Диссертация (1173097), страница 18
Текст из файла (страница 18)
При вращении139вала датчика фотоэлементы генерируют импульсы (тысяча импульсов на оборот).Сигнал одного фотоэлемента запаздывает по отношению к другому на четвертьпериода. Сигналы с фотоэлементов усиливаются электронным усилителем –формирователем выходного сигнала, установленным внутри корпуса датчика.Выходные сигналы датчика угловой скорости колеса представляют собойимпульсы напряжения прямоугольной формы Ua1, Ua2 (Ua2 запаздывает поотношению к Ua1 при вращении вала датчика по часовой стрелке глядя с концавала; это позволяет определить направление вращения вала датчика). Такжевыдаются инвертированные сигналы Ùa1, Ùa2.
Кроме того, один раз за одиноборот вала датчика частоты вращения колеса, усилитель (формировательвыходного сигнала) формирует контрольный прямоугольный импульс Ua 0,ширина которого соответствует 90˚ угла поворота вала датчика, и егоинвертированный импульс Ùa0.Сигналу высокого уровня соответствует напряжение более 2,4 В (UHIGH>2,40 В) при токе нагрузки менее 10 мА (IHIGH< 10 мА). Сигналу низкого уровнясоответствует напряжение менее 0,45 В (ULOW< 0,45 В) при токе нагрузки менее40 мА (ILOW< 40 мА).Датчик «Tri-Axial Navigational Sensor» (рис.
А.8) устанавливался в боксемежду передними сиденьями.Основные характеристики датчика ускорений и угловых скоростей«Tri-Axial Navigational Sensor»:Диапазон измерения ускорений:Диапазон измерения угловых скоростей:± 3g;±150 град/с;Частота измерения ускорений:10 Гц;Частота измерения угловых скоростей:25 Гц;Относительная погрешность измеренийускорений:Относительная погрешность измеренийугловых скоростей:± 1%;± 10%;140Нелинейность сигнала:± 1%;Температурный предел измерений:Напряжение питания:-40ºС…+85ºС;постоянный ток 12В ±5В,60мА ±10мА;Вес:230±25 г.Рис.
А.8. Датчик ускорений и угловых скоростей TANS.Для определения географических координат автомобиля использовались 2антенны GPS/ГЛОНАСС, установленные на крыше автомобиля (рис. А.9).Сигналы от обеих антенн регистрировались мобильной системой сбора иобработки данных IMCCS 1016 FAMOSONLINE (рис. А.10). Антенна «Б»подключена напрямую в соответствующее гнездо «ANT» системы IMC, а антенна«А» подключалась к регистратору данных CDS-GPS CLOGMA (рис. А.10), гдесигнал обрабатывался, преобразовывался в цифровой и по шине CAN поступал всоответствующий разъем «CAN 2» на корпусе системы сбора и обработки данныхIMC.АБРис. А.9.
GPS датчики и их установка:А – GPSдатчик 100 Гц; Б – GPSдатчик IMC5 Гц141Основные характеристики регистратора данных CDS-GPS CLOGMA:Вес модуля сбора данных:Частота дискретизации GPS-до 1 кГц100 Гцсигнала:Измеряемый диапазон0,1…1600 км/чскоростей:Разрешающая способность:Погрешность измерений:Интерфейсы подключения:0,036 км/ч0,1 км/чCAN, USB, Ethernet/LAN, CF-Slot(8 Гб CF-Card);Напряжение питания:Потребляемая мощность:Удароустойчивость:Виброзащищенность:Температурный предел10…28 В;менее 15 Вт;±50g на протяжении 6 мс;10g при 10…150 Гц;20ºС…+50ºС;измерений:Класс защиты регистратораIP67;данных:Габариты модуля сбора данных:Вес модуля сбора данных:195х126х95 мм;1200 г.142Рис.
А.10. Регистратор данных CDS-GPS CLOGMAРулевое колесо MSW и его измерительный модуль устанавливаются наштатное рулевое колесо автомобиля посредством адаптера с воротниковымизажимами (рис.А.11, поз. Б). Измерительный модуль состоит из ротора, статора иоборудован тензометрическими датчиками для определения усилия воздействияна рулевое колесо, а так же импульсным датчиком для определения угла поворотарулевого колеса. Ротор может свободно вращаться относительно статора исоединѐнс рулевымнеподвижностиколесом MSW. Корпус статора для обеспечениясоединяетсярастяжкойсвакуумнымкронштейном,закрепляемым на лобовом стекле автомобиля.
Таким образом, вращение рулевогоколеса MSW происходит совместно с вращением рулевого колеса автомобиля исоответствует вращению ротора измерительного модуля относительно статора.Это позволяет определить угол поворота рулевого колеса и усилие (моментом) нарулевом колесе. Угловая скорость поворота рулевого колеса рассчитываетсядифференцированием сигнала угла поворота по времени.Информация с модуля MSW преобразовывалась в цифровой сигнал и посредствам шины CAN передавалась регистратору данных CDS-GPS CLOGMA(рис.А.10), откуда он вместе с цифровым сигналом антенны «А» передавался насоответствующий разъем «CAN 2» на корпусе системы сбора и обработки данныхIMC.143АБРис.
А.11. Измерительное рулевое колесо MSW/S Measurement Steering Wheel:A – процессорный модуль; Б – измерительный модуль и рулевое колесо MSWТехнические характеристики измерительного рулевого колеса MSWMeasurement Steering Wheel:Диапазон рабочих температур:Напряжение питания измерительного модуля:Потребляемый ток:Соединительный разъем:-20°C ... +80° C;10...36В;~ 380 мA;14-контактныйштепсель Lemosa;Вес датчика (со стандартным фланцем рулевогоколеса, без рулевого колеса и адаптера рулевойколонки), (не более):3,6 кг;Вес стандартного рулевого колеса:1,4 кг;Момент инерции:60 кг•см2;Диапазон измерения момента на рулевом колесе:±250 Нм;Погрешность:±0,2%;Диапазон измерения угла поворота рулевогоколеса:±1250 градусов;144Точность измерения угла поворота рулевогоколеса:0,1 градуса;Максимальная угловая скорость вращения:1000 градусов/с.Максимальная угловая скорость вращения:1000 градусов/с.Для измерения усилия воздействия на орган управления рабочей тормознойсистемой в процессе торможения, использовался датчик CPFTA (рис.
А.12). Егоустановка необходима для взаимосвязи между усилием нажатия на педальтормоза и замедлением автомобиля. Датчик был закреплен на тормозной педали спомощью специального зажима и соединен кабелем с системой IMC, котораятранслировала показания датчика в режиме реального времени на мониторекомпьютера типа «ноутбук» с использованием программного обеспечения IMCDEVICES 2.7 R3.Рис. А.12. Датчик усилия воздействия на орган управления рабочей тормознойсистемойс блоком питания и индикации.Технические характеристики датчика CPFTA [27]:Размеры датчика:Относительная точность измерений:Напряжение питания:50×65×35 мм;80×160×65 мм;(12±5) В;Рабочий диапазон температур:от -20…+80°С;Диапазон измерений:от 0 до 1500 Н;Размеры блока питания и индикации:3 %.145Компактная мобильная система сбора и обработки данных IMC CS 1016FAMOS ONLINE (рис.
А.13) [59] служит для записи регистрируемых параметрови их предварительной обработки. Основной модуль располагался на заднемсидении и закреплѐн от перемещений в пространстве с помощью ремнейбезопасности автомобиля. Для удобства установки модуль IMC соединѐн смодулем сбора данных CDS-GPS CLOGMA и с процессорным модулем рулевогоколеса MSW/S. Управление и отображение данных производится при помощипортативного компьютера типа «ноутбук» с установленным программнымпакетом DEVICES 2.7 R3, разработанным компанией IMC, Германия.
Так же впакете программного обеспечения имеется программный комплекс обработки вреальном времени IMC STUDIO, который обеспечивает не только визуализациюснимаемых параметров, но и мгновенную их обработку.Обработка записанных результатов измерений производилась посредствомпрограммного комплекса IMC FAMOS Signal analysis software.
Эта программаобрабатывает данные различных форматов, генерирует отчеты, а такжеэкспортирует данные в другие форматы для последующей обработки с помощьюмодулей: Report Generator, Waveform Editor, Sequence Editor, Curve Window,FAMOS Math, Functions, Data-Browser, Data Export.Система IMC CS 1016 FAMOS ONLINE имеет 16 аналоговых, 8 цифровых,4 инкрементных входов, 4 аналоговых, 8 цифровых выходов, слот для картыпамяти, а также внутреннюю память. Для синхронизации результатов измеренийв реальном времени система имеет встроенный GPS – приемник.Система CS 1016 FAMOS ONLINE осуществляет обработку данных врежиме реального времени.146Рис.
А.13. Компактная мобильная система сбора и обработки данных IMC CS1016 FAMOS ONLINE и еѐ установка на автомобиле [59]Технические характеристики универсальной измерительной системы IMCCS-1016 [59]:Напряжение питания:Вес:Габаритные размеры:10…36 В;-10°С…+55°С;95×111×185 мм;Температурный диапазон:2 кг.В систему IMC поступают и регистрируются следующие сигналы: от датчика угловой скорости колеса энкодерный сигнал на разъѐм «ENC1..4»; от датчика «TANS» 6 аналоговых сигналов через переходник на разъемы«DAC 9..12» и «DAC 13..16»; от процессоров MSW и CDS-GPS цифровой сигнал на разъем «CAN 2»; от антенны GPS GARMIN«Б» на разъем «GPS»; от датчика усилия нажатия на педаль тормоза аналоговый сигнал наразъем «DAC 1..4»; от шины СAN автомобиля на разъем «CAN 1» системы IMC.147В настройках системы IMC была установлена частота опроса датчиков в100 Гц (Sampling = 10 ms).Дляобеспечениястабилизацииинеобходимогозащитыотскачковнапряжениянапряженияэлектропитания,использовалсяегоблокраспределения питания Small 12V Power Distributor Box (рис.
А.14) [62]. Онрасположен в районе заднего пассажирского сидения и подключѐн к клеммамаккумуляторной батареи автомобиля кабелем длиной 5 метров с контактнымизажимами.Блок распределения питания имеет две электрические цепи, защищѐнныеплавкими предохранителями на 8 А. Каждая электрическая цепь имеет двеавтомобильные розетки и две пары гнѐзд штекерного типа для подключенияпотребителей. Одна из этих цепей имеет выключатель для автономногоотключенияэлектропитания.Обеэлектрическиецепизащищеныотнеправильного подключения к бортовой сети автомобиля.Технические характеристики блока распределения питания Small 12V PowerDistributor Box [62]:Размеры:Масса:Рабочий диапазон температур:Максимальный ток:Выходное напряжение:200×70×120 мм;1,35 кг;10…14,5 в;16 А;-25…+50°С.Рис.
А.14. Блок распределения питания Small 12V Power Distributor Box [62].148Дляпоследующейобработкиданныхиграфическогопостроениязависимостей использовался программный комплекс IMC FAMOS Enterprise [61].Длявизуализации записанного трека (траектории) объекта испытанийиспользовался программа GARMIN Base Camp 4.6.2.Преобразование информации о траектории заезда в формат .gpx, пригодныйдля визуализации в навигационных программах, например в программе GARMINBaseCamp 4.6.2, производилось с помощью конвертера данных: [save_to_gpx.seq],созданногоАлександромВладиславовичемЖелиговским(КомпанияСенсорика-М).Дляизмерениятемпературыокружающеговоздуха,покрытияиспытательного участка перед испытаниями (рис. А.15) использовался термометрконтактный ТК-5.04.Технические характеристики термометра ТК-5.04:Диапазон измеряемых температур:Относительная погрешность:Цена единицы младшего разряда:Количество типов сменных зондов:-100...+1800°С;±1 +ед.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
