考虑经济性。 因此，应从实际出发，尤其应从测试的目的出发选择。

座位处传感器、手把处传感器应能满足测试频率范围的要求。 ISO 2631 要求座位处传感器能测中心频率为0.5～80 Hz 范围的振动，手把处传感器应能测量中心频率为6.3 ～1 000 Hz 的振动。

采集器的选择主要从A／D 分辨率、最高采样率、信噪比、量程、数据传输／存储方式等方面去考虑。

《客车平顺性评价指标及限值》（QC／T 474—1999）标准中要求人体振动测量仪的性能规格：频率范围为0.1～1 000 Hz，动态范围为100～166 dB，误差为0.5 dB。

《汽车平顺性随机输入行驶试验方法》（GB／T 4970—1996）标准中要求采集器的信噪比应优于40 dB，测试系统的性能应稳定可靠，测人⁃椅系统的频响为0.1 ～100 Hz，测货厢的频响为0.3～600 Hz。

（2）测试系统硬件组成

根据第2 章2.2 中摩托车及全地形车整车振动评价方法，基于以上要求，遵循模块化、标准化、易扩展的原则，搭建了整车振动评价的硬件测试系统。

该硬件测试系统组成示意图如图3.1 所示，通过手把处、坐垫处、脚踏处传感器测量驾驶员所受振动，通过货架处传感器测量货架位置振动大小。 信号经采集器处理后存储到CF 卡，然后复制到计算机进行后处理。(www.daowen.com)

图3.1　摩托车及全地形车振动定量评价系统示意图

根据摩托车及全地形车整车振动的定量评价研究部分需要测量的物理量，结合以上标准要求及测试分析要求，便可从已有设备中选择硬件。

传感器选择如下：

①坐垫处传感器选用美国PCB 型压电传感器，该坐垫传感器无须单独供电，支持ICP 型传感器的采集器均能对其供电。 因此，使用方便，更能满足相关标准要求，具体如图3.2 所示。

图3.2　坐垫加速度传感器及其安装示意图

②手把处选用PCB 公司的ICP 型三轴向加速度传感器，满足ISO 5349 对手把振动测试的要求，具体如图3.3 所示。

图3.3　手把加速度传感器安装示意图

③脚踏处采用PCB 公司的ICP 型单轴向加速度传感器。

④货架处同样采用PCB 公司的ICP 型三轴向加速度传感器，具体如图3.4 所示。

图3.4　货架处加速度传感器安装示意图

采集器选择德国IMC 便携式采集器，精度满足试验要求，试验时IMC 采集器需要供电，采用12 V 蓄电池进行供电。 因需要测量的通道较多，实测时将两台IMC 并联在一起使用，具体如图3.5 所示。

图3.5　IMC 多通道采集器

由于摩托车及全地形车整车振动评价实验需要车速的信息，试验前进行车速校正，使用的是基于GPS 技术的VBOX 系统进行校正。

所选硬件设备清单见表3.1。 利用这些硬件设备可以完成摩托车及全地形车整车振动评价试验。 至此，摩托车及全地形车整车振动定量评价的硬件系统已搭建完毕。

表3.1　硬件设备清单