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1、第一章综述1.1课题研究的意义汽车制动性能的检测是机动车安全技术检验的重要内容之一,也是汽车保修企业进行故障修理和调试的科学依据。制动性能是汽车在行驶中能人为地强制降低行驶速度并根据需要停车的能力,是汽车的重要性能之一。汽车的制动性能不仅取决于制动系的性能,还与汽车的行驶性能、轮胎的机械特性、道路的附着条件以及与制动操作有关的人体工程特性有密切关系。因此,汽车制动性能检测的研究为其制动性能的试验分析和检测提供了条件。制动性能的优良与否直接关系到汽车的安全性,在机动车发生的交通事故中由于制动不良占有很大的比重,因此对于影响交通事故的“人、车、路、环境”等因素中,汽车本身是一个非常重要的影响因素,
2、提高汽车本身的安全性能,减少交通事故及减轻事故过程中对乘员及行人的伤害,从而提高交通安全性有着非常重要的意义【3】。因此,在实际检测的基础上对在用车辆的制动性能进行分析和研究,揭示其内在的规律性,找出其存在的问题并提出解决的方法,对确保道路交通安全无疑具有非常重要的意义。 随着不解体在线检测技术的发展,汽车制动性能的检测已由经验定性型向仪器化的定量与定性相结合的方向发展。近年来,随着电子技术及机械加工工业的发展,在传统检测方法的基础上,逐步发展成现代汽车诊断与检测技术。汽车检测通常指使用现代检测技术和设备结合计算机!自动控制等高新技术来检测汽车技术状况,它是以工程数学、故障物理、可靠性理论、电
3、子学和电子技术、信息控制理论等为基础的一门综合性应用科学【2】。汽车检测对于保证交通安全,加强环境保护,提高运输能力和降低成本都具有重要意义。因此本课题的研究具有现实意义。1.2 小型汽车制动性能检测方法1.2.1 台阶法台试检测汽车的制动性能是在室内制动检测台上进行的。台试法检验制动性能不受外界条件的限制,重复性好,能定量测得各轮的制动全过程有利于分析前后轴制动力的分配及每轴制动力的平衡状态。制动协调时间等参数,给故障诊断提供可靠依据。所以台试法在国内外获得了广泛的应用,但台试法需要大型设备与厂房。目前台试法所采用的检测设备主要有:反力滚筒式制动检测台、惯性式滚筒制动检测台、平板制动检测台全
4、国各检测站应用最多的是反力滚筒式制动检测台【2】。1.2.2 路试法根据GB7258一20045机动车运行安全技术条件6规定,当汽车经台架试验后对其制动性能有质疑时,可由道路实验检验,并以满载路试检验结果为准路试法是检验汽车制动性能唯一真实的检测方法。路试法要求试验路面应为平坦(坡度不超过1%)，干燥和清洁的水泥或沥青路面。轮胎与路面之间的附着系数不小于,风速不大于在试验路面上应画出标准中规定的制动稳定性要求相应宽度试车道的边线。被测车辆沿着试验车道的中线行驶至高于规定的初速度后至变速器于空档。当滑行到规定的初速度时急踩制动踏板,使车辆停住用速度计，第五轮仪或用其他测试方法测量车辆的制动距离,
5、用速度计,制动减速度仪或其他测试方法测量车辆充分发出的平均减速度(MFDD)与制动协调时间【2】。1.3 小型汽车制动性能检测方法原理1.3.1 反力滚筒式制动检测台滚筒反力式制动检验台的检测原理如图1-1所示。将被检汽车的车轮置于两个滚筒上，电动机通过减速器驱动滚筒，从而带动车轮旋转以模拟汽车在路面上行驶，相当于汽车不动，路面以定速移动。踏下制动踏板，车轮制动器产生的制动力矩阻碍滚筒转动，则滚筒对车轮作用制动力，同样车轮对滚筒也产生反作用力。该力与滚筒对车轮的制动力大小相等，方向与滚筒的旋转方向相反。通过浮动的减速器壳体、测力杠杆将车轮对滚筒的反作用力传给力传感器，然后由测量仪表采集力传感器
6、的输出信号，经相关的数据处理，得到制动全过程中滚筒对车轮的制动力的过程变化曲线，从而给出汽车制动系技术状况的评价。当制动力大于车轮与滚筒的附着力时，车轮在滚筒上打滑。若车轮制动力继续增加，测量仪表只能测得滑移时的附着力【1】。滚筒反力式制动检验台以汽车制动力、制动力平衡、制动协调时间、完全释放时间、阻滞力和制动踏板力等为测量参数，其测试条件稳定，重复性好，技术成熟，结构简单，所需驱动功率小，设备制造及试验的成本较低。图1-1 制动力测量原理图1-2为典型的滚筒反力式制动检验台结构简图。滚筒反力式制动检验台具有左、右对称布置的两套独立测试系统，分别用于测试同一车轴上的左、右两车轮。它由框架、驱动
7、装置、滚筒装置、制动力测量装置、轴重测量装置、第三滚筒装置、脚踏开关和测量仪表等组成。图1-2 单轴滚筒反力式制动检验台原理1电动机 2压力传感器 3减速器 4转速传感器 5滚筒 6第三滚筒 7链传动8测量仪表1.3.2 惯性式制动试验台惯性式制动检测台的滚筒相当于一个移动的路面,检测台上各对滚筒分别带有飞轮其惯性质量与受检汽车的惯性质量相当。因此滚筒传动系统具有相当于汽车在道路行驶的惯性,制动时,轮胎对滚筒表面产生阻力,虽然这时驱动滚筒传动系统的动力(如电动机或汽车发动机的动力)已被切断。但由于滚筒传动系统肯定有一定的惯性,因而滚筒表面将相对于车轮移过一定距离【4】。由此可见,在惯性式制动检
8、测台上可以模拟道路制动试验工况。这种检测台的主要检测参数是各轮的制动距离,同时还可测得制动时间或减速度。图1-3为双轴惯性式滚筒制动检测台简图。图 1-3双轴惯性式滚筒制动检测台简图1-飞轮 2-传动器 3、6-变速器 4-测速发电机 5、9-光电传感器 7-可移导轨 8、12-电磁离合器 10-移动架 11-传动轴 13-万向节 14-后滚筒 15-前滚筒 16-举升托板 17-移动架驱动液压缸 18-锁紧液压缸 19-第三滚筒 20-第三滚筒调节器1.3.3 平板式式制动试验台平板式制动检验台是利用汽车在测试平板上紧急制动过程来测定汽车前后轮制动力的，它有单轴式和双轴式两种。图1-4是意大
9、利VAMAG公司的双轴平板式制动检验台的结构简图，它是集制动、称重、侧滑、悬架等四项功能于一体（“四合一”式）的汽车检测设备。该检验台由测试平板、踏板压力计、测量仪表组成。测试平板共6块，其中“制动、轴重、悬架”测试平板共4块，“侧滑”测试平板1块、空板1块。“侧滑”测试平板用于测量汽车侧滑量。踏板压力计的作用同滚筒反力式制动检验台【1】。图 1-4 平板式制动检验台的构成1测量仪表 2侧滑测试平板 3、5制动、轮重及悬架测试平板 4空板4块“制动、轴重、悬架”测试平板的结构完全相同（图1-5），主要由面板、底板、钢珠、压力传感器和拉力传感器组成。被检汽车以510km/h的车速驶上该测试平板时
10、，驾驶员迅速踩下制动踏板，使各车轮分别在每块“制动、轴重、悬架”测试平板上停住。此时测试平板将汽车制动时的前冲惯性力（数值与汽车制动力相等）和测试平板承受荷重变化分别传递给平板下的拉力传感器和压力传感器，即压力传感器和拉力传感器分别用于测量在制动过程中，被检车轮作用于测试平板上的垂直力和水平力。测量仪表通过对垂直力随时间的变化曲线进行处理和分析，除了得到被检车轮的轴重外，还可获知汽车车身的振动情况，从而判断被测车轮悬架的技术状况。而对水平力随时间的变化曲线的处理和分析，可得出各车轮制动力、轴制动力、制动力平衡、全车制动力和协调时间、制动释放时间等测试结果【1】。图 1-5 制动、轴重及悬架测试
11、平板的构成1底板 2钢珠 3压力传感器 4面板 5拉力传感器1.4数据采集方式1.4.1反力滚筒式制动检测台1.4.1.1 制动力测量装置制动力测量装置主要由测力杠杆和力传感器组成。测力杠杆一端与力传感器连接，另一端与减速器壳体连接，被检车轮制动时测力杠杆与减速器壳体将一起绕主动滚筒轴线摆动。传感器将测力杠杆传来的、与制动力成比例的力转变成电信号【1】。传感器有应变测力式、自整角电机式、电位计式、差动变压器式等多种类型。现多采用S型拉压测力传感器。1.4.1.2 轴重测量装置除单独配备轴重仪外，有些复合式滚所以进行制动力测量前 应先测出车重或车轴的载荷 除单独配备轴重仪外 有些复合式滚筒式制动
12、检验台内装有两组轴重测量装置。每组四个称重传感器分别安装在每套制动力承受装置框架的四个支承脚处。称重传感器采用悬臂梁式力传感器【1】。1.4.1.3 脚踏开关脚踏开关采用普通的脚踏开关型传感器。测量时，将脚踏开关放置于制动踏板上。当驾驶员踩下制动踏板时，脚踏开关给出开关量信号。经光电隔离送至测量仪表后，指示开始制动的信号，记录制动的时间【1】。1.4.1.4 转速转速传感器装在第三滚筒的轴端，有磁电式、光电式等类型，它的测量转第三滚筒的一端开有数个小孔，利用这些小孔使转速传感器产生脉冲信号，速范围较低。在第三滚筒的一端开有数个小孔，利用这些小孔使转速传感器产生脉冲信号【1】。由测得的脉冲信号值
13、和第三滚筒直径能准确地算出第三滚筒的转速。车轮到位行程开关输出开关量信号，用它来感知汽车是否驶上制动检验台。图1-6 第三滚筒装置1 滚筒 2、5第三滚筒 3弹簧 4行程开关 6脉冲信号孔 7支臂 8磁电式转速传感器1.4.2平板式制动检测台平板式制动检测平台所采用的传感器与反力滚筒式制动检测台相同此外还增加了侧滑传感器。1.4.2.1侧滑数据采集【3】侧滑数据采用侧滑传感器获得.侧滑传感器多数采用差动变压器式的位移传感器,其结构和工作原理如差动变压器是将测量信号的变化转化成线性互感系数变化的传感器,它的结构如同一个变压器,由初级线圈、次级线圈、铁芯等几部分组成在初级线圈接入电源U后,次级线圈
14、即感应输出电压U,滑动板移到时引起铁芯的移到,从而引起线圈互感系数的变化,此时的输出电压随之作相应的变化。其结构如图1-7所示。图1-7 差动变压器式的位移传感器1.5 数据的采集过程及处理1.5.1 反力滚筒式制动检测台1.5.1.1测量仪表制动检验台的测量仪表有智能仪表和虚拟仪表两种型式，目前后者采用较多。图1-7 测量仪表构成以虚拟仪表为例，它由多功能采集卡、信号调理板、光电隔离板、电机控制柜、算机和打印机等组成，如图5-12所示。多功能采集卡具有A/D、D/A、D/I和D/O接口，分别用于获取模拟输入信号、模拟输出信号、数字输入信号和数字输出信号【1】。1.5.1.2左右轮阻滞力、制动
15、力的数据采集测量左右轮阻滞力、制动力的数据采集过程如下：被检汽车驶上制动检验台后，车轮置于主、从动滚筒之间，压下第三滚筒，装在第三滚筒支架下的行程开关被接通。计算机得到车轮到位信号后，发出D/O控制信号以驱动左右滚筒电动机，经减速器、链传动和主、从动滚筒带动车轮低速旋转。此时开始测取阻滞力（约5s），阻滞力采集完毕后存储数据。然后，计算机发出指示信号，提示驾驶员制动。驾驶员踩下制动踏板后，车轮在车轮制动器的摩擦力矩作用下开始减速旋转，此时电动机驱动的滚筒对车轮轮胎周缘的切线方向作用制动力，用于克服制动器摩擦力矩，维持车轮继续旋转【1】。与此同时，车轮轮胎对滚筒表面切线方向产生一个与制动力等值反
16、向的反作用力。该反作用力使减速器壳体与测力杠杆一起朝滚筒转动相反方向摆动，测力杠杆一端的力经传感器转换成与制动力大小成比例的电信号【5】。从测力传感器送来的电信号经放大滤波后，送往A/D转换器转换成相应数字量，经计算机采集、存储和处理后，检测结果由数码管显示或由打印机打印出来。在制动过程中，当左、右车轮制动力的和大于某一值，或者是脚踏开关发出制动踏板踩下信号，计算机即开始对左、右制动力传感器的信号进行采样，采集过程所经历时间是一定的（如3）。经历了规定的采集时间后，计算机发出指令使电动机停转，以防止轮胎剥伤【2】。在有第三滚筒的制动检验台上，在制动过程中第三滚筒的转速信号由传感器转变成电信号后
17、输入计算机，计算车轮与滚筒之间的滑差率。当滑差率达到一定值（如30%）时，计算机发出指令使电动机停转。检测过程结束，汽车即可驶出制动检验台。采集的制动力数据应进行滤波。由于继电器、接触器及汽车点火系等的脉冲干扰和制动检验台的机械冲击等原因，制动力输入信号中有许多尖脉冲，这将引起制动力曲线的变形。所以除硬件滤波外，还需软件滤波。软件滤波采用中值滤波法和惯性滤波法相结合。首先，计算机每10ms连续采集20个测试数据，然后，进行中值滤波，即去掉5个最大值和5个最小值，对余下的10个测试数据进行算术平均后，作为一个测量点。其次，按上述方法得到下一个测量点，再采用惯性滤波法得到一个新的测量点，保存该数据
18、，作为制动力曲线的一个点。惯性滤波法计算公式如下所示【1】： 式（1-12）按上述的方法获得最大值以后，再延续采样16个测量点并加以平均，将均值作为所求的制动力。 测试完毕后，计算机可通过数据处理，获得同轴左轮制动力、右轮制动力、左轮拖滞力、右轮拖滞力、左右轮制动力平衡、左轮协调时间、右轮协调时间、左轮释放时间和右轮释放时间等检测结果，最后上述结果以及制动力曲线图可通过显示器、打印机和通信接口等显示与输出【1】。总控制流程如图1-8图1-8 控制流程图1.5.2 平板式制动检测台传感器采集到的信号经放大、滤波后,主要有前轴重、后轴重、前左制动力!前右制动力、后左制动力后右制动力、侧滑7路信号,
19、众所周知,只有对这些连续模拟信号进行采样、保持、模/数转换(A/D转换)后,然后才能由计算机进行实时数据处理【3】。由于制动检测台的信号既有传感器送来的经预处理的模拟信号,又有光电开关输入的控制信号,因而数采集电路应集A/D、I/0转换功能于一体平板式制动检测台的数据采集电路是基于上下微机通讯=洲而设计的,它的电路原理框图如图1-9-1所示。图 1-9-1 制动检测台数据采集系统原理框图1.5.2.1 光电开关的布置及车速的检测光电开关的安装位置如图1-9-2所示【3】图 1-9-2 光电开关布置示意图当光电发射开关发射的红外光被汽车车轮挡上时,光电开关信号处断开,右侧形成断路,由于发光管不发
20、光,左侧电路不导通,系统通过接口读取的电平信号为高电平。反之,当光电开关的发射端发出的红外射线能被接收端接收时,光电开关信号处导通,右侧形成通路,发光管发光,左侧电路导通,系统通过接口读取的电平信号为低电平。当采用平板式制动检测台检测汽车制动力时,要求汽车的速度在一之间。在工艺布置时,将一、二号光电开关的之间的距离置为。当被检车辆的车轮挡住一号光电开关时,通过程序取得此时的时间,当汽车行驶到二号光电开关时,记下此时的时间,然后通过公式即可算得汽车的当前速度。1.5.2.2 制动力的数据采集数据采集流程如图1-9-2所示【3】图1-9-2 采样程序框图首先判断车辆是否上板,可根据读取轴重传感器的
21、数值来判断,前后两次读数超过一定数值之后,可以证明车辆是否上下板:根据测试规范规定,要求机动车以每小时5至10公里的速度上板检测,系统中对上板速度的测定是通过记录车辆前轮顺序上后板和上前板的时间来确定机动车上板的速度,计算公式为,为后板的长度与测滑板的长度之和,为车辆上前、后板之间的时间差，系统中静态轴重数据的获得是当机动车的四个车轮都静止在四块板上时,通过读取各轴重传感器数值而获得【3】。上面讨论的是具有四块轴重、制动力检测板的数据采集框图,为两次刹车,第一次为脚刹车制动性能检测,第二次为手刹车检测,检测机动车后轮的制动性能,中间再加上前后轮侧滑性能检测。在实际检车过程中,硬件系统将会受到来
22、自系统内部和系统外部的各种干扰。为此对数据进行中值滤波处理。在实际检车过程中,当计算机接到光电开关的信号后,开始采集制动力、轴重信号,并对采集到的数字信号进行复合数字滤波及存储,为描绘制动力变化曲线做好准备同时程序对制动力曲线的拐点进行判断,最后找到上升、下降两个拐点之间的最大值位置,取其前后共10个数据的平均值作为最大稳定制动力,由它来作为制动性能评价参数,按照国标判断汽车的制动性能【5】。1.5.3 路试法【1】根据路试检测制动性能有关参数，数据的采集主要使用第五轮仪、非接触车速仪和制动减速度仪。通过仪器的示数以及国家的相关规定即可检测出车辆的制动性能是否合格。1.5.3.1 第五轮仪与非
23、接触车速仪 第五轮仪和非接触车速仪是用来在汽车进行路试时测量行程、速度和时间等参数的常规仪器。1.5.3.1 减速仪按照结构型式的不同，制动减速度仪可分为摆锤式和滑块式两种。摆锤式制动减速度仪的原理是在汽车制动时，随着摆锤的摆动而指示不同的减速度值；滑块式减速度仪仅是重块沿一铜管制成的导轨在惯性力作用下移动，按位移不同，指示速度的大小。摆锤式制动减速度仪的测试误差比滑块式制动减速度仪要大两种减速仪的结构如图1-10-1和图1-10-2所示，具体的工作原理仅做了解，不在详述。图1-10-1 摆锤式减速仪的结构示意图1 金属摆 2大齿轮 3小齿轮 4主动指针 5仪表盘图1-10-2 滑块制动减速度
24、仪的结构示意图1 记录指针 2空气阻尼器 3微电动机 4纸带传送机 5滑块 6滑轮 7导轨 8记录纸 9螺旋弹簧第二章机械结构2.1滚筒反力式制动平台主要装置参数选择2.1.1主从动滚筒参数选择由于制动试验台采用滚筒中心距不可调式,因此减小滚筒直径,可使车轮在试验台上的安置角增大,增加试验台的稳定性,提高车轮与滚筒间的附着力,节省驱动电机功率但滚筒直径不能过小,否则车轮的滚动损耗将明显增加,一般为【6】本汽车制动试验台选取的滚筒直径为190mm,滚筒长度为l000mm。汽车制动试验台选取的滚筒转速为65r/min。2.1.2第三滚筒参数第三滚筒在制动过程中不承受载荷,所以对其直径无特别要求，但
25、考虑到第三滚筒的转速直接影响到测试的精度,故第三滚筒的直径最好为主动滚筒的1/3-1/5,这样就使第三滚筒的转速不致过高【6】，本试验台选用的第三滚筒的直径为60mm,长度等于主动滚筒的长度。2.1.3电机的选择为保证制动试验台的驱动滚筒有足够大的功率来驱动,并考虑到使用的经济性,本试验台选择的电动机功率为5.5kw,其满载转速为1440r/min 减速箱的传动比为【6】2.2滚筒反力式制动平台整体结构滚筒反力式制动平台的整体结构如图2-1所示，平台整体由电动机 、压力传感器、速器、滚筒、第三滚筒、传动链，组成。图 2-1 滚筒反力式制动平台整体结构图2.3筒反力式制动平台构件功能介绍 图2-
26、2-1为第三轮、滚筒、电机、链传动的细节展示。图2-2-1 第三轮、滚筒、电机、链条细节展示传动部分由电机、链传动组成。滚筒组相当于一个活动的路面,来承载被检的车辆承受和传递制动力。每套车轮制动力测试单元由左右一对直径相同的主从动滚筒组成。,且保持两滚筒轴线平行。第三滚筒安装在弹簧支撑的浮动臂上,平时保持在最高位置，在检测时,被检车辆的车轮置于主从动滚筒之间,同时压下第三滚筒并与其保持可靠接触，因此第三轮机构可起到举升板的作用。 图2-2-2 为减速器、测力杠杆、压力传感器的细节展示。图2-2-1减速器、测力杠杆、压力传感器细节展示 由测力杠杆、测力传感器、减速器构成测量装置杠杆一端与传感器连
27、接,另一端与减速器壳体连接。动机驱动的滚筒对车轮轮胎周缘的切线方向作用制动力以克服制动器摩擦力矩,维持车轮继续旋转，与此同时车轮轮胎对滚筒表面切线方向附加一个与制动力方向相反的等值反作用力,在该反作用力形成的反作用力矩作用下,减速器壳体与测力杠杆一起向滚筒转动相反方向摆动,测力杠杆一端的力或位移经传感器转换成与制动力大小成比例的电信号，从而完成数据的采集。第三章传感器及数据采集3.1传感器的选择与应用系统所用传感器主要有制动力、称重、车轮转速及车辆到位等传感器。3.1.1汽车轴重、制动力传感器由于制动力检测技术条件要求是以轴制动力占轴荷的百分比来评判的,对总质量不同的汽车来说是比较客观的标准。
28、为此滚筒反力式制动试验台还必须装有轴重测量装置,其称重传感器通常安装在每一车轮测试单元框架的4个支承脚处【2】。本系统选用的轴重传感器为HT-305剪切悬臂梁式测力称重传感器。悬臂梁式传感器为一端固定,一端加载的悬臂梁式结构。具有外形高度低,结构强度高,防尘密封性好,量程范围广,精度高,性能稳定可靠,抗偏、抗侧向能力强,安装使用方便的特点。主要技术参数和结构见表3-1-1 图3-1-1表3-1-1 HT350剪切悬臂梁式测力称重传感器技术参数测量范围输出灵敏度非线性滞后重复性工作温度温度补偿范围零点温度影响输出温度影响激励电压绝缘电阻输入电阻钢制铝制输出电阻零点输出安全过负荷率图3-1-1 H
29、T350剪切悬臂梁式测力称重传感器结构系统选用的测量制动力传感器为MCL-S系列S式拉压力传感器。测量范围宽,抗偏载能力强,高精度,低温漂,尤其适用于一些要求精度高的工业测量系统。因其高度可靠性及密封设计,即使在恶劣环境下,仍能长时间连续工作。主要技术参数及结构见表3-1-2，见图3-1-2所示。表3-1-2 MCL-S系列S式拉压力传感器技术参数测量范围输出灵敏度非线性滞后不重复性工作温度温漂激励电压零点输出过载能力图3-1-2 MCL-S系列S式拉压力传感器结构3.1.2车轮转速传感器本试验台采用磁电式传感器。磁电式传感器是利用电磁感应远离工作的,即当闭合回路中的磁通量发生变化时,回路中就
30、产生感应电动势,其大小与磁通量的变化率有关。具体型号为S8200磁电式传感器,主要技术参数如表3-2-1。其结构如图3-2-1所示表3-2-1 S8200磁电式传感器技术参数输出电压波形渐开线齿轮：近似正弦波孔板：近似方波工作温度测量范围检测距离传感器端面距齿顶螺纹尺寸电线或接头整体电缆或用接头检测齿轮齿数及模数60齿：模数为2输出形式频率图3-2-1 S8200磁电式传感器结构3.1.3车辆到位传感器 在汽车制动试验台检测开始前,制动试验台要首先确定车辆是否到位,本系统选用对射式光电开关来检测车辆的当前位置。对射式光电开关包含了在结构上相互分离且光轴相对放置的发射端和接收端,发射端发出的光线
31、直接进入接收端,当被检测物体经过发射端和接收端之间且阻断光线时,光电开关就产生了开关信号。当检测物体为不透明时,对射式光电开关是最可靠的检测装置【2】 。 制动试验台采用两对对射式光电开关的布置形式。当车辆驶入制动试验台时,只有当车轮把两对光电开关的光线都挡住时,系统才确定车辆已到位,只挡住其中一个光电开光的光线或都没被挡住时,则认为没有到位,检测程序将不继续执行下去车辆到位及未到位示意图如图3-3-1所示图3-3-1车辆到位及车辆未到位示意图针对本系统的特点，即车辆在到位时速度较为缓慢，且位置误差要求不高，本系统使用OMDHONE3F-5DN1-5L对射式光电开关。其主要技术参数见表3-3-
32、2，其结构外形见图3-3-2表3-3-2 E3F-5DN1-5L对射式光电开关技术参数工作电压外形尺寸直径18输出类型外接引线1.2检测物体不透明物体输出电流300输出形式三线制常开图3-3-2 E3F-5DN1-5L对射式光电开关技术结构3.2 A/D转换设备3.2.1 A/D转换接口板设计模拟信号经过隔离放大后要进行A/D转换变成数字量,计算机才能处理，ADC的最主要性能指标就是分辨率和转换时间,这取决于测试设备的精度要求和信号变化速率，根据5滚筒反力式制动试验台检定技术条件6规定,制动力零点示值允许误差为25N。本系统中试验台单边量程为32500N,则要求分辨率:1/21 1 25/32
33、500 1/210,选取 12位ADC可满足要求另一个需要考虑的就是转换时间,制动力增长时间一般只有0.2-0.6s,要求转换时间不得大于0.5ms根据上述分析,本系统中的A/D转换采用AD1674芯片。【6】本系统中AD1674与的AT89C52接口电路如图3-4-1所示.图中12/8端接地,AD1674按8位并行输出采集数据,CE、CS、 R /C、 端接到地址锁存器的输出端,为AD启动和读数据编址,转换结束信号按查询方式确定其是否转换结束。图3-4-1 A/D转换接口板板电路图3.3 数据采集系统本系统将各个传感器的新采集到信息进行汇总，则可得到卡丁车的制动性能的信息，数据采集系统的总控
34、流程图如图3-5图3-5 数据采集系统的总控流程图被检汽车驶上制动检验台后，车轮置于主、从动滚筒之间，压下第三滚筒，此时若车辆正常到位则对射式光电开关发出到位型号。之后电机驱动车辆进入检测状态。车辆的轴重信息由轴重传感器测得经过传输调整放大滤波及A/D转换后传输到PC。当驾驶员踩下刹车时，S型压力传感器可将制动力信息通过与轴重相同的步骤传至PC。经过相应软件的计算可得出卡丁车的制动性能。 第四章软件设计4.1上位软件的设计上位机软件主要功能为数据评判和检测报告单打印、查询统计以及国家评判标准设定等。国家评判标准设定模块可录入、显示、修改国家规定的每一个检测项目的上、下限数据计量单位。用户还可根
35、据各地区规定标准对合格的上、下限数据和计量单位重新设定。统计模块按年、月、日统计检测车辆的次数、类型、合格率和单位检测合格率等。查询模块向用户提供在线查询、历史查询、模糊查询和历史记录浏览等多种灵活的查询方法,用户根据检测日期、车牌号和发动机号等查询检测记录单,并可打印查询记录的检测报告单【2】。数据评判和检测报告单打印模块提供了自动评判检测结果是否合格,并自动打印检测报告单。4.2 上位数据库的设计根据制动试验台对数据的需求,设计数据库的功能，数据表格如表4-1、4-2。图4-1 车辆数据表图4-2 制动参数表4.3 下位软件设计下位机软件的作用是控制车辆检测的全过程,并进行采样和处理数据。
36、首先要将车辆的轴重、左制动、右制动的变化曲线求出,获得采样数组后,为了避免电信号的不规则性还要经过软件滤波。通过对数据的处理求得国标所涉及的参数轴重、左制动、右制动、左拖滞力、右拖滞力、左协调时间、右协调时间、左恢复力、右恢复力、左释放时间,右释放时间,轴制动效果等【2】。下位机程序主要功能分为键盘处理模块、A/D转换及数据处理模块、灯箱显示模块、通信模块等。其程序设计图如图4-3所示。图4-3 软件程序框图下面以平板式制动检测平台程序为例做详细说明。滚筒反力式制动检测平台包含5个模块风别为【3】；1） 报检登记模块该模块负责用户车辆信息的登记工作并将信息存入数据库的车表中,表中包括被检车辆的
37、车牌号、车型、车况、轴制等目然状况,还有车主!检验日期!制动类型!制动检测项目。2） 系统标定模块标定的目的是为了检测结果精确和符合使用者的单位习惯。3） 数据库管理模块本模块完成已检车的档案管理,主要功能包括:修改、删除、插入检测结果,这一功能设置了密码,只对知道密码的操作人员有效;可以按被检车辆的自然状况检测日期、检测类型等分别或交叉组合来检索查询车辆档案,查询结果可在计算机屏幕上浏览，可对上述各项的交叉组合统计各项性能指标的合格率,统计结果可存档以便查询，可打印单车检测结果报告单,亦可打印按各种交叉组合进行统计、查询的档案中的记录结果。4） 国际模块设定此模块中以当前国标为默认值,也允许
38、根据外部条件的变化来适当地降低或提高检测标准。5） 操作说明模块此模块主要介绍本软件系统的功能及使用方法!注意事项等。为提高整个软件系统的可靠性,信号处理中进行了软件滤波,尽量减少各种干扰带来的误差。4.4 主控程序设计主控程序是控制整个系统运行的主程序,包括操作界面设计、数据分析与处理、数据库管理与维护!结果显示!打印输出等几个模块、主控软件是利用VB编程语言编写的,VB语言编程简单、快捷,编写通讯接口程序方便,对数据库操作也很灵活【3】。附录参考文献【1】 周建鹏，王虎，严云兵. 现代汽车性能检测技术【M】.上海科学技术出版社，2007:178-202.【2】 张天罡. 滚筒反力式汽车制动试验台检测系统的研究【D】.吉林大学机械学院.2006：53-62.【3】 王悦新. 平板式汽车制动检测台的研制.哈尔滨工程大学机械学院【D】.2006：32-60【4】 白玉. 汽车制动检测试验台原理及试验分析. 常州工学院学报【J】：4卷.2012年，第四期.【5】 王进. 汽车制动性能检测方法对比分析.科学之友【J】.2012年【6】 张金柱. 汽车制动试验台关键技术研究. 黑龙江工程学院【D】.2003：35-60
