专利名称：踏板力测试仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种汽车制动系统质量评定的测试仪器，适用于汽车制动系统台架、道路试验中对制动踏板的踏力值进行测量，也可用于其它机械的踏板力测量。
目前，世界各大汽车生产国，如美国、日本、西德、苏联等，从汽车驾驶的安全、可靠性和驾驶的舒适性等方面考虑，均把汽车踏板的踏力指标，列为汽车质量考核的重要项目。并已研制、生产出各种类型的踏板力测试仪器。我国有关政府部门于1985～1987年颁布的客车轿车、越野车和载货汽车的质量评定办法中也把踏板力的指标列入重要评定项目之一的汽车制动性能检测的重要指标。它是进行汽车制动系统质量评定的前提。但在此之前，我国还没有一台自行设计、制造的踏板力测试仪服务于社会，而进口此类仪器则需大量的外汇。因此，现在我国各汽车质量监测部门和生产厂，除少数一两个单位具有进口仪器外，大部分不具备此种测量手段，只是凭人的感觉或借助一些简易装置，做一些参考性测量，无法获得这方面的科学指标。
本实用新型的目的是要提供一种用于汽车制动踏板的踏板力测试仪。它主要由踏力传感器和数显仪表组成，其踏力传感器要求能够承受偏载并排除偏载对所测垂直踏力的影响，承压面积大，反映速度快，任一方向、角度放置均可进行测量，数显仪表除能显示每一瞬时踏力值外，还能够显示并保持最大踏力值。
本实用新型的目的是这样实现的其传感器中，在一个贴有电阻应变片的纯弯曲梁式弹性体上部加一个导柱式导向装置，构成带导向的新型传感器。导向装置由低摩擦系数的摩擦付组成，如由滚动摩擦付组成，使摩擦力对测量精度的影响降到最低点，在导向装置的作用下，可使传感器的承压面积扩大，并能在受到偏载时，只把纵向载荷传给弹性体，使其真实地将所测垂直踏力转换成电信号而输送给数显仪表，解决了一般压力传感器所不能做到的承压面积大，消除偏载影响等问题，并能在倾斜放置时同样地完成测量任务。在其数显仪表中，设计有一个采样、保持电路，其功能是在测试过程中能够及时地捕捉到被测踏力的最大值，并且通过数显仪表中的数字锁存电路，在每次试验结束后，把此过程中的最大踏力值永久地锁存于显示板上，便于试验者观察、记录。
下面将结合附图详细说明本实用新型的具体结构和工作情况。
滚动导向结构的传感器是具有导柱式导向装置的传感器的一种。
图1即为这种传感器的剖面图，它由承压帽(1)，导柱(2)，导套(3)及滚珠(4)组成导向部分。由传力球(5)，弹性体(6)及壳体(7)组成转换器部分。由于其导向部分的摩擦付间采用滚动摩擦付，使其摩擦系数大大降低，提高了测量精度。当汽车制动时，操作者踩在传感器的承压帽上，无论这踩踏力的位置、方向如何，而由导柱(2)通过传力球(5)作用于弹性体(6)上的作用力，始终是沿垂直于弹性体方向、作用于弹性体中心的。使弹性体产生纯弯曲变形，把力转变为电信号。而横向分力并不作用于弹性体，不影响弹性体把力转变为电信号这一过程。此方案结构紧凑，加工工艺性良好，测量精度等各项指标均能满足汽车质量评定要求。
图2是具有导柱式导向装置的传感器的另一种结构，采用的是滑套导向结构，它在结构上大部分与滚动导向结构相同，所不同的是在导柱(8)与导套(9)间设计了一个滑套(10)，滑套采用减磨性能较好的工程塑料制成，并在摩擦付间加有含M0S2的润滑脂，使其摩擦系数尽量降低。这种传感器同样地具有滚动导向结构的大部分优点，只是其摩擦力的影响略大于滚动导向结构的传感器。但其结构更为简单，加工制造更为容易，故在不影响使用精度的情况下选用此型更为经济。
图3是数显仪表中采样，保持电路的框图，它是由半波整流电路(11)模拟信号存储电容(12)和数据缓冲器(13)三部分组成的一的峰值保持器。半波整流电路是由电压比较器和二极管组成，模拟信号存储电容是一只高质量的电容。数据缓冲器是一只高输入阻抗的运算放大器。在测试过程中，当输入信号到来时，首先由电压比较器将信号电压与存储电容中的电压进行比较，如信号电压高，则电压比较器为高电位，此时通过电压比较器的输出端经整流二极管向存储电容充电，当电容电压升高到与信号电压相同时，电压比较器翻转成为低电压，此时利用二极管单向导通的作用有效地阻止电容电荷的回流，使电容中的电压保持在信号电压的最大值上。由于采用高输入阻抗的运算放大器承担数据缓冲器，减少了电容的电荷泄漏，使采样时间达30秒以上，而误差小于3‰。
图4是数字锁存电路的框图，它由模拟电路和数字电路组成。数字电路(14)是一个能锁数据的A／D转换器，也可以是其它计数器，模拟电路是一个电压比较器(15)，随时检测信号电压。当电压低于比较基准(16)某一设定值时，说明试验人员的脚已离开踏板，试验已结束，这时电压比较器翻转，将显示电路封锁，使此时显示的最大踏力数值永久地留在显示板上。
权利要求1.一种由踏力传感器和数显仪表所组成的踏板力测试仪器，特征是其踏力传感器具有一个导柱式导向装置和其数显仪表具有采样、保持电路及数字锁存电路。
2.按权利要求1所述的仪器，特征是其踏力传感器的导柱式导向装置由导柱(2)，导套(3)和滚珠(4)组成。
3.按权利要求1所述的仪器，特征是其踏力传感器的导柱式导向装置或者由导柱(8)，导套(9)和滑套(10)组成。
4.按权利要求1、2、3、所述的仪器，特征是其数显仪表中的采样，保持电路由半波整流电路，模拟信号存储电容和缓冲放大器组成的峰值保持器承担。
5.按权利要求1、2、3、4、所述的仪器，特征是其数显仪表中的数字锁存电路由数字电路和模拟电路两部分组成。
专利摘要本实用新型提供了一种由踏力传感器和数显仪表组成的踏板力测量仪器，适用于汽车制动踏板的踏力测量和其它机械的踏力测量。其传感器具有一个由滚动导向结构或滑动导向结构所构成的导柱式导向装置。使其承压面积大，可排除偏载的影响，可倾斜放置测量。其数显仪表中有一个采样、保持电路和数字锁存电路，可自动地将被测踏力的最大值永久保持于显示板上。全套仪器结构紧凑，反映灵敏，使用方便，易于制造，各项精度指标均能满足测试要求。
文档编号G01L5/28GK2035880SQ8820973
公开日1989年4月12日 申请日期1988年8月20日 优先权日1988年8月20日
发明者李铁铮, 彭岩松, 杨铭 申请人:北京市汽车工业技术开发中心