专利名称：静、动态加速度测试装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种加速度测试装置，尤其是一种用于测试交通工具 的静、动态加速度的测试装置。
背景技术：
随着交通事业的飞速发展，汽车保有量迅猛增加而车辆制动性能 的优劣直接影响到行车安全，因而以加速度传感器为主要检测元件而 研制生产的便携式制动性能测试仪(简称路试仪)便应运而生，并普 及使用。但由于便携式制动性能测试仪属强制检定的产品，因此与之 相应的静、动态加速度测试装置就必不可少，它可满足路试仪生产、 日常维护校准和年检校准的需要。
目前，对加速度传感器的标定均采用标准振动台，用标准加速度 传感器进行比对的校准方法，而这种办法对制动性能测试性质上尚有 较大差距。
根据最新实施的中华人民共和国公共安全行业标准《便携式制动
性能测试仪》GA/T485-2004中的规定，对于便携式制动性能测试仪 必须包含有静态加速度测试、离心加速度测试，示值重复性误差测试、 鉴别力阈测试和零位漂移等参数的测试。
因此，研制开发的静、动态加速度测试装置必须能够提供静态和 动态两种测量方式。即运用重力加速度在不同倾角上的分量进行静态
测试，又可利用匀速圆周运动产生的向心力加速度进行动态测试。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种静、动态加速度测试装置， 该装置具备静态、动态两种检测手段，安装方便，检测过程简单快速， 自动化程度高，能满足国家相关标准的测量精度要求，并可对测试结 果进行相关计算，存储，査询和打印报告。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下
一种静、动态加速度测试装置，包括计算机，运动控制器，静态 加速度发生器，动态加速度发生器，便携式制动性能测试仪，其特点 是静态加速度发生器主要由步进电机，光电编码器，角度平台构成； 动态加速度发生器主要由伺服电机，转动平台构成；
计算机选择静态或动态检测状态后，向运动控制卡发出相应的运 动控制函数信号
在静态角度测试时，运动控制卡经端子板控制步进电机进行旋 转，光电编码器得到旋转数据，并将数据返回给端子板和计算机，最 终在步进电机和光电编码器的共同作用下，状态达到所要求的角度； 在转动过程中，便携式制动性能测试仪周期性的取得当前加速度传感 器的加速度输出，并通过无线信号发射器发射信号，无线信号接受器 接收信号后把测试数据返还给计算机，计算机时刻刷新和实时显示数 据，当达到要求角度时，对数据进行计算，存储或打印处理；
在动态旋转测试时，运动控制卡经端子板控制伺服电机，伺服电 机通过自带的编码器控制电机按设定的加速方式加速运动，到达所设 定的角速度后做匀速运动；在旋转过程中，便携式制动性能测试仪周 期性的取得当前加速度传感器的加速度输出，并通过无线信号发射器 发射信号，无线信号接受器接收信号后把测试数据返还给计算机，计 算机时刻刷新和实时显示数据，当达到要求转速时，对数据进行计算， 存储或打印处理。
静态加速度发生器还包括角度支架，转轴，轴承，安装板，角度 转台通过转轴和轴承安装在角度支架的上端，转轴两端伸出处分别连 接步进电机的出轴和光电编码器输入轴，且步进电机和光电编码器分 别由安装板固定在角度支架的两侧；角度转台上面放置便携式制动性 能测试仪中的加速度传感器。
动态加速度发生器还包括底板，直角齿轮，固定座，传动轴，轴 承，直角联接板，伺服电机由直角联接板固定在底板下面，输出轴通 过一对啮合的直角齿轮与传动轴相连接，传动轴通过轴承安装在固定 座内，其伸出端固定连接转动平台，转动平台上面放置便携式制动性
能测试仪。
步进电机的分辨率为0.036° ;光电编码器的分辨率为0.025° 。 本发明的有益效果是-
本发明能按照中国行业标准GA/T485-2004的要求为便携式制动 性能测试仪进行出厂检定和计量部门的要求的年度校准提供精确、合 格、可靠的测量装置，它可以对加速度传感器的基本误差、重复性误
差，鉴别力阈以及零位漂移进行有效标定，确保制动测试测试数据准 确、可靠、可信。
该装置具备静态、动态两种检测手段，安装方便，检测过程简 单快速，自动化程度高，能满足国家相关标准的测量精度要求，并可 对测试结果进行相关计算，存储，查询和打印报告。
图l是加速度测试原理图2是本发明的原理方框图3是静态加速度发生器结构图4是动态加速度发生器结构图。
具体实施例方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步描述。
本发明的静态测试原理
由于在传感器水平静止时，相对于地面其测得的加速度值为0g。 当传感器倾斜放置时，传感器的输出为重力加速度沿传感器测量轴上 的分量，即加速度传感器的输出与倾斜角正弦函数关系。利用这一原 理，我们可以通过改变加速度传感器测量轴与水平的夹角来获得标准 的加速度值。根据《便携式制动测试仪》行业标准的要求，分别选用
士90度内的八个测试点，即士30度、±45度、±60度、±90度为 测试点，通过获取传感器在这八个点的静态输出取得其测量值，在和 其对应的理论加速度值进行比较，对其测量精确度进行判定。
测试理论可以看出如何获得准确的标定角度是我们获得标准加 速度值的关键。根据标准，加速度传感器测量的基本误差要求为士2 %，故对角度测量的基本误差要求应在±0.5%以内，其中对30度点
要求最严，即倾斜角基本误差要求应在小于0. 15° ，并以此值作为 全行程的各点精度要求。在水平和测试平台稳定的情况下，角度的精 确获得是通过由电脑控制的步进电机和光电编码器实现的。我们选用 步进电机的驱动是10000步/360° (分辨率为0.036° );光电编码 器为14400脉冲/360° (分辨力为0.025° )。因而，在步进电机和 编码器的共同作用下，由电脑控制的电机运动是完全可以实现倾斜角 的基本误差小于O. 15°的要求的。 本发明的动态测试原理
静态测试只能实现传感器在静止状态下的土lg的加速度测量， 因而开发出相应的模拟汽车路试时动态加速和制动减速似的动态校 验装置来检测传感器在运动状态下能否正常工作是十分必要的。
物体做圆周运动时会有向心力作用在物体上，产生一定的向心加 速度，所以制作出一个能够精确控制转速的平台是实现动态测试的关 键。
《便携式制动测试仪》行标的要求在动态测试时应能够测量加速 度传感器在士lg、 土1.25g、 士1.5g、 士1.75g、 ±2g时的基本误差 和鉴别力阈的测量。其中鉴别力阈是指当加速度标定值在9.81时， 正负变化0. 05m/s2时，传感器测量值有否相应的明显变化。
在物体做圆周运动时会有向心力作用在物体上，产生一定的向心 加速度(图1所示)。利用这个原理，通过把传感器安放在水平的转 盘上，通过电机控制转盘按照一定的速度运转就能产生一定的向心力 作用在传感器的测量元件上，从而获得相应的反映加速度值的信号输
出。
如图2所示，本发明的静、动态加速度测试装置，包括计算机， 运动控制器，静态加速度发生器，动态加速度发生器，便携式制动性 能测试仪15。
静态加速度发生器主要由步进电机l,光电编码器2，角度平台 4构成；动态加速度发生器主要由伺服电机8，转动平台14构成。
计算机选择静态或动态检测状态后，向运动控制卡发出相应的运 动控制函数信号-
在静态角度测试时，运动控制卡经端子板控制步进电机1进行旋 转，光电编码器2得到旋转数据，并将数据返回给端子板和计算机， 最终在步进电机1和光电编码器2的共同作用下，状态达到所要求的 角度；在转动过程中，便携式制动性能测试仪15周期性的取得当前 加速度传感器的加速度输出，并通过无线信号发射器发射信号，无线 信号接受器接收信号后把测试数据返还给计算机，计算机时刻刷新和 实时显示数据，当达到要求角度时，对数据进行计算，存储或打印处 理。
在动态旋转测试时，运动控制卡经端子板控制伺服电机8，伺服 电机8通过自带的编码器控制电机按设定的加速方式加速运动，到达 所设定的角速度后做匀速运动；在旋转过程中，便携式制动性能测试 仪15周期性的取得当前加速度传感器的加速度输出，并通过无线信 号发射器发射信号，无线信号接受器接收信号后把测试数据返还给计 算机，计算机时刻刷新和实时显示数据，当达到要求转速时，对数据
进行计算，存储或打印处理。
如图3所示，静态加速度发生器还包括角度支架3，转轴6，轴 承7，安装板5，角度转台4通过转轴6和轴承7安装在角度支架3 的上端，转轴6两端伸出处分别连接步进电机1的出轴和光电编码器 2输入轴，且步进电机1和光电编码器2分别由安装板5固定在角度 支架4的两侧；角度转台4上面放置加速度传感器17步进电机1的 分辨率为0.036° ;光电编码器2的分辨率为0.025。。
如图4所示，动态加速度发生器还包括底板16，直角齿轮9，固 定座13，传动轴ll，轴承12，直角联接板IO，伺服电机8由直角联 接板10固定在底板16下面，伺服电机8的输出轴通过一对啮合的直 角齿轮9与传动轴11相连接，传动轴11通过轴承12安装在固定座 13内，其伸出端固定连接转动平台14，转动平台14上面放置便携式 制动性能测试仪15。
权利要求
1.一种静、动态加速度测试装置，包括计算机，运动控制器，静态加速度发生器，动态加速度发生器，便携式制动性能测试仪(15)，其特征在于，所述静态加速度发生器主要由步进电机(1)，光电编码器(2)，角度平台(4)构成；所述动态加速度发生器主要由伺服电机(8)，转动平台(14)构成；所述计算机选择静态或动态检测状态后，向运动控制卡发出相应的运动控制函数信号在静态角度测试时，运动控制卡经端子板控制步进电机(1)进行旋转，光电编码器(2)得到旋转数据，并将数据返回给端子板和计算机，最终在步进电机(1)和光电编码器(2)的共同作用下，状态达到所要求的角度；在转动过程中，便携式制动性能测试仪周期性的取得当前加速度传感器(17)的加速度输出，并通过无线信号发射器发射信号，无线信号接受器接收信号后把测试数据返还给计算机，计算机时刻刷新和实时显示数据，当达到要求角度时，对数据进行计算，存储或打印处理；在动态旋转测试时，运动控制卡经端子板控制伺服电机(8)，伺服电机(8)通过自带的编码器控制电机按设定的加速方式加速运动，到达所设定的角速度后做匀速运动；在旋转过程中，便携式制动性能测试仪(15)周期性的取得当前加速度传感器(17)的加速度输出，并通过无线信号发射器发射信号，无线信号接受器接收信号后把测试数据返还给计算机，计算机时刻刷新和实时显示数据，当达到要求转速时，对数据进行计算，存储或打印处理。
2. 根据权利要求1所述的静、动态加速度测试装置，其特征在于，所 述静态加速度发生器还包括角度支架(3)，转轴(6)，轴承(7)，安 装板(5)，角度转台(4)通过转轴(6)和轴承(7)安装在角度支 架(3)的上端，转轴(6)两端伸出处分别连接步进电机(1)的出 轴和光电编码器(2)输入轴，且步进电机(1)和光电编码器(2) 分别由安装板(5)固定在角度支架(3)的两侧；角度转台(4)上 面放置加速度传感器(17)。
3. 根据权利要求1所述的静、动态加速度测试装置，其特征在于， 所述动态加速度发生器还包括底板(16),直角齿轮(9)，固定座(13)， 传动轴(11)，轴承(12)，直角联接板(10)，伺服电机(8)由直角 联接板(10)固定在底板(16)下面，输出轴通过一对啮合的直角齿 轮(9)与传动轴(11)相连接，传动轴(11)通过轴承(12)安装 在固定座(13)内，其伸出端固定连接转动平台(14)，转动平台(14) 上面放置便携式制动性能测试仪(15)。
4. 根据权利要求1或2所述的静、动态加速度测试装置，其特征在 于，所述步进电机(1)的分辨率为0.036° 。
5. 根据权利要求1或2所述的静、动态加速度测试装置，其特征在 于，所述光电编码器(2)的分辨率为0.025° 。
全文摘要
本发明涉及一种静、动态加速度测试装置，包括计算机，运动控制器，静态加速度发生器，动态加速度发生器，便携式制动性能测试仪，其特点是静态加速度发生器主要由步进电机，光电编码器，角度平台构成；动态加速度发生器主要由伺服电机，转动平台构成。该装置具备静态、动态两种检测手段，安装方便，检测过程简单快速，自动化程度高，能满足国家相关标准的测量精度要求，并可对测试结果进行相关计算，存储，查询和打印报告。
文档编号G01M17/007GK101173878SQ200710171009
公开日2008年5月7日 申请日期2007年11月27日 优先权日2007年11月27日
发明者伦耀森, 弢 徐, 肖衍雄, 蒋宇晨, 袁雄鹤, 高文翔 申请人:上海西派埃自动化仪表工程有限责任公司;上海工业自动化仪表研究所