王文平

摘 要：當(dāng)前進(jìn)行汽車(chē)的安全性能檢測(cè)，采用動(dòng)態(tài)測(cè)試方法得到的結(jié)果精確盈較高。例如針對(duì)汽車(chē)軸重進(jìn)行測(cè)試就是一項(xiàng)重要的檢測(cè)項(xiàng)目，依據(jù)機(jī)動(dòng)車(chē)運(yùn)行安全技術(shù)條件相關(guān)規(guī)定，對(duì)于汽車(chē)軸重進(jìn)行測(cè)試，要保證測(cè)試準(zhǔn)確性。通過(guò)汽車(chē)制動(dòng)力檢測(cè)，汽車(chē)阻滯力檢測(cè)等相關(guān)的檢測(cè)，對(duì)汽車(chē)軸重測(cè)試中汽車(chē)發(fā)揮的綜合性能以及軸重測(cè)試精度予以保障，成為當(dāng)前研發(fā)人員和科技人員關(guān)注的課題，在汽車(chē)檢測(cè)線(xiàn)進(jìn)行軸重信號(hào)檢測(cè)技術(shù)，應(yīng)用中不斷提升管控措施，強(qiáng)化汽車(chē)檢測(cè)效率，為汽車(chē)現(xiàn)代化檢測(cè)提供了技術(shù)支持。

關(guān)鍵詞：汽車(chē)檢測(cè);軸重信號(hào);動(dòng)態(tài)檢測(cè)

中圖分類(lèi)號(hào)：U467 ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B ?文章編號(hào)：1671-7988（2020）20-129-03

Absrtact： At present， the comprehensive performance of automobiles is tested， and the results obtained by dynamic testing method are accurate and high. For example， testing axle load is an important test item. According to the relevant regulations of motor vehicle operation safety technology， this week's test will be focused on the motor vehicle to ensure the accuracy of the test. Through relevant tests such as automobile braking force test and automobile organization force test， the comprehensive performance of the automobile and the axle load test precision in the automobile axle load measurement are guaranteed， which has become a topic of concern to current research and development personnel and scientific and technical personnel. Which axle load signal detection technology is used in the automobile detection line， the control measures are continuously improved in the application， the automobile detection efficiency is strengthened， and technical support is provided for the automobile modernization detection.

Keywords： Automobile inspection; Axle weight signal; Dynamic detection

CLC NO.： U467 ?Document Code： B ?Article ID： 1671-7988（2020）20-129-03

前言

在汽車(chē)檢測(cè)線(xiàn)上進(jìn)行檢測(cè)，目前采用低速動(dòng)態(tài)測(cè)試軸重的檢測(cè)方法，能夠降低軸重測(cè)試重復(fù)性，提升著重測(cè)試的精度。動(dòng)態(tài)測(cè)試方法進(jìn)行使用，通過(guò)研發(fā)人員和技術(shù)人員的努力，不斷加大研究力度，強(qiáng)化計(jì)算機(jī)檢測(cè)信號(hào)分析和處理能力。

1 軸重硬件結(jié)構(gòu)和工作原理分析

（1）機(jī)械臺(tái)架汽車(chē)軸重檢驗(yàn)臺(tái)為例，在進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，該檢驗(yàn)臺(tái)主要特點(diǎn)是適用于各種車(chē)型測(cè)試，其采用微機(jī)測(cè)控系統(tǒng)，由信號(hào)調(diào)理電路、壓力傳感器、數(shù)據(jù)采集電路，A/D轉(zhuǎn)換技術(shù)組成，從檢測(cè)臺(tái)上進(jìn)行傳感器的運(yùn)行，按照物理量正比例關(guān)系，運(yùn)用上位機(jī)正比例關(guān)系，轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)，經(jīng)過(guò)放大濾波處理和信號(hào)調(diào)理之后，由A/D進(jìn)行數(shù)字信號(hào)的轉(zhuǎn)換，計(jì)算機(jī)將采集到的信號(hào)進(jìn)行計(jì)算分析，獲得軸重變化曲線(xiàn)，從曲線(xiàn)中論證檢驗(yàn)結(jié)果的正確性，檢驗(yàn)結(jié)果有LED燈陣，通過(guò)串口和網(wǎng)絡(luò)傳送達(dá)到上位計(jì)算機(jī)對(duì)計(jì)算機(jī)操作進(jìn)行引導(dǎo)，由計(jì)算機(jī)控制LED燈陣，將相關(guān)信息予以實(shí)現(xiàn)，完成整個(gè)檢驗(yàn)過(guò)程。汽車(chē)檢測(cè)線(xiàn)軸重信號(hào)動(dòng)態(tài)測(cè)試、技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行合理的檢測(cè)，對(duì)汽車(chē)軸重進(jìn)行測(cè)試，運(yùn)用微型計(jì)算機(jī)傳感器等在檢測(cè)臺(tái)上完成軸重物理量正比例關(guān)系的檢測(cè)，采用動(dòng)態(tài)檢測(cè)方法，最終顯示軸重變化曲線(xiàn)，這是近年來(lái)從事汽車(chē)檢測(cè)技術(shù)中較為先進(jìn)的技術(shù)應(yīng)用之一，能夠進(jìn)一步提升檢測(cè)效率，保證動(dòng)態(tài)條件下軸重測(cè)試的精確性。

（2）每個(gè)軸重臺(tái)進(jìn)行檢測(cè)，進(jìn)行檢測(cè)方法眾多，采用動(dòng)態(tài)檢測(cè)的方法，能夠?qū)ν庑谓Y(jié)構(gòu)和彎曲梁形體進(jìn)行迅速的數(shù)值獲取，例如運(yùn)用聯(lián)結(jié)法將汽車(chē)軸重的結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢測(cè)，汽車(chē)軸重檢測(cè)過(guò)程如下，當(dāng)汽車(chē)進(jìn)入檢測(cè)臺(tái)，輸入光電開(kāi)關(guān)收到信號(hào)的管理開(kāi)關(guān)，將電路進(jìn)行定型輸入到達(dá)接口芯片，微型計(jì)算機(jī)通過(guò)總線(xiàn)接口進(jìn)行軸重信號(hào)的采集，由左右軸動(dòng)態(tài)傳感器、放大器多路開(kāi)關(guān)等的運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸，最終達(dá)到微型傳感器的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算。信號(hào)進(jìn)行光電輸入總線(xiàn)接口，電路送至微型計(jì)算機(jī)之后，對(duì)信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，得到汽車(chē)重量等相關(guān)數(shù)值。在進(jìn)行軸重?cái)?shù)據(jù)處理中，可以采取數(shù)字濾波的方式，通過(guò)計(jì)算機(jī)程序?qū)崿F(xiàn)平均值濾波，防脈沖干擾，連續(xù)進(jìn)行多次豎直采樣，去掉最小值和最小值，獲得數(shù)據(jù)平均值。零位補(bǔ)償方法對(duì)于時(shí)間漂移和溫度漂移的影響予以去除，側(cè)重于檢測(cè)精度。如0輸入信號(hào)輸出不為0，一般是輸出值發(fā)生了漂移，零位補(bǔ)償就可以將漂移值進(jìn)行存儲(chǔ)，對(duì)于每次數(shù)據(jù)進(jìn)行刪減，軸重信號(hào)處理，可以對(duì)輸出層輸出和輸入的線(xiàn)性關(guān)系進(jìn)行論證，得出每個(gè)量程，采用線(xiàn)性差值法。經(jīng)過(guò)公式計(jì)算之后，獲得軸重內(nèi)部電壓數(shù)值，精度能夠達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求。在汽車(chē)行駛的前方放置軸重臺(tái)，左右各一在軸重臺(tái)兩側(cè)安裝紅外光電開(kāi)關(guān)，每個(gè)四角處安裝軸荷傳感器，紅外光電開(kāi)關(guān)由收發(fā)兩個(gè)組成一組，有物體阻擋開(kāi)關(guān)則輸出高電平，無(wú)物體阻擋則輸出低電平。放大器采用拆分進(jìn)行電路放大，軸重信號(hào)數(shù)據(jù)采集由多功能卡完成。

（3）對(duì)于技術(shù)應(yīng)用中選用的傳感器類(lèi)型，在測(cè)量原理分析的基礎(chǔ)上，目前運(yùn)用動(dòng)態(tài)軸重測(cè)試技術(shù)參數(shù)，包括非線(xiàn)性誤差，滯后誤差，著重測(cè)量硬件結(jié)構(gòu)，輸入電阻等。由于傳感器輸出信號(hào)，使用常規(guī)的處理方法無(wú)法進(jìn)行遠(yuǎn)距離調(diào)理，因此在進(jìn)行傳感器運(yùn)行過(guò)程中，對(duì)于傳感器信號(hào)的調(diào)理，目前采用濾波和抗干擾處理，使之達(dá)到計(jì)算精確、重復(fù)性得到控制的效果[1]。

2 汽車(chē)檢測(cè)線(xiàn)動(dòng)態(tài)軸重信號(hào)檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用

例如在進(jìn)行車(chē)輛行駛速度進(jìn)的測(cè)量中，測(cè)量精度會(huì)出現(xiàn)較大偏差、重復(fù)性的問(wèn)題[2]。

（1）弱信號(hào)調(diào)理，一般輸出信號(hào)為0～15mv系統(tǒng)中，由于信號(hào)較弱，采用常規(guī)的處理方法，達(dá)不到計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集的要求，因此采用濾波放大等方法對(duì)弱信號(hào)進(jìn)行調(diào)理，大增益帶寬達(dá)到25mHz，共模抑制比cmr2=120db，適用于平衡橋式傳感器應(yīng)用場(chǎng)合，進(jìn)一步增大電路的抗干擾能力。經(jīng)過(guò)特殊處理之后，轉(zhuǎn)感器信號(hào)的各種漂移被抑制，整個(gè)信號(hào)調(diào)制精度得到提高。

（2） A/D轉(zhuǎn)換與數(shù)據(jù)采集輸入通道增益編程在金融機(jī)上運(yùn)行，運(yùn)用多功能das卡進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集設(shè)計(jì)和魔術(shù)轉(zhuǎn)換，通常設(shè)計(jì)自動(dòng)通道增益掃描電路，進(jìn)行電路的控制，在多路開(kāi)關(guān)切換后代替軟件控制，實(shí)現(xiàn)每個(gè)通道的增益掃描，這種方法能夠?qū)崿F(xiàn)在不同增益條件下，每個(gè)通道都能使用dma數(shù)據(jù)完成通道采樣[3]。例如設(shè)計(jì)數(shù)字量輸入和數(shù)字量輸出端口，系統(tǒng)中采樣通道，可以進(jìn)行多路開(kāi)關(guān)切換由數(shù)據(jù)采集板進(jìn)行電壓信號(hào)的調(diào)整之后能夠得到控制，平均誤差控制在3%到15%不等，運(yùn)用精密儀表放大器得到極低的非線(xiàn)性，大增益帶寬達(dá)到25 db GM Hz，適用于平衡橋式傳感器應(yīng)用場(chǎng)合，通過(guò)稱(chēng)重臺(tái)的傳感器輸出電壓信號(hào)數(shù)值進(jìn)行轉(zhuǎn)換，在數(shù)字鏈上加以換算，減少傳感器信號(hào)漂移，進(jìn)一步增大電路抗干擾能力，實(shí)現(xiàn)信號(hào)調(diào)整精度，提高特殊處理應(yīng)用能力[4]。

（3）在電路印制板設(shè)計(jì)和布線(xiàn)工藝上，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)模擬量輸入通道增益，通過(guò)稱(chēng)重臺(tái)傳感器輸出電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換時(shí)間為25S，電路能夠替代軟件控制，實(shí)現(xiàn)采購(gòu)開(kāi)關(guān)的切換，每個(gè)同樣期間增加不同的增益，實(shí)現(xiàn)對(duì)每個(gè)通道的數(shù)據(jù)傳輸。信號(hào)分析與處理上，在靜態(tài)和動(dòng)態(tài)車(chē)輛傳感器輸出技術(shù)的對(duì)比上，對(duì)電壓信號(hào)獲取后截取信號(hào)，經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單處理，變換為軸重信號(hào)，可以看到低速情況下不同頻率數(shù)值以及不同頻率下的動(dòng)載頻率數(shù)值，顯示軸重信號(hào)在檢測(cè)中重復(fù)率加以降低的效果較好[5]。

與靜態(tài)的軸重相比，動(dòng)態(tài)車(chē)輪動(dòng)載周期干擾個(gè)數(shù)小于3，對(duì)抗干擾抑制且能夠得到控制軸重信號(hào)的好效果，例如觀察曲線(xiàn)圖的三次峰值，可以通過(guò)曲線(xiàn)圖看到對(duì)比之后的結(jié)果，動(dòng)態(tài)軸重測(cè)試峰值明顯比靜態(tài)軸重測(cè)試峰值小。

3 汽車(chē)檢測(cè)線(xiàn)軸重動(dòng)態(tài)檢測(cè)失真影響因素分析

利用優(yōu)化理論和稱(chēng)重原理分析軸重檢測(cè)失真的影響因素，要測(cè)得真實(shí)的軸重?cái)?shù)據(jù)，需要滿(mǎn)足一下條件：保持汽車(chē)所出的地面和軸重檢測(cè)臺(tái)處在一個(gè)水平面上，空氣動(dòng)力阻力在稱(chēng)重過(guò)程中變化不大，汽車(chē)平穩(wěn)行駛，沒(méi)有明顯的速度變化。

進(jìn)行軸重檢測(cè)針對(duì)小型車(chē)、中型車(chē)等，會(huì)對(duì)數(shù)據(jù)產(chǎn)生一定的系統(tǒng)誤差出現(xiàn)，實(shí)際檢測(cè)中制動(dòng)符合檢測(cè)會(huì)導(dǎo)致傳感器磨損嚴(yán)重，對(duì)軸重?cái)?shù)據(jù)獲取精準(zhǔn)度產(chǎn)生應(yīng)i想。具體表現(xiàn)為汽車(chē)經(jīng)過(guò)檢測(cè)臺(tái)的時(shí)候，限位螺絲與基坑壁產(chǎn)生摩擦力，導(dǎo)致軸重?cái)?shù)據(jù)出現(xiàn)2%左右的偏差。采用橡膠底座也會(huì)加劇臺(tái)體上下振動(dòng)，產(chǎn)生對(duì)軸重?cái)?shù)值的影響。

4 結(jié)束語(yǔ)

傳感技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)結(jié)合，成為信息技術(shù)的重要組合技術(shù)，在眾多領(lǐng)域發(fā)揮技術(shù)優(yōu)勢(shì)，作為當(dāng)今世界發(fā)展最為迅速的高新技術(shù)之一，傳感系統(tǒng)具有微型化、集成化和智能化的特征。汽車(chē)檢測(cè)領(lǐng)域應(yīng)對(duì)傳感技術(shù)的研究熱點(diǎn)，利用傳感器上述優(yōu)勢(shì)，又加入了配套接口電路的集成化和智能化功能，實(shí)現(xiàn)傳感器與讀出電路的系統(tǒng)集成[6]。實(shí)施動(dòng)態(tài)檢測(cè)技術(shù)，是傳感器在汽車(chē)檢測(cè)線(xiàn)的運(yùn)行中，對(duì)于軸重信號(hào)進(jìn)行動(dòng)態(tài)測(cè)試和分析方法應(yīng)用，采用動(dòng)態(tài)分析檢測(cè)的方法目前在諸多檢測(cè)上使用后得到驗(yàn)證，采用該方法性能可靠穩(wěn)定，測(cè)試重復(fù)率低，精度提高，能夠滿(mǎn)足汽車(chē)檢測(cè)需求。采用動(dòng)態(tài)檢測(cè)器通過(guò)計(jì)算機(jī)程序使用c語(yǔ)言編程，目前在使用上效果較為滿(mǎn)意。

參考文獻(xiàn)

[1] 孫政偉，馬良旭，郭志軍，等.磁流變液制動(dòng)器試驗(yàn)研究[R]，2013.

[2] 任凡，譚國(guó)真，王新紅，等.“車(chē)聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)研究”研究報(bào)告（2013年）[R].重慶，2013.

[3] 鄒博文，劉俊剛，陳春雨.下一代天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)鍵技術(shù)與產(chǎn)品開(kāi)發(fā)2013年度執(zhí)行情況報(bào)告[R].重慶，2013.

[4] 楊海鋼，吳其松，尹韜.微納傳感器電容信號(hào)檢測(cè)集成技術(shù)基礎(chǔ)研究[R].北京，2013.

[5] 孫澤昌，魏學(xué)哲，戴海峰.動(dòng)力蓄電池管理系統(tǒng)SOC估算方法研究報(bào)告[R].上海，2013.

[6] 溫旭輝，張琴.交流驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)研發(fā)[R].北京，2013.

[7] 鄭瑞鋒.GNSS全系統(tǒng)導(dǎo)航測(cè)試分儀開(kāi)發(fā)研究報(bào)告[R].北京，2013.