汽车悬架性能测试系统接地力信号调理模块的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型属于一种采用车辆悬架测试台的模块部件，尤其是指汽车悬架性能测 试系统中的接地力信号调理模块。
【背景技术】
[0002] 目前汽车悬架性能测试台主要采用激振法来测试车辆悬架的性能，在测试过程 中，需要测量车辆与试验台架共振时车轮接地力的最小值，这个量值对汽车悬架性能的测 试精度起到关键作用。目前对汽车悬架性能测试系统中接地力信号测量所采用的方法为： 利用屏蔽电缆将力传感器信号连接到测试系统端，利用放大器对力传感器电压信号进行放 大，然后输入到A/D采集卡中，利用工业计算机对力信号的电压值进行计算，得到车轮与悬 架测试台激振台面之间的最小法向作用力（最小接地力）。但测试现场环境较为复杂，测试 系统距离制动力试验台较远，而力传感器输出信号变化范围较大且为毫伏级，在传输过程 中极易受到干扰且有较大的衰减，加大了汽车性能测试系统的测量误差。
【发明内容】
[0003] 本实用新型提供一种汽车悬架性能测试系统接地力信号调理模块，以解决目前存 在的抗干扰性差，测量精度低，性能不够稳定的问题。
[0004] 本实用新型采取的技术方案是：用于接收接地力传感器输出的差分信号的高共模 抑制比的仪表放大器与带有调零功能的放大电路连接，该带有调零功能的放大电路与电压 跟随器连接。
[0005] 本实用新型所述的高共模抑制比的仪表放大器采用放大器AD623。
[0006] 本实用新型所述的带有调零功能的放大电路采用放大器一 0P37。
[0007] 本实用新型所述的电压跟随器采用放大器二0P07。
[0008] 本实用新型的优点是结构新颖，将接地力传感器输出的电压信号利用屏蔽电缆将 其接入本模块，先用高共模抑制比的仪表放大器对输入的力信号进行第一级放大，再用带 有调零功能的放大电路进行第二级信号放大，然后输入到12位A/D采集卡中，由于高共模 抑制比的仪表放大器具有高输入阻抗和高共模抑制比，带有调零功能的放大电路具有低失 调和低漂移电压，使干扰和噪声受到很好的抑制，接地力信号的测量精度大大提高，并且性
【附图说明】
[0009] 图1是本实用新型的电路原理框图；
[0010] 图2是实用新型的电路原理图；
[0011] 图3是本实用新型在汽车悬架性能测试系统中的示意图。
【具体实施方式】
[0012] 如图1所示，用于接收接地力传感器输出的差分信号的高共模抑制比的仪表放大 器与带有调零功能的放大电路连接，该带有调零功能的放大电路与电压跟随器连接。
[0013] 接地力传感器输出为双端差分信号，应用具有高共模抑制比的仪表放大器，将信 号放大，输出为单端信号，采用带有调零功能的放大电路，对信号进行第二级放大，调零电 路使接地力传感器在无力作用时，放大器的输出为零，电压跟随器的作用是隔离放大电路 与A/D采集卡的输入电路。
[0014] 完成图1所示的信号调理模块框图功能的具体电路如图2所示，其中：
[0015] 高共模抑制比的仪表放大器采用Ul放大器AD623, Ul放大器AD623的1脚与8脚 连接电阻Rl、2脚与地之间连接电容Cl、3脚与地之间连接电容C2、7脚连接电源+5V、4脚 连接电源-5V，Ul放大器AD623中2脚和3脚连接传感器输出的差分信号，形成有差分功能 的放大电路模块；
[0016] 带有调零功能的放大电路采用U2放大器一 0P37，U2放大器一 0P37的2脚与6脚 之间连接电阻R7和电位器VR2,电阻R7和电位器VR2串联后并联电容C3, U2放大器一 0P37 的2脚连接电阻R2和电阻R3,电阻R3另一端连接电位器VRl的抽头，R2另一端连接Ul放 大器一 AD623的6脚，电位器VRl -端连接电阻R4、另一端连接电阻R5,电阻R4的另一端 连接电源-12V，电阻R5的另一端连接电源+12V，U2放大器一 0P07的3脚连接电阻R6,电 阻R6的另一端接地，U2放大器一 0P37的7脚连接电源+12V、4脚连接电源-12V ;
[0017] 电压跟随器采用U3放大器二0P07，U3放大器二0P07的2脚与6脚相连接、3脚连 接U2放大器一 0P07的6脚，U3放大器二0P07的7脚连接电源+12V、4脚连接电源-12V。
[0018] 图2电路中各部分模块的放大倍数及输出分析：由于接地力传感器输出为差分 电压信号，用V+和V表示，采用高精度仪表放大器AD623对信号进行放大，放大倍数为
电容Cl、C2为滤波电容，滤除高频干扰，差分放大电路模块输出电压 为
，即 Vol = 50. 4X (V+-V )。
[0019] 第二级放大器采用0P37放大器，放大倍数为
%可调电位器，调整范围为0~20K，可调整放大倍数，U2的输出 VP ? V〇2 = 5M:M_r^2.4)(V+-V_:)，U3为电压跟随电路，即V 〇3 = V〇2,整个电路的放大倍数可 .5 调整的范围：120.96 ~322.56, Vo2 的输出范围：120. 96X (V+-V)~322. 56X (V+-V)， 电容C3与电阻R7、电位器VR2构成低通滤波器，滤除高频干扰，R3、R4、R5和VRl组成 调零电路，调零电压
=5K，VR2为0~20K，则
，VT取值范围为
为可调电位器，可调范围为0~ 2K，则VT的电压取值范围：-3. 5V~+3. 5V。通过调整电位器VR2和VR1，可使Vo3的输出 为O~IOVo
[0020] 整个电路实现了接地力从零到满量程对应的电压值为0~10V，计算机根据A/D采 集卡采集的AD码就可以换算出接地力值。
[0021] 图3是本实用新型在汽车悬架性能测试系统中的示意图，整个测试过程如下：汽 车开上悬架测试台后，其左、右轮挡住到位开关，工业控制计算机通过采集I/O卡的信号 状态，判断汽车到位，I/O卡输出两个开关信号控制可控硅模块，使交流接触器吸合，启动 左、右偏心轮驱动电机，与偏心轮接触的振动架产生对激振台面的正弦激励。在驱动电机 激振数秒钟后，根据速度传感器信号判断电机转速是否达到设定的转速，若达到了设定速 度，关闭电动机，这时与电机传动轴相连接的储能飞轮将对整个"车-台"进行扫频激振 (24Hz-OHz)。在这个频率扫描过程中，两块刚性板之间的接地力传感器输出轮胎作用于激 振台板上的动态法向力。启动测试系统，将A/D采集卡得到的本实用新型的输出值存入存 储器，绘出力的变化曲线。当激振频率与汽车悬架固有频率相等时，便产生共振，通过对力 信号的测量，可以得到在给定频率范围内车轮与激振台面间的最小法向力，计算出车轮的 接地性指数，进而判断车辆悬架的性能，并在LED屏上显示测试结果。
【主权项】
1. 一种汽车悬架性能测试系统接地力信号调理模块，其特征在于：用于接收接地力传 感器输出的差分信号的高共模抑制比的仪表放大器与带有调零功能的放大电路连接，该带 有调零功能的放大电路与电压跟随器连接。2. 根据权利要求1所述的汽车悬架性能测试系统接地力信号调理模块，其特征在于： 所述的高共模抑制比的仪表放大器采用放大器AD623。3. 根据权利要求1所述的汽车悬架性能测试系统接地力信号调理模块，其特征在于： 所述的带有调零功能的放大电路采用放大器一 0P37。4. 根据权利要求1所述的汽车悬架性能测试系统接地力信号调理模块，其特征在于： 所述的电压跟随器采用放大器二0P07。
【专利摘要】本实用新型涉及一种汽车悬架性能测试系统接地力信号调理模块，属于采用车辆悬架测试台的模块部件。用于接收接地力传感器的高共模抑制比的仪表放大器与带有调零功能的放大电路连接，该带有调零功能的放大电路与电压跟随器连接。优点是结构新颖，将接地力传感器输出的电压信号利用屏蔽电缆将其接入本模块，先用高共模抑制比的仪表放大器对输入的力信号进行第一级放大，再用带有调零功能的放大电路进行第二级信号放大，然后输入到12位A/D采集卡中，由于高共模抑制比的仪表放大器具有高输入阻抗和高共模抑制比，带有调零功能的放大电路具有低失调和低漂移电压，使干扰和噪声受到很好的抑制，接地力信号的测量精度大大提高，并且性能稳定。
【IPC分类】G01M17/04
【公开号】CN204831809
【申请号】CN201520544953
【发明人】陈广秋
【申请人】长春理工大学
【公开日】2015年12月2日
【申请日】2015年7月24日