測(cè)試技術(shù)作業(yè)

1、西南交通大學(xué)題 目：汽車(chē)制動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)的研究班 級(jí)：姓 名：學(xué) 號(hào)：一、 制動(dòng)檢測(cè)技術(shù)綜述 1.1 汽車(chē)檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展 汽車(chē)檢測(cè)技術(shù)是伴隨著汽車(chē)技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展的。在汽車(chē)發(fā)展早期，汽車(chē)檢測(cè)主要是有經(jīng)驗(yàn)的專(zhuān)業(yè)人員通過(guò)眼看、耳聽(tīng)、手摸的方式進(jìn)行。隨著現(xiàn)代科學(xué)技 術(shù)的進(jìn)步，運(yùn)用各種先進(jìn)的儀器設(shè)備，安全、迅速、準(zhǔn)確地對(duì)汽車(chē)進(jìn)行不解體檢 測(cè)，其發(fā)展日趨完善。 國(guó)外一些發(fā)達(dá)國(guó)家，早在 20 世紀(jì)四五十年代就研制成功一些功能單一的檢 測(cè)或診斷設(shè)備，并發(fā)展成為以故障診斷和性能測(cè)試為主的單項(xiàng)檢測(cè)診斷技術(shù)。進(jìn)入 20 世紀(jì) 60 年代后，檢測(cè)設(shè)備應(yīng)用技術(shù)獲得較大發(fā)展，設(shè)備使用率大大增加， 逐漸將單項(xiàng)檢測(cè)診斷技術(shù)聯(lián)線(xiàn)

2、建站，成為既能進(jìn)行維持診斷，又能進(jìn)行安全環(huán)保 檢測(cè)的綜合檢測(cè)技術(shù)。隨著微機(jī)的發(fā)展，不僅單個(gè)檢測(cè)設(shè)備實(shí)現(xiàn)了微機(jī)控制，而 且于 20 世紀(jì) 70 年代初出現(xiàn)了檢測(cè)控制自動(dòng)化、數(shù)據(jù)采集自動(dòng)化、數(shù)據(jù)處理自動(dòng) 化、檢測(cè)結(jié)果自動(dòng)存儲(chǔ)并打印的現(xiàn)代綜合檢測(cè)技術(shù)，其檢測(cè)效率極高。進(jìn)入 20 世紀(jì) 80 年代后，一些先進(jìn)國(guó)家的現(xiàn)代檢測(cè)技術(shù)已達(dá)到廣泛應(yīng)用的階段，不僅社 會(huì)上的汽車(chē)檢測(cè)站眾多，而且汽車(chē)制造廠裝配線(xiàn)終端和汽車(chē)維修企業(yè)內(nèi)部也都建 有汽車(chē)檢測(cè)線(xiàn)，給交通安全、環(huán)境保護(hù)、節(jié)約能源、降低運(yùn)輸成本和提高運(yùn)輸能 力方面，帶來(lái)了明顯的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。 我國(guó)的現(xiàn)代儀器設(shè)備診斷起步較晚。在 20 世紀(jì)六七十年代，國(guó)家有關(guān)部

3、門(mén) 雖然也從國(guó)外引進(jìn)過(guò)少量檢測(cè)設(shè)備，國(guó)內(nèi)不少科研單位和企業(yè)對(duì)檢測(cè)設(shè)備也組織 過(guò)研制，但由于種種原因，該項(xiàng)目技術(shù)一直發(fā)展緩慢。進(jìn)入 20 世紀(jì) 80 年代以后， 隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，特別是隨著汽車(chē)制造業(yè)、公路交通運(yùn)輸業(yè)的發(fā)展，和進(jìn)口 車(chē)量增多，我國(guó)的機(jī)動(dòng)車(chē)保有量迅速增加。汽車(chē)增加必然帶來(lái)一系列社會(huì)問(wèn)題， 如何保證這些車(chē)輛安全運(yùn)行和降低社會(huì)公害，逐漸提到政府有關(guān)部門(mén)的議事日程 上來(lái)，因而促進(jìn)了汽車(chē)診斷與檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展，使之成為國(guó)家“六五”期間重點(diǎn) 推廣的項(xiàng)目，并視為推進(jìn)汽車(chē)維修現(xiàn)代化管理的一項(xiàng)重要技術(shù)措施。 1.2 車(chē)輛制動(dòng)性能檢測(cè)的意義 安全、環(huán)保和節(jié)能構(gòu)成了當(dāng)今世界范圍內(nèi)汽車(chē)發(fā)展需解決的三大問(wèn)

4、題。制動(dòng) 性能是汽車(chē)在行駛中認(rèn)為地強(qiáng)制降低行駛速度并根據(jù)需要停車(chē)的能力。 汽車(chē)的制動(dòng)性是汽車(chē)主動(dòng)安全的主要安全的主要性能之一，制動(dòng)性能的優(yōu)良 與否直接關(guān)系到汽車(chē)性能的安全性。是汽車(chē)行駛安全的重要保障。有關(guān)資料表明， 因制動(dòng)不良而導(dǎo)致的道路交通事故占事故總數(shù)的 1/3。汽車(chē)制動(dòng)性能好壞是安全 行車(chē)最重要的因素之一，因此也是汽車(chē)檢測(cè)診斷的重點(diǎn)。 隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，汽車(chē)的數(shù)量與日俱增，為了確保公路安全，行車(chē)出廠 前，廠家需要對(duì)車(chē)輛進(jìn)行整車(chē)安全檢測(cè)。隨著電子技術(shù)和機(jī)械加工工業(yè)的發(fā)展， 在傳統(tǒng)檢測(cè)方法的基礎(chǔ)上，逐步發(fā)展成現(xiàn)代汽車(chē)診斷與檢測(cè)技術(shù)。汽車(chē)檢測(cè)通常 指使用現(xiàn)代檢測(cè)技術(shù)和設(shè)備、合計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制

5、等高技術(shù)來(lái)檢測(cè)汽車(chē)技術(shù)現(xiàn)狀， 它是一門(mén)綜合性的應(yīng)用科學(xué)。 1.3 基本檢測(cè)方式 車(chē)輛制動(dòng)性是指車(chē)輛在行駛時(shí)能在短距離內(nèi)停車(chē)且維持行駛方向不變坡道 上長(zhǎng)時(shí)間保持停駐的能力。車(chē)輛制動(dòng)性是車(chē)輛的重要性能之一，它的好壞直接關(guān) 系到交通安全。因此，車(chē)輛制動(dòng)性試車(chē)臉檢測(cè)的重點(diǎn)，也是車(chē)輛安全性能檢測(cè)的 重要指標(biāo)之一。 制動(dòng)性能測(cè)試的方法主要有路試法和臺(tái)試法。路試法主要是在道路上對(duì)汽車(chē) 制動(dòng)性能進(jìn)行檢測(cè)，此方法易受氣候、道路等諸多條件的限制；臺(tái)試法主要在室 內(nèi)進(jìn)行，測(cè)試條件穩(wěn)定，測(cè)試手段較為安全且易實(shí)現(xiàn)。因此，汽車(chē)制動(dòng)性能測(cè)試 絕大多數(shù)采用臺(tái)試法。 根據(jù)規(guī)定，利用制動(dòng)性能試驗(yàn)臺(tái)對(duì)汽車(chē)的制動(dòng)性檢測(cè)要求符合以下標(biāo)

6、準(zhǔn)（以 兩軸車(chē)為例）： 制動(dòng)力?？蛰d時(shí)，汽車(chē)制動(dòng)力總和與整車(chē)質(zhì)量的百分比60 ，前軸制動(dòng)力與前軸軸荷的百分比20，后軸制動(dòng)力與軸荷的百分比20 。 制動(dòng)力平衡。在制動(dòng)力增長(zhǎng)的全過(guò)程中，左右輪制動(dòng)力差的最大值與該 軸左、右輪制動(dòng)力大者之比對(duì)前軸20 % ，后軸24 。通過(guò)制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行 制動(dòng)力的測(cè)量，并以車(chē)輪制動(dòng)力的大小和左、右車(chē)輪制動(dòng)力的差值來(lái)綜合評(píng)價(jià)汽 車(chē)的制動(dòng)性能。 根據(jù)測(cè)試原理不同，汽車(chē)制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)可分為反力式和慣性式；按檢測(cè)臺(tái)支撐 車(chē)輪形式不同，可分為滾筒式和平板式；按檢測(cè)參數(shù)不同，可分為測(cè)制動(dòng)力式、 測(cè)制動(dòng)距離和綜合參數(shù)三種；按檢測(cè)臺(tái)檢測(cè)車(chē)軸數(shù)，可分為單軸式、雙軸式和多 軸式三種；目前

7、國(guó)內(nèi)廣泛采用滾筒反力式汽車(chē)制動(dòng)檢測(cè)臺(tái)和平板式汽車(chē)制動(dòng)檢測(cè) 臺(tái)。二、三種基本檢測(cè)平臺(tái)的原理分析2.1、平板式制動(dòng)檢測(cè)平臺(tái)2.1.1平板式制動(dòng)檢測(cè)平臺(tái)簡(jiǎn)介平板式制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)是由測(cè)試平板、傳感器、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)等構(gòu)成的集稱(chēng)重、制動(dòng)性能測(cè)試為一體的汽車(chē)檢測(cè)設(shè)備。2.1.2平板式制動(dòng)檢測(cè)平臺(tái)原理分析檢測(cè)時(shí), 被檢車(chē)輛以 2km/h 10km/h 車(chē)速駛上測(cè)試平板, 操作員根據(jù)顯示信號(hào)踩下制動(dòng)踏板, 使車(chē)輛在測(cè)試平板上制動(dòng)直至停車(chē)。與此同時(shí), 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采集制動(dòng)過(guò)程中的全部數(shù)據(jù), 并作分析處理, 然后把制動(dòng)性能的測(cè)試結(jié)果顯示出來(lái)。 平板式制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)能檢測(cè)出汽車(chē)行駛制動(dòng)過(guò)程中重心前移后的制動(dòng)效果。 在平板式制

8、動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)上檢測(cè)制動(dòng)性能時(shí), 汽車(chē)比較接近實(shí)際行駛狀態(tài), 具有與實(shí)際行駛制動(dòng)中完全相同的受力情況, 如圖 1 所示, 圖 1 中忽略了汽車(chē)滾動(dòng)阻力偶矩、空氣阻力以及旋轉(zhuǎn)質(zhì)量減速成時(shí)產(chǎn)生的慣性力偶矩。 Xb1前輪制動(dòng)平板制動(dòng)力; Xb2后輪制動(dòng)平板制動(dòng)力; Z1制動(dòng)平板對(duì)前輪的法向反作用力; Z2制動(dòng)平板對(duì)后輪的法向反作用力; L汽車(chē)軸距; G汽車(chē)重力; a汽車(chē)質(zhì)心至前軸中心線(xiàn)的距離; b汽車(chē)質(zhì)心至后軸中心線(xiàn)的距離; Fj汽車(chē)的慣性力; hg汽車(chē)質(zhì)心高度。 對(duì)后輪接觸制動(dòng)平板點(diǎn)取力矩得 Z1L = Gb+Fjhg 由上式可以看出, 汽車(chē)在制動(dòng)平板上制動(dòng), 作用在汽車(chē)質(zhì)心上的慣性力 ( Fj ) 使

9、用權(quán)車(chē)輛質(zhì)心前移, 從而增大了平板對(duì)前輪的法向反作用力 ( Z1) 。前輪在平板制動(dòng)力( Xb1=Z1 , 為平板附著系數(shù)) 也隨著 Z1 的增加而增加。由于軸荷前移, 平板對(duì)后輪的法向反作用力 Z2 減小, 后輪制動(dòng)力 Xb2 也隨著減小。平板式制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)檢測(cè)的是動(dòng)態(tài)汽車(chē), 因而能夠反映出汽車(chē)行駛制過(guò)程中軸荷重新分配的制動(dòng)效果 前輪制動(dòng)效果因汽車(chē)慣性力的作用而提高。 2.2、反力式制動(dòng)檢測(cè)平臺(tái)2.2.1反力式制動(dòng)檢測(cè)平臺(tái)簡(jiǎn)介在滾筒式制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)上測(cè)量制動(dòng)性能時(shí), 汽車(chē)是靜止不動(dòng)的, 試驗(yàn)臺(tái)滾筒轉(zhuǎn)動(dòng), 制動(dòng)過(guò)程中沒(méi)有質(zhì)心前移引起軸荷的再分配問(wèn)題。因此滾筒式不能檢測(cè)出車(chē)輛行駛過(guò)程中的制動(dòng)效果。測(cè)得

10、的最大制動(dòng)力與測(cè)試車(chē)輪的安置角、非測(cè)試車(chē)輪的制動(dòng)性能、滾筒的附著系數(shù)有關(guān)。2.2.2反力式制動(dòng)檢測(cè)平臺(tái)原理分析在采用工業(yè)控制計(jì)算機(jī)為核心的多功能測(cè)試系統(tǒng)中,檢測(cè)站檢測(cè)單元及業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)采用 Windows 2000 Server 和 Microsoft Windows2000 Professional 系統(tǒng)平臺(tái)。系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)采用 Microsoft SQL Server 2000 標(biāo)準(zhǔn)版本。應(yīng)用 TCP 協(xié)議建立網(wǎng)絡(luò)通訊平臺(tái), 實(shí)現(xiàn)拓?fù)?QS 結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架。檢測(cè)系統(tǒng)采用 Visual C+6.0 開(kāi)發(fā)系統(tǒng), 數(shù)據(jù)庫(kù)統(tǒng)計(jì)采用 Delphi 開(kāi)發(fā)語(yǔ)言。 FZ- 10C 型反力式滾筒制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)是歐洲模式的

11、制動(dòng)檢驗(yàn)臺(tái), 具有較大滾筒直徑和較高測(cè)試速度, 滾筒表面為新型的高性能高附著系數(shù)的粘結(jié)材料, 并帶有第三滾筒停機(jī)裝置等特點(diǎn), 可對(duì)汽車(chē)左、右最大制動(dòng)力、阻滯力、制動(dòng)力平衡等項(xiàng)目進(jìn)行測(cè)試。該試驗(yàn)臺(tái)采用全自動(dòng)工作方式, 配備有 RS- 232 通訊接口, 方便聯(lián)網(wǎng)。電氣儀表部分帶有軸重信號(hào)處理單元。FZ- 10C 型反力式滾筒制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)由左右各一對(duì)滾筒、電動(dòng)機(jī)、減速器、傳動(dòng)鏈、測(cè)力傳感器和指示、控制裝置等組成。檢測(cè)時(shí), 汽車(chē)一軸車(chē)輪停在滾筒上 (其余車(chē)軸的車(chē)輪支撐在地面上) , 電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)滾筒帶動(dòng)車(chē)輪轉(zhuǎn)動(dòng), 達(dá)到檢測(cè)車(chē)速后, 駕駛員急踩制動(dòng)踏板制動(dòng)車(chē)輪, 電動(dòng)機(jī)仍繼續(xù)驅(qū)動(dòng)滾筒轉(zhuǎn)動(dòng), 向車(chē)輪施加一個(gè)

12、與制動(dòng)力矩方向相反的力矩, 直到車(chē)輪制動(dòng)才停止轉(zhuǎn)動(dòng)。此時(shí), 測(cè)力傳感器測(cè)得的滾筒對(duì)車(chē)輪的切向摩擦力即是該檢測(cè)條件下需檢測(cè)的車(chē)輪制動(dòng)器的制動(dòng)力。2.3、慣性式制動(dòng)檢測(cè)平臺(tái) 2.3.1 慣性式制動(dòng)檢測(cè)平臺(tái)簡(jiǎn)介 慣性式制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)的滾筒相當(dāng)于一個(gè)移動(dòng)的路面，試驗(yàn)臺(tái)上各對(duì)滾筒分別帶有、輪，其慣性質(zhì)量與受檢汽車(chē)的慣性質(zhì)量相當(dāng)。因此滾筒傳動(dòng)系統(tǒng)具有相當(dāng)于汽車(chē)在道路行駛的慣性，制動(dòng)時(shí)，輪胎對(duì)滾筒表面產(chǎn)生阻力，雖然這時(shí)驅(qū)動(dòng)滾筒傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力(如電動(dòng)機(jī)或汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力)已被切斷。但由于滾筒傳動(dòng)系統(tǒng)肯定有一定的慣性，因而滾筒表面將相對(duì)于車(chē)輪移過(guò)一定距離。由此可見(jiàn)，在慣性式制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)上可以模擬道路制動(dòng)試驗(yàn)工況。這種

13、試驗(yàn)臺(tái)的主要檢測(cè)參數(shù)是各輪的制動(dòng)距離，同時(shí)還可測(cè)得制動(dòng)時(shí)間或減速度。 2.3.2 慣性式制動(dòng)檢測(cè)平臺(tái)原理分析 慣性式滾筒制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)按同時(shí)檢測(cè)的軸數(shù)不同可分為單軸式、雙軸式。雙軸慣性式滾筒制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖，如圖所示。 試驗(yàn)時(shí)，被檢車(chē)駛上試驗(yàn)臺(tái)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(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)后滾筒組旋轉(zhuǎn)，左右主動(dòng)滾筒用半軸與傳動(dòng)器2相連，并經(jīng)變速器3、萬(wàn)向節(jié)13、電磁離合器12、傳動(dòng)軸11、變速器6、傳動(dòng)器2帶動(dòng)前滾筒及汽車(chē)前輪一起旋轉(zhuǎn)。此時(shí)按被檢車(chē)輛行駛時(shí)的慣性等效質(zhì)量配置的飛輪1也一起旋轉(zhuǎn)。當(dāng)達(dá)到試驗(yàn)轉(zhuǎn)速時(shí)，斷開(kāi)連接各滾筒的電磁離合器，同時(shí)作

14、緊急制動(dòng)。車(chē)輪制動(dòng)后，滾筒飛輪依靠慣性繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，滾筒能轉(zhuǎn)動(dòng)的圈數(shù)相當(dāng)于車(chē)輪的制動(dòng)距離。在規(guī)定試驗(yàn)車(chē)速下，滾筒繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)取決于車(chē)輪制動(dòng)器和整個(gè)制動(dòng)系的技術(shù)狀況。滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)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(jì)數(shù)器記錄，在滾筒的端部還裝有測(cè)速發(fā)電機(jī)4測(cè)定試驗(yàn)車(chē)速。為防止汽車(chē)制動(dòng)時(shí)向后竄出，在后滾筒組后裝有第三滾筒19。 雙軸慣性式滾筒制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)簡(jiǎn)圖 1-飛輪 2-傳動(dòng)器 3、6變速器 4-測(cè)速發(fā)電機(jī) 5、9光電傳感器7- 可移導(dǎo)軌 8、12- 電磁離合器 10-移動(dòng)架 11-傳動(dòng)軸 13-萬(wàn)向節(jié) 14-后滾筒 15-前滾筒 16-舉升托板 17-移動(dòng)架驅(qū)動(dòng)液壓缸 18-鎖緊液壓缸 19

15、-第三滾筒 20-第三滾筒調(diào)節(jié)器 2.3.3 慣性式制動(dòng)檢測(cè)平臺(tái)特點(diǎn)分析 這種動(dòng)態(tài)檢驗(yàn)制動(dòng)性能的使用發(fā)法的試驗(yàn)條件接近汽車(chē)實(shí)際行駛條件，具有在任何車(chē)速下進(jìn)行制動(dòng)測(cè)試的優(yōu)點(diǎn)。但這種試驗(yàn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)部分分轉(zhuǎn)動(dòng)慣量較大，因此其結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，占地面積大，且檢驗(yàn)的車(chē)型范圍受到一定限制，所以應(yīng)用范圍不如反力式來(lái)得廣泛。 三、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)采集與處理3.1 微機(jī)檢測(cè)系統(tǒng)簡(jiǎn)介汽車(chē)制動(dòng)性能檢測(cè)常用的方法是采用室內(nèi)臺(tái)架試驗(yàn)法, 即采用慣性式和反力式制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)來(lái)近似地模擬實(shí)際的制動(dòng)過(guò)程, 從而達(dá)到對(duì)汽車(chē)的制動(dòng)性能進(jìn)行定量測(cè)試與分析。制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)所配備的測(cè)控系統(tǒng), 目前主要有兩類(lèi): 以單片機(jī)為核心的智能化檢測(cè)系統(tǒng);以 PC 機(jī)

16、為核心的微機(jī)檢測(cè)系統(tǒng)。前者功能比較單一, 以對(duì)汽車(chē)左、右輪制動(dòng)力的定量測(cè)試為主, 不能準(zhǔn)確、全面地反映汽車(chē)制動(dòng)性能參數(shù), 系統(tǒng)的可擴(kuò)充性能也較差,難以實(shí)現(xiàn)更高層次的檢測(cè)診斷與控制; 后者是近年來(lái)汽車(chē)檢測(cè)行業(yè)十分關(guān)注并競(jìng)相研制開(kāi)發(fā)的一類(lèi)系統(tǒng), 此類(lèi)系統(tǒng)以 PC 機(jī)為核心, 有效地克服了單片機(jī)系統(tǒng)功能弱的缺點(diǎn), 不但能實(shí)現(xiàn)對(duì)汽車(chē)制動(dòng)性能各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)的全面測(cè)試, 還能實(shí)現(xiàn)對(duì)檢測(cè)臺(tái)架的實(shí)時(shí)控制, 對(duì)各項(xiàng)測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)分析與評(píng)價(jià),同時(shí), 為了滿(mǎn)足汽車(chē)安全及綜合性能檢測(cè)線(xiàn)聯(lián)網(wǎng)的需要, 系統(tǒng)還可提供串行通信和基于 TCP/ IP 的網(wǎng)絡(luò)通信兩種聯(lián)網(wǎng)接口。目前國(guó)內(nèi)已有多種此類(lèi)系統(tǒng)研制成功, 并得到了應(yīng)用,

17、但縱觀目前投入使用的這些系統(tǒng),其功能參差不齊, 特別是在有關(guān)數(shù)據(jù)采集與處理方法上存在較多的缺陷,從而導(dǎo)致系統(tǒng)的測(cè)量精度不高,不能真實(shí)地反映汽車(chē)制動(dòng)的全過(guò)程。3.2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和工作原理制動(dòng)性能測(cè)試系統(tǒng)是由左、右輪制動(dòng)力傳感器信號(hào)調(diào)理模塊、第三滾筒速度傳感器信號(hào)調(diào)理模塊、數(shù)據(jù)采集模塊（A/D 卡）、控制輸入/輸出模塊（I/O卡）及LED 顯示模塊組成。其總體框圖如圖2 所示。整個(gè)測(cè)試過(guò)程如下：汽車(chē)開(kāi)上制動(dòng)測(cè)試臺(tái)后，其左、右輪壓到位開(kāi)關(guān)，工業(yè)控制計(jì)算機(jī)通過(guò)采集I/O卡狀態(tài)，判斷汽車(chē)是否到位，通過(guò)I/O卡輸出兩個(gè)信號(hào)控制固態(tài)繼電器，使交流接觸器吸合，啟動(dòng)左、右輪滾筒電機(jī)，此時(shí)開(kāi)始測(cè)取阻滯力，在LE

18、D 顯示屏上顯示結(jié)果，并提示駕駛員踩下制動(dòng)踏板，車(chē)輪的制動(dòng)力作用在滾筒上，該力通過(guò)力臂傳給測(cè)力傳感器，經(jīng)過(guò)信號(hào)調(diào)理模塊，由計(jì)算機(jī)通過(guò)A/D 轉(zhuǎn)換板測(cè)量出車(chē)輪的制動(dòng)力并顯示在LED 屏幕上，同時(shí)當(dāng)?shù)谌凉L筒的速度下降到最大速度的80 時(shí)，計(jì)算機(jī)通過(guò) I/O 板輸出信號(hào)停止電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，以防止粘砂滾筒對(duì)車(chē)輪胎造成損壞，此時(shí)完成了一次測(cè)試過(guò)程。3.2.1 制動(dòng)力檢測(cè)制動(dòng)力測(cè)量傳感器采用應(yīng)變片式電阻傳感器，實(shí)現(xiàn)力-電壓的線(xiàn)性轉(zhuǎn)換，其原理是基于電阻應(yīng)變效應(yīng)，即在導(dǎo)體產(chǎn)生機(jī)械變形時(shí)，它的電阻值相應(yīng) 發(fā)生變化.3.2.2 速度檢測(cè)速度傳感器采用磁電感應(yīng)式傳感器，其原理是利用導(dǎo)體和磁場(chǎng)發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)而在導(dǎo)體兩端輸出感

19、應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。汽車(chē)制動(dòng)臺(tái)的第三滾筒帶有一個(gè)齒圈，當(dāng)齒圈隨著車(chē)輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，磁電傳感器產(chǎn)生與齒圈相同頻率的近似正弦波的電壓信號(hào)，經(jīng)過(guò)圖4所示的電路放大整形后產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)，TTL方波脈沖，A/D板上的8253對(duì)此脈沖計(jì)數(shù)，即可求出汽車(chē)輪速。 四、編碼器的工作原理本測(cè)試系統(tǒng)采用慣性式制動(dòng)檢測(cè)平臺(tái)。所選傳感器如下： 4.1編碼器 4.1.1編碼器的工作原理 編碼器由一個(gè)中心有軸的光電碼盤(pán)，其上有環(huán)形通、暗的刻線(xiàn)，有光電發(fā)射和接收器件讀取,獲得四組正弦波信號(hào)組合成A、B、C、D,每個(gè)正弦波相差90度相位差（相對(duì)于一個(gè)周波為360度），將C、D信號(hào)反向，疊加在A、B兩相上，可增強(qiáng)穩(wěn)定信號(hào)；另每轉(zhuǎn)輸出一個(gè)Z相脈沖以代表

20、零位參考位。光電編碼器是利用光柵衍射原理實(shí)現(xiàn)位移數(shù)字變換的，增量式編碼器轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，有相應(yīng)的脈沖輸出，其計(jì)數(shù)起點(diǎn)任意設(shè)定，可實(shí)現(xiàn)多圈無(wú)限累加和測(cè)量。編碼器軸轉(zhuǎn)一圈會(huì)輸出固定的脈沖，脈沖數(shù)由編碼器光柵的線(xiàn)數(shù)決定。需要提高分辯率時(shí)，可利用 90 度相位差的 A、B 兩路信號(hào)進(jìn)行倍頻或更換高分辯率編碼器。 由于 A、B 兩相相差 90 度，可通過(guò)比較 A 相在前還是 B 相在前，以判別編碼器的正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)，通過(guò)零位脈沖，可獲得編碼器的零位參考位。 分辨率編碼器以每旋轉(zhuǎn) 360 度提供多少的通或暗刻線(xiàn)稱(chēng)為分辨率，也稱(chēng)解析分度、或直接稱(chēng)多少線(xiàn)，一般在每轉(zhuǎn)分度 510000 線(xiàn)。 4.1.2 編碼器的選擇

21、本測(cè)試系統(tǒng)采用光電增量實(shí)心軸旋轉(zhuǎn)編碼器 光 A-CHA 系列編碼器。 品牌：CHBG 型號(hào)：B-ZSP4006 額定電壓：DC5V-DC24（V） 額定電流：消耗電流小于 100M（A） 機(jī)械壽命：20（萬(wàn)次） 電壽命：20（萬(wàn)次） 用途特點(diǎn)： 該產(chǎn)品廣泛用于自動(dòng)控制、自動(dòng)測(cè)量、遙控、計(jì)算機(jī)技術(shù)及數(shù)控機(jī)床做角度和橫縱坐標(biāo)的測(cè)量等；采用 ASIC 光電器件，可靠性高、壽命長(zhǎng)、抗干擾能力強(qiáng)、寬溫度適用范圍。 4.2 計(jì)數(shù)卡 4.2.1 計(jì)數(shù)卡簡(jiǎn)介 數(shù)據(jù)采集(DAQ)，是指從傳感器和其它待測(cè)設(shè)備等模擬和數(shù)字被測(cè)單元中自動(dòng)采集非電量或者電量信號(hào),送到上位機(jī)中進(jìn)行分析,處理。 計(jì)數(shù)接口卡是一種連接傳感器

22、與PC連接的專(zhuān)用接口，用于記錄脈沖數(shù)。 4.2.2 計(jì)數(shù)卡的選擇 根據(jù)設(shè)計(jì)需求，本系統(tǒng)采用型號(hào)為M287489 的計(jì)數(shù)卡。 M287489 性能簡(jiǎn)介： 32 路數(shù)字量輸入/輸出及計(jì)數(shù)卡 ： *32 路數(shù)字量輸入/輸出 *3 個(gè) 16 位計(jì)數(shù)器，6 種編程方式 *自帶面包板利于用戶(hù)開(kāi)發(fā)性能參數(shù): 功耗（典型值）：+5V500mA I/O 地址：200H-3F8H 提供用于自開(kāi)發(fā)的面包板區(qū)面積：540（30×18） 每 0.9144mm 一個(gè)孔,孔與孔之間中心距離為 2.54mm 工作溫度：060 儲(chǔ)存溫度：-2070 相對(duì)濕度：5%95% 25（不凝露） 尺寸(L×W)：22

23、8×104.8(mm) 32 路數(shù)字量輸入/輸出及計(jì)數(shù)卡 數(shù)字量輸入 輸入通道：32 路 輸入低電平：最小 0.5V,最大 0.8V 輸入高電平：最小 2.0V,最大 5.0V 輸入負(fù)載：在 0.4V 時(shí)最大 0.2mA 數(shù)字量輸出 輸出通道：32 路 輸出低電平：最小 0.5V,24mA 輸出高電平：最小 2.0V,15mA AD 可編程定時(shí)器/計(jì)數(shù)器 頻率范圍：02.6MHz 計(jì)數(shù)器：3 個(gè) 16 位計(jì)數(shù)器 方式：6 種可編程方式 時(shí)鐘頻率：2MNz，1MNz，500KHz 或 250KHz（跳線(xiàn)設(shè)置） 分頻：1，10，100 或用戶(hù)設(shè)置 4.3 變頻器 4.3.1 變頻器簡(jiǎn)介

24、把電壓和頻率固定不變的交流電變換為電壓或頻率可變的交流電的裝置稱(chēng)作“變頻器”。為了產(chǎn)生可變的電壓和頻率，該設(shè)備首先要把三相或單相交流電變換為直流電（DC）。然后再把直流電（DC）變換為三相或單相交流電（AC），我們把實(shí)現(xiàn)這種轉(zhuǎn)換的裝置稱(chēng)為“變頻器”（inverter） 所指的電機(jī)為感應(yīng)式交流電機(jī)，在工業(yè)領(lǐng)域所使用的大部分電機(jī)均為此類(lèi)型電機(jī)。旋轉(zhuǎn)速度近似地取決于電機(jī)的極數(shù)和頻率。電機(jī)的極數(shù)是固定不變的。另外，頻率是電機(jī)供電電源的電信號(hào)，所以該值能夠在電機(jī)的外面調(diào)節(jié)后再供給電機(jī)，這樣電機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度就可以被自由的控制。因此，以控制頻率為目的的變頻器，是做為電機(jī)調(diào)速設(shè)備的優(yōu)選設(shè)備。 4.3.2 變頻器的選型 本制動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)采用 LG IS5 型變頻器，其