卡丁車制動性能的檢測(完整)

1、汽車制動性能的檢測 作者：向順班級：車輛四班 學(xué)號：201111882013年12月25日目錄第一章 綜述1.1車輛制動性能的檢測及意義 11.2汽車制動性能的檢測原理 11.3信號采集及數(shù)據(jù)處理 31.4本課題的研究任務(wù)與內(nèi)容 3第二章 基于滾筒慣性式制動試驗臺的結(jié)構(gòu)設(shè)計 2.1試驗臺選擇及結(jié)構(gòu)簡圖 42.2試驗臺測試原理 42.3試驗臺結(jié)構(gòu)參數(shù)的理論計算 42.4試驗臺機械傳動結(jié)構(gòu)的設(shè)計 52.5試驗臺力學(xué)性能分析 7第三章 檢測系統(tǒng)的設(shè)計 3.1檢測過程概述 10 3.2檢測元器件的選擇 11第四章 檢測系統(tǒng)的軟件設(shè)計4.1軟件平臺概述 164.2各模塊程序簡述 17第五章 結(jié)語及參考文

2、獻5.1結(jié)語 185.2參考文獻 18第一章 綜述1.1 汽車制動性能的檢測及意義汽車行駛時能在短距離內(nèi)迅速停車且維持行駛方向穩(wěn)定性，在下長坡時能維持一定安全車速，以及在坡道上長時間保持停駐的能力稱為汽車的制動性。汽車制動性能直接關(guān)系到交通安全，重大交通事故往往與汽車制動性能差有關(guān)。制動距離太長或者緊急制動時發(fā)生側(cè)滑等都會造成交通事故。在現(xiàn)有路況標(biāo)準下，隨著汽車行駛速度提高，汽車制動性能對保障交通安全尤為重要。制動系統(tǒng)的技術(shù)狀況不好，將導(dǎo)致事故的發(fā)生，必須對汽車的制動裝置和制動性能進行嚴格檢測，定期維護。檢測方法分為兩種，一種是路試檢測法，一種是臺試檢測法。路試法受人的主觀和試驗條件如速度、負

3、載、路面、輪胎類型和風(fēng)阻差異的影響很大，并且因為車輛在制動過程中，車輛被抱死時的制動力不是最大，其有效制動力比最大制動力約小了5%25%。臺試檢測是用制動器試驗臺來檢測制動效能。采用制動試驗臺檢測制動性能具有迅速，準確，經(jīng)濟，安全，不受外界自然條件的限制以及試驗重復(fù)性好和能測出各車輪的制動力或制動距離等優(yōu)點。下面介紹常用的兩種制動試驗臺：單軸反力式滾筒制動試驗臺和慣性式制動試驗臺。1.2汽車制動性能的檢測原理1.2.1單軸反力式滾筒制動試驗臺的原理反力式滾筒制動試驗臺（以下簡稱為制動試驗臺）是由結(jié)構(gòu)完全相同的左右兩套車輪制動力測試單元和一套指示、控制裝置組成。每一套車輪制動力測試單元由框架、驅(qū)

4、動裝置、滾筒組、舉升裝置、測量裝置等構(gòu)成。滾筒反力式汽車制動性能檢測平臺簡圖 1、電動機 2、減速器 3、壓力傳感器 4、滾筒裝置 5、第三滾筒 6、轉(zhuǎn)速傳感器 7、鏈傳動 8、測量指示裝置進行車輪制動力檢測時，被檢汽車駛上制動試驗臺，車輪置于主、從動滾筒之間，放下舉升器（或壓下第三滾筒，裝在第三滾筒支架下的行程開關(guān)被接通）。通過延時電路啟動電動機，經(jīng)減速器、鏈傳動和主、從動滾筒帶動車輪低速旋轉(zhuǎn)，待車輪轉(zhuǎn)速穩(wěn)定后駕駛員踩下制動踏板。車輪在車輪制動器的摩擦力矩作用下開始減速旋轉(zhuǎn)。此時電動機驅(qū)動的滾筒對車輪輪胎的摩擦力克服制動器的摩擦力矩，維持車輪繼續(xù)旋轉(zhuǎn)。同時在車輪輪胎對滾筒表面切線方向的摩擦力

5、作用下，減速器殼體與測力杠桿一起朝滾筒轉(zhuǎn)動相反方向擺動，測力杠桿一端的力或位移經(jīng)傳感器轉(zhuǎn)換成與制動力大小成比例的電信號。從測力傳感器送來的電信號經(jīng)放大濾波后，送往A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成相應(yīng)數(shù)字量，經(jīng)計算機采集、存儲和處理后，檢測結(jié)果由打印機打印出來。 下面從汽車的實際檢測受力情況進行分析，假設(shè)制動試驗臺前、后滾筒直徑相等且水平安置，被測試車輛前、后輪中心處于同一水平高度，在檢測過程中忽略滾動阻力，則測試車輪在滾筒上制動時的受力情況如圖1所示。圖中G為被測車輪的輪荷；N1、N2分別為前后滾筒對被測車輪的法向反力；F1、F2分別為前后滾筒與車輪間的切向力，即制動力；F為車橋?qū)囕嗇S的水平推力；M為車輪

6、所受制動力矩；為安置角；D為被檢車輪直徑；d為滾筒直徑；L為滾筒中心距。 根據(jù)力學(xué)平衡原理，可以列出下列關(guān)系式： (1) (2)D假如被測車輪與滾筒間的附著條件得以充分利用，并且兩滾筒附著系數(shù)相同，則、的最大值應(yīng)為： , (3) 將（3）式代人（1）、（2）式得： (4) (5)聯(lián)立上式解得: (6) (7)當(dāng)車輪制動時，制動試驗臺可能測得的最大制動力為： (8)從式（8）中可以看出制動試驗臺所測得附著力即制動力受水平推力、安置角、滾筒表面的附著系數(shù)等因素的影響。1.2.2慣性式制動試驗臺的原理慣性式制動試驗臺的滾筒相當(dāng)于一個移動的路面，試驗臺上對各滾筒分別帶有輪，其慣性質(zhì)量與受檢汽車的慣性質(zhì)

7、量相當(dāng)。因此滾筒傳動系統(tǒng)具有相當(dāng)于汽車在道路行駛的慣性，制動時，輪胎對滾筒表面產(chǎn)生阻力，雖然這時驅(qū)動滾筒傳動系統(tǒng)的動力（如電動機或汽車發(fā)動機的動力）已被切斷。但由于滾筒傳動系統(tǒng)肯定具有一定的慣性，因而滾筒表面將相對于車輪移過一定距離。由此可見，在慣性式制動試驗臺上可以模擬道路制動試驗工況。這種試驗臺的主要檢測參數(shù)是各輪的制動距離，同時還可測得制動時間或減速度。慣性式滾筒制動試驗臺按同時檢測的軸數(shù)不同可分為單軸式、雙軸式。雙軸慣性式滾筒制動試驗臺的結(jié)構(gòu)簡圖如下。雙軸慣性式滾筒制動試驗臺簡圖1、飛輪 2、傳動器 3、6、變速器 4、測速發(fā)電機 5、9、光電傳感器 7、可移導(dǎo)軌 8、12、電磁離合器

8、 10、移動架 11、傳動軸 13、萬向節(jié) 14、后滾筒 15、前滾筒 16、舉升托板 17、移動架驅(qū)動液壓缸 18、鎖緊液壓缸 19、第三滾筒 20、第三滾筒調(diào)節(jié)器試驗時，被檢車駛上試驗臺后，前、后滾筒組之間的距離可用液壓缸17調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)后用液壓缸18鎖緊。由汽車發(fā)動機動力驅(qū)動輪驅(qū)動后滾筒組旋轉(zhuǎn)，左右主動滾筒用半軸與傳動器2相連，并經(jīng)變速器3、萬向節(jié)13、電磁離合器12、傳動軸11、變速器6、傳動器2帶動前滾筒及汽車前輪一起旋轉(zhuǎn)。此時按被檢車輛行駛時的慣性等效質(zhì)量配置的飛輪1也一起旋轉(zhuǎn)。當(dāng)達到試驗轉(zhuǎn)速時，斷開連接各滾筒的電磁離合器，同時作緊急制動。車輪制動后，滾筒飛輪依靠慣性繼續(xù)轉(zhuǎn)動，滾筒能

9、轉(zhuǎn)動的圈數(shù)相當(dāng)于車輪的制動距離。在規(guī)定試驗車速下，滾筒繼續(xù)轉(zhuǎn)動圈數(shù)取決于車輪制動器和整個制動系的技術(shù)狀況。滾筒轉(zhuǎn)動圈數(shù)由裝在滾筒端部的光電傳感器5轉(zhuǎn)變?yōu)殡娒}沖送入計數(shù)器記錄，在滾筒的端部還裝有測速發(fā)電機4測定試驗車速。為防止汽車制動時向后竄出，在后滾筒組后裝有第三滾筒19。這種動態(tài)檢驗制動性能的使用發(fā)法的試驗條件接近汽車實際行駛條件，具有在任何車速下進行制動測試的優(yōu)點。但這種試驗臺旋轉(zhuǎn)部分分轉(zhuǎn)動慣量較大，因此其結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，占地面積大，且檢驗的車型范圍受到一定限制，所以應(yīng)用范圍不如反力式來得廣泛。1.3信號采集及數(shù)據(jù)處理 數(shù)據(jù)采集是指從傳感器和其它待測設(shè)備等模擬和數(shù)字被測單元中自動采集非電量或者

10、電量信號，送到上位機中進行分析，處理的過程。 數(shù)據(jù)采集功能包括采集安裝在滾筒端部的圓編碼器輸出的脈沖信號和采集車輛制動踏板踏下時發(fā)出的制動信號。數(shù)據(jù)采集通過數(shù)據(jù)采集卡，即實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集DAQ功能的計算機擴展卡。 制動信號由操作者踩踏制動踏板產(chǎn)生。制動踏板和行程開關(guān)相連，當(dāng)制動踏板被踏下時，開關(guān)閉合。由此發(fā)出一個制動信號。數(shù)據(jù)采集卡具有數(shù)字量輸入功能，無輸入時默認為高電平，因此可將行程開關(guān)與地相連。當(dāng)開關(guān)閉合時，輸出低電平信號。采集到制動信號后，同時給離合器發(fā)送工作命令，電機與滾筒脫離，從而進入制動狀態(tài)。由計算機作為數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)前端處理機，并將信號傳遞給電機，控制電機逐步加速。同時，以圓編碼器為主

11、要探測部件對滾筒轉(zhuǎn)動情況進行測量，并以脈沖信號形式反饋給數(shù)據(jù)采集卡，采集卡將數(shù)據(jù)傳遞給計算機，以便計算機作進一步的處理。 1.4本課題的研究任務(wù)與內(nèi)容本課題要求根據(jù)給定的卡丁車的各項參數(shù)，來設(shè)計一個卡丁車制動檢驗平臺并測量卡丁車的制動距離和跑偏量。在了解現(xiàn)有的制動檢驗平臺的結(jié)構(gòu)和原理上，給出自己的設(shè)計方案，包括具體的機械結(jié)構(gòu)、硬件檢測。關(guān)于卡丁車的一些具體數(shù)據(jù)如下：卡丁車質(zhì)量 車輪直徑 第二章 基于滾筒慣性式原理結(jié)構(gòu)設(shè)計2.1 采用滾筒慣性式制動檢測平臺原因簡述 按測試原理不同，制動試驗臺可分為慣性式、反力式和平板式三類，目前應(yīng)用比較廣泛的是滾筒慣性式汽車制動試驗臺，因為其測試條件固定、重復(fù)性

12、好、結(jié)構(gòu)簡單、操作安全性能好。而本次研究采用滾筒慣性式制動試驗臺是在符合課題要求下，基于其簡單和操作性好的特點進行設(shè)計的。 汽車慣性式制動檢測試驗系統(tǒng)通過模擬汽車制動過程，大體由電動機、傳動機構(gòu)、主動軸及從動軸、連接法蘭、控制與測試系統(tǒng)等組成。汽車慣性式制動器試驗系統(tǒng)中，慣性式汽車制動器試驗臺是主體。目前常用的慣性式汽車制動器試驗臺有單輪、雙輪和四輪等形式，本文研究的是雙輪慣性式制動器試驗臺。2.2 滾筒慣性式制動試驗臺總體結(jié)構(gòu)設(shè)計 下圖為滾筒慣性式制動試驗臺總體結(jié)構(gòu)圖 1、 鏈輪 2、滾筒 3、圓編碼器 4、電機 5、減速箱 6、離合器 7、鏈條圖2-12.3 機械結(jié)構(gòu)特點分析1、采用離合器

13、實現(xiàn)滾筒與電機的斷開，操作方便； 2、用同一個電機控制，且離合器、減速器與參與鏈傳動的齒輪位于同一軸上， 并且使對應(yīng)齒輪齒數(shù)相等，大小參數(shù)相同可實現(xiàn)左右車輪的轉(zhuǎn)速相等； 3、用鏈傳動的方法使傳動不會打滑，且過程穩(wěn)定，減少實驗過程的沖擊，有益于實驗結(jié)果的準確性； 4、本裝置采用單電機驅(qū)動，與雙電機驅(qū)動相比，一方面減少經(jīng)濟支出，另一方面不需要采用變頻器或PID控制使兩個電機的轉(zhuǎn)速相同，降低技術(shù)要求；但是需要增加兩個離合器使兩邊的制動檢測過程分別進行。2.4 滾筒慣性式制動試驗臺組成及裝置選取 滾筒慣性式制動試驗臺主要由框架、驅(qū)動裝置、滾筒裝置、測量裝置和指示與控制裝置等組成。2.4.1 滾筒裝置

14、穩(wěn)定狀態(tài)下車輪受力圖 前輪筒中心 后輪筒中心 車輪中心 圖2-2滾筒組相當(dāng)于一個活動的路面，來承載被檢的車輛，承受和傳遞制動力。車輪制動力測試單元由一對直徑相同的主、從動滾筒組成。每個滾筒的兩端分別用滾動軸承與軸承座支承在框架上，且保持兩滾筒軸線平行。 為防止車輪在滾筒上打滑，可以提高滾筒表面的附著系數(shù)。附著系數(shù)與滾筒表面的材質(zhì)和形狀有關(guān)，滾筒采用高硅合金鑄鐵、金屬網(wǎng)石英顆粒涂塑等材質(zhì)和先進的粘砂工藝，附著系數(shù)可以達到 0.7，從而避免車輪打滑現(xiàn)象提高試驗臺測力能力。（1）圓筒尺寸的確定 慣性式滾筒制動試驗臺相當(dāng)于一個移動的路面，用旋轉(zhuǎn)飛輪及滾筒的轉(zhuǎn)動動能來模擬車輛在道路上行駛時的平動動能，其

15、慣性質(zhì)量與受檢車輛的慣性質(zhì)量相當(dāng)，使車輪在試驗臺上再現(xiàn)道路行駛的實際狀況。已知卡丁車的測試車速: （ (1)慣性質(zhì)量: (2)則制動時系統(tǒng)總能量為其平動動能與四個輪子轉(zhuǎn)動動能之和，如下式: (3)忽略四個輪子的轉(zhuǎn)動動能則制動時系統(tǒng)的總能量如下： (4)為簡化飛輪的設(shè)計，可把飛輪作為滾筒的一部分，即把卡丁車的平動動能全部用滾筒的轉(zhuǎn)動動能來模擬，于是：每一個滾筒的轉(zhuǎn)動動能應(yīng)為: (5)設(shè)測試時滾筒轉(zhuǎn)速為,角速度為，滾筒切向線速度為,則有:, , 又 (6)每個滾筒的轉(zhuǎn)動慣量 (為滾筒質(zhì)量，為滾筒半徑),則 : (7)從而有: (8)設(shè)滾筒平均密度為，滾筒的長度為，則滾筒的直徑，則有: (9)取，則

16、由上式計算可得： (10)（2） 滾筒中心間距的確定 由上圖位置關(guān)系可得安置角的公式為： (11) 經(jīng)查閱資料可知，當(dāng)安置角為滾筒的最佳安放位置，帶入上式得到，滾筒中心距： (12)綜上確定滾筒尺寸：長度 直徑滾筒安置角 中心距 2.4.2 驅(qū)動裝置 滾筒慣性式制動試驗臺驅(qū)動裝置由電動機、減速器和鏈傳動機構(gòu)組成，下面將對這些機構(gòu)進行參數(shù)確定。 （1）電機型號的選取 驅(qū)動滾筒的電機功率是根據(jù)車輪對滾筒的最大制動力和滾筒的線速度選擇的，因而要選取合適的電機，就要對制動試驗臺進行力學(xué)分析。 當(dāng)汽車作行車制動時，各軸車輪都產(chǎn)生制動效應(yīng)。受檢軸車輪將對滾筒產(chǎn)生制動阻力，滾筒則對車輪作用反作用力與（如圖

17、2-2 所示）。驅(qū)動滾筒的電機功率是根據(jù)車輪對滾筒的最大制動力和滾筒的線速度選擇的，它足以克服車輪制動時的阻力。在整個制動過程中，滾筒對車輪的反作用力與車輪的制動力相平衡。因此，通過驅(qū)動滾筒的扭力箱、傳感器及顯示儀表，測量滾筒制動力矩的反力與的代數(shù)和，即為受檢輪的制動力。 車輪與前、后滾筒都保持接觸是制動測試的初始狀態(tài)，稱為穩(wěn)定狀態(tài)。故穩(wěn)定狀態(tài)檢測時，平衡方程為: (1) （1）式中，-前、后滾筒作用于車輪的法向力 -前、后滾筒作用于車輪的切向力 -非測試軸（其輪與地面附著）對測試車輪的水平作用力 -輪載質(zhì)量的重力載荷 -車輪所受制動力矩 -車輪半徑 -滾筒中心距 -滾筒半徑 -安置角 代入式

18、（1）解得 (2)車輪所受最大制動力為 (3)又有卡丁車和人總質(zhì)量，則輪載質(zhì)量的重力載荷，車輪與滾筒間的附著系數(shù)為，代入公式（3）中可求得車輪所受最大制動力，再可由電機功率計算公式，其中滾筒線速度等于車速，可以得到選用電機的功率大約為，因而試驗臺選用的三相異步電機，同時選用繼電器來用于三相異步電機的控制。（2）減速箱的傳動比確定由于滾筒線速度等于車輪線速度也等于車速,因而可得減速箱的傳動比為:。2.5 滾筒慣性式制動試驗臺三維結(jié)構(gòu)設(shè)計圖2-5 滾筒慣性式制動實驗臺實物圖圖 2-6 滾筒慣性式制動實驗臺后輪裝配體機械結(jié)構(gòu)圖圖 2-7 滾筒慣性式制動實驗臺減速器圖2.6 滾筒慣性式制動系統(tǒng)的工作原

19、理 慣性式制動試驗臺的滾筒相當(dāng)于一個移動的路面，其慣性質(zhì)量與受檢汽車的慣性質(zhì)量相當(dāng)，因此滾筒傳動系統(tǒng)具有相當(dāng)于汽車在道路行駛的慣性。制動時，輪胎對滾筒表面產(chǎn)生阻力，雖然這時驅(qū)動滾筒傳動系統(tǒng)的動力如電動機已被切斷，但由于滾筒傳動系統(tǒng)肯定有一定的慣性，因而滾筒表面將相對于車輪移過一定距離。由此可見，在慣性式制動試驗臺上可以模擬道路制動試驗工況。這種試驗臺的主要檢測參數(shù)是各輪的制動距離，同時還可測得車的跑偏量等其它參數(shù)。 工作過程如下：電機經(jīng)主軸、變速箱 5 以及離合器 6 帶動按被檢車輛行駛時的慣性等效質(zhì)量配置的滾筒及汽車后輪一起旋轉(zhuǎn)，同時主動滾筒還通過鏈傳動帶動從動滾筒同步轉(zhuǎn)動，當(dāng)達到試驗轉(zhuǎn)速時

20、，斷開連接各滾筒的電磁離合器，同時作緊急制動，車輪制動后，滾筒依靠慣性繼續(xù)轉(zhuǎn)動，滾筒能轉(zhuǎn)動的圈數(shù)相當(dāng)于車輪的制動距離。在規(guī)定試驗車速下，滾筒轉(zhuǎn)動圈數(shù)由裝在滾筒端部的圓編碼器 3轉(zhuǎn)變?yōu)殡娒}沖送入計數(shù)器記錄，滾筒繼續(xù)轉(zhuǎn)動圈數(shù)取決于車輪制動器和整個制動系的技術(shù)狀況。2.7 滾筒慣性式制動系統(tǒng)檢測平臺特點分析 這種動態(tài)檢驗制動性能的使用方法的試驗條件接近汽車實際行駛條件，具有在任何車速下進行制動測試的優(yōu)點。但這種試驗臺旋轉(zhuǎn)部分分轉(zhuǎn)動慣量較大，因此其結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，占地面積大，且檢驗的車型范圍受到一定限制，所以應(yīng)用范圍不如反力式來得廣泛。 第三章 制動試驗臺檢測系統(tǒng)硬件設(shè)計3.1滾筒慣性式制動試驗臺檢測系統(tǒng)

21、總體結(jié)構(gòu)設(shè)計3.1.1制動試驗臺檢測系統(tǒng)功能及組成 卡丁車的制動過程是，當(dāng)卡丁車以規(guī)定的初速度在試驗臺上行駛，駕駛員一腳將制動器踩到底直到卡丁車停止。制動性能檢測儀利用傳感器感應(yīng)傳輸制動過程參數(shù)，并經(jīng)數(shù)據(jù)采集和積累，直觀地將制動性能顯示在計算機顯示屏上同時也完成對制動距離和制動時間的檢測。該檢測系統(tǒng)完成檢測主要包括三個過程：制動開始的判斷和數(shù)據(jù)的采集過程;數(shù)據(jù)的處理和分析過程；制動距離和制動時間的顯示過程。 因而，要做到對制動過程時時檢測，就要利用傳感器不斷的向計算家傳輸計算機能夠識別的信息，因此制動檢測系統(tǒng)的主要硬件應(yīng)包括傳感器（圓編碼器）、數(shù)據(jù)采集卡等。檢測系統(tǒng)硬件平臺結(jié)構(gòu)圖如下：圖3-1

22、 制動檢測系統(tǒng)硬件平臺結(jié)構(gòu)圖3.1.2 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的工作原理和構(gòu)成數(shù)據(jù)采集是指從傳感器和其他待測設(shè)備等模擬和數(shù)字被測單元中自動采集非電量或則電量信號，送到上位機中進行分析，處理的過程。 數(shù)據(jù)采集功能包括采集安裝在滾筒端部的圓編碼器輸出的脈沖信號和采集車輛制動踏板踏下時發(fā)出的制動信號。數(shù)據(jù)采集通過數(shù)據(jù)采集卡，即實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集功能的計算機擴展卡。制動信號由操作者踩踏制動踏板產(chǎn)生。制動踏板和行程開關(guān)相連，當(dāng)制動踏板被踏下時，開關(guān)閉合。由此發(fā)動一個制動信號。數(shù)據(jù)采集卡具有數(shù)字量輸入功能，無輸入時默認為高電平，因此可將形成開關(guān)與地相連。當(dāng)開關(guān)閉合時，輸出低電平信號。采集到制動信號后，同時給離合器發(fā)送工作

23、命令，電機與滾筒脫落，從而進入制動狀態(tài)。 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的基本組成如圖所示。由計算機作為數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)前段處理機，并將信號傳遞給電機，控制電機逐步加速。同時，以圓編碼器為主要探測部件對滾筒轉(zhuǎn)動情況進行測量，并以脈沖信號形式反饋給數(shù)據(jù)采集卡，采集卡將數(shù)據(jù)傳遞給計算機，以使計算機作進一步處理。數(shù)據(jù)采集過程及系統(tǒng)構(gòu)成如下圖：圖3-2 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)基本組成3.2 編碼器的選擇3.2.1 編碼器工作原理及特點 光電編碼器，是一種通過光電轉(zhuǎn)換將輸出軸上的機械幾何位移量轉(zhuǎn)換成脈沖或數(shù)字量的傳感器。這是目前應(yīng)用最多的傳感器， 光電編碼器是由光柵盤和光電檢測裝置組成。光柵盤是在一定直徑的圓板上等分地開通若干個長方形

24、孔。由于光電碼盤與電動機同軸，電動機旋轉(zhuǎn)時，光柵盤與電動機同速旋轉(zhuǎn)，經(jīng)發(fā)光二極管等電子元件組成的檢測裝置檢測輸出若干脈沖信號，其原理示意圖如圖1所示；通過計算每秒光電編碼器輸出脈沖的個數(shù)就能反映當(dāng)前電動機的轉(zhuǎn)速。此外，為判定旋轉(zhuǎn)方向，碼盤還可提供相位相差90o的兩路脈沖信號。 根據(jù)檢測原理，編碼器可分為光學(xué)式、磁式、感應(yīng)式和電容式。根據(jù)其刻度方法及信號輸出形式，可分為增量式、盡對式以及混合式三種。本系統(tǒng)采用增量式編碼器。增量式旋轉(zhuǎn)編碼器的內(nèi)部工作原理：圖3-3 光電編碼器工作原理圖及輸出波形3.2.2 光電編碼器的選取 編碼器的分辨率是指以每旋轉(zhuǎn)360度提供多少的通或暗刻線或可讀取并輸出的最小

25、角度變化，其對應(yīng)的參數(shù)有：每轉(zhuǎn)刻線數(shù)、每轉(zhuǎn)脈沖數(shù)、最小步距、位等，線數(shù)一般在每轉(zhuǎn)分度510000線。 分辨率的確定：測量過程中，需要通過光電編碼器測量滾筒從制動開始到停止轉(zhuǎn)動為止，滾筒所轉(zhuǎn)動的圈數(shù)，由于實際測試中要求測量誤差近似為即可，所以要求的傳感器的精度為：,其中為線數(shù)，為滾筒半徑且值為,則可得出光電編碼器每圈輸出脈沖數(shù)應(yīng)大于8，但是這只是理論推算值，根據(jù)實際情況為了提高系統(tǒng)的測量精度肯定不能選取分辨如此小的編碼器。故需要選擇編碼器線數(shù)大于8的編碼器，而市面上大多數(shù)編碼器都能滿足這一要求。所以根據(jù)經(jīng)濟性、實用性原則選擇了IHA8030型號的編碼器，此編碼器是增量式光電編碼器，且2500脈沖DC5-24空心旋轉(zhuǎn)編碼。IHA8030型號編碼器圖3-4圖3-5 編碼器安裝尺寸3.3 數(shù)據(jù)采集卡選擇3.3.1數(shù)據(jù)采集卡簡介 數(shù)據(jù)采集是指從傳感器和其它待測設(shè)備等模擬和數(shù)字被測單元中自動采集非電量或