【正文】 度（）試車到寬度（m）三輪汽車20≤乘用車50≤≤總質(zhì)量不大于3500kg的低速貨車30≤≤其它總質(zhì)量不大于3500kg的汽車50≤≤其它汽車、汽車列車30≤≤ 制動踏板力或制動氣壓標準a)滿載檢驗時氣壓制動系：氣壓表的指示液壓 ≤ 額定工作氣壓；液壓制動系：踏板力， 乘用車 ≤ 500N；，其它機動車 ≤ 700N。b)空載檢驗時氣壓制動系；氣壓表的指示液壓一 600kPa；液壓制動系：踏板力， 乘用車 ≤ 400N；其它機動車 ≤ 450N。 應(yīng)急制動性能檢驗標準汽車在空載和滿載狀態(tài)下，測量從應(yīng)急制動操縱始至車輛停住始的制動距離，表2．1．3應(yīng)急制動性能要求車輛類型制動初速度（km/h）制動距離（m）充分發(fā)出的平均減速度（）允許操控力不大于（N）手操控腳操控乘用50≤38．0≥2．9400500其它汽車(三輪車汽車除外)30≤18．O≥2．5600700其他汽車30≤20．≥600700 駐車制動性能檢驗標準在空載狀態(tài)下，駐車制動裝置應(yīng)能保證汽車在坡度為20％(xC總質(zhì)量為整備質(zhì)量的1．2倍以下的汽車為15％)、輪胎與地面間的附著系數(shù)不小于0．7的坡道上正、反兩個方向保持不動，其時間不應(yīng)少于5 min。對于允許掛接掛車的汽車，其駐車制動裝置必需能使汽車列車在滿載狀態(tài)下時能停在坡度為12％的坡道(坡道上輪胎與地面之間的附著系數(shù)不應(yīng)小于0。7)上。 汽車制動檢測儀的基本原理制動性能檢測儀完成對制動距離和制動時間的檢測, 其工作原理是以加速度傳感器為主要探測部件, 利用加速度傳感器在制動時對減速度的測量, 并經(jīng)過AT89C52 單片機進行運算處理分析, 實現(xiàn)對制動距離和制動時間的計算。該系統(tǒng)主要包括3 個過程: 制動開始的判斷和數(shù)據(jù)的采集過程。 數(shù)據(jù)的處理和分析過程。 制動距離和制動時間的顯示過程。根據(jù)制動過程中所檢測的速度和制動踏板力，便可計算制動性能參數(shù)，對照相關(guān)國標，通過LCD顯示輸出被測汽車的制動性能評判結(jié)果。第三章 系統(tǒng)方案與主要關(guān)鍵性技術(shù) 系統(tǒng)總體實施方案為保證儀器對速度和距離量的測試精度，本儀器采用多維加速度傳感器，以解決車輛在制動時非規(guī)則運動所造成的測試誤差。另外，還可以實現(xiàn)對充分發(fā)出的平均減速度(MFDD)、制動協(xié)調(diào)時間(BCT)及制動踏板力等參數(shù)進行測試。其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理圖如圖 31 所示。圖 31 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理框圖本設(shè)計主要有制動力傳感器、多維加速度傳感器、制動踏板動作傳感器、微處理器、液晶顯示器和供電電池等組成，其中供電電池分別為傳感器、微處理器等器件供電。系統(tǒng)將加速度傳感器采集的信號經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器進入微處理器根據(jù)相應(yīng)的測試算法進行數(shù)據(jù)處理，然后微處理器將處理后的數(shù)據(jù)分別送至液晶顯示器顯示測量結(jié)果。 制動性能檢測中的測試算法由于本課題是采用加速度傳感器實現(xiàn)車輛制動性能的測試并獲得各項參數(shù)，其測試算法的好壞將直接影響測試過程的實時性和測量結(jié)果的準確性。因此算法的設(shè)計原則是在保證測試精度的前提下應(yīng)具有算法簡單且便于在單片機中實現(xiàn)的特點。由車輛制動的物理過程可知：在初始條件已知的前提下,通過對加速度在時間軸上進行一次積分,可以得出汽車的速度,再次積分可以得出汽車的行駛距離。假設(shè)整個制動性能測試的時間為t,將其劃分為n個區(qū)間,如圖31所示,可以取一足夠小的區(qū)間作為一個時間段,把一些物理量簡化。圖 32 時間段假設(shè)時間段為 式中為汽車行駛在某一點的時刻。行駛總時間t為 瞬時速度為式中為時刻的瞬時加速度。行駛距離為式中為時刻的瞬時速度。上述速度、距離理論值的推導(dǎo)公式均為積分計算。在單片機中進行積分運算，以時間為坐標軸將其分割為足夠小的時間片斷,取其離散值,再進行疊加從而得出積分結(jié)果, 則上述和的導(dǎo)出公式變?yōu)橐ㄟ^加速度求得速度和距離,必須首先有速度和距離的初始值，可設(shè)速度和距離的初始值分別為0。在進行車輛制動性能測試時，單片機接收到制動踏板動作信號后，立即對加速度傳感器的信號進行采樣和存儲，然后根據(jù)相應(yīng)的測試算法計算出制動協(xié)調(diào)時間、制動初速度、充分發(fā)出的平均減速度、制動距離和總的制動時間等參數(shù)。為了避免制動之前較長時間的準備運行帶來的測量積累誤差，本研究采用向后的數(shù)值積分方法，即已知制動末速度、各瞬時加速度值及各時間段值利用后向積分的方法來計算制動初速度和制動距離等量。積分初始條件制動末速度和制動距離分別為0。在進行車輛加速性能測試時，當車輛由靜止開始加速時，隨之開始采樣，直至車速達到設(shè)定的速度，加速過程結(jié)束。然后根據(jù)相應(yīng)的測試算法計算出平均加速度、加速時間、加速距離等參數(shù)。在加速性能的測試算法中，測量系統(tǒng)的積分在時間軸上是向前進行的，即已知初速度、各瞬時加速度值及各時間段值利用前向積分的方法來計算平均加速度、加速過程各瞬時速度等測試量。此時積分初始條件速度為0。 系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集技術(shù) 系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集技術(shù)概述由于數(shù)據(jù)采集是測試系統(tǒng)的最重要的環(huán)節(jié)，因此數(shù)據(jù)采集模塊是整個測試系統(tǒng)的關(guān)鍵和核心。數(shù)據(jù)采集的主要任務(wù)就是采集各傳感器的輸出信號并將其轉(zhuǎn)化成計算機或微處理器能識別的數(shù)字信號，然后送入計算機或相應(yīng)的信號處理系統(tǒng)，根據(jù)需要進行處理，以便實現(xiàn)對某些物理量的測試或監(jiān)控一般情況下數(shù)據(jù)采集的信號按其性質(zhì)可主要分為以下幾類，如圖 33 所示。圖 33 數(shù)據(jù)采集的信號(1) 模擬信號模擬信號是指隨時間連續(xù)變化的信號。模擬信號非常便于傳送，但它對于干擾信號很敏感，容易使傳送中的信號的幅值或相位發(fā)生畸變。因此，有時還要對模擬信號做零漂修正，數(shù)字濾波等處理。(2) 數(shù)字信號數(shù)字信號是指在有限的離散瞬時上取值間斷的信號。在二進制系統(tǒng)中，數(shù)字信號是由有限長的數(shù)字組成，其中每位數(shù)字不是 0 就是 1，這可由脈沖的有無來體現(xiàn)。數(shù)字信號對傳輸路線上的干擾不敏感，只需檢測脈沖的有無來獲取信息，至于信號的精確性（幅值、持續(xù)時間）是無關(guān)緊要的。數(shù)字信號輸入計算機后，常常需要進行碼制轉(zhuǎn)換處理，以便顯示數(shù)字信號值。(3) 開關(guān)信號開關(guān)信號主要來自各種開關(guān)器件，如按鈕開關(guān)、行程開關(guān)、可繼電器觸點等。開關(guān)信號的處理主要是檢測開關(guān)器件的狀態(tài)變化。本系統(tǒng)中需要采集的信號主要有加速度傳感器信號、踏板力傳感器信號、制動踏板動作信號、供電電池電壓信號和溫度信號等，其中除制動踏板動作信號屬開關(guān)信號外，其它信號均為模擬信號。 系統(tǒng)中開關(guān)信號的采集開關(guān)信號的處理較為簡單，主要是檢測其狀態(tài)的變化，通常采用的方式為定時查詢方式或中斷方式。在定時查詢方式里，CPU 周期性地在規(guī)定時刻將開關(guān)量狀態(tài)讀入，這種方式對開關(guān)量狀態(tài)變化時刻不能正確反映，其誤差大小與讀取周期有關(guān)。中斷方式指開關(guān)量輸入狀態(tài)發(fā)生變化時向 CPU 申請中斷，在 CPU 響應(yīng)中斷時讀入相應(yīng)的開關(guān)量狀態(tài)。中斷方式能夠及時反映開關(guān)量狀態(tài)的變化，使控制系統(tǒng)及時地對其狀態(tài)進行處理 系統(tǒng)中模擬信號的采集對連續(xù)的模擬信號x(t) 按一定的時間間隔抽取相應(yīng)的瞬時值（也就是通15常所說的離散化），這個過程稱為采樣。連續(xù)的模擬信號x(t) 經(jīng)采樣過程后轉(zhuǎn)換為時間上離散的模擬信號 （即幅值仍是連續(xù)的模擬信號），簡稱為采樣信號。把采樣信號 以某個最小數(shù)量單位的整數(shù)倍來度量，這個過程稱為量化。采樣信號 經(jīng)過量化變換為量化信號, 再經(jīng)過編碼，轉(zhuǎn)換為離散的數(shù)字信號x(n) （即時間和幅值是離散的信號），簡稱為數(shù)字信號。從模擬信號到數(shù)字信號的整個轉(zhuǎn)換過程如圖 34 表示。圖 34 數(shù)據(jù)采集過程采樣周期決定了采樣信號的質(zhì)量和數(shù)量：太小，會使 的數(shù)量劇增，占用大量的內(nèi)存單元；太大，會使模擬信號的某些信息丟失，這樣一來，若將采樣后的信號恢復(fù)成原來的信號，就會出現(xiàn)失真現(xiàn)象，影響數(shù)據(jù)處理的精度。因此，必須有一個選擇采樣周期的依據(jù)，以確定使 不失真地恢復(fù)原信號x(t) 這個依據(jù)就是采樣定理：設(shè)有連續(xù)信號x(t) 其頻譜為 X ( f)，以采樣周期采得離散信號為 如果頻譜 X ( f)和采樣周期滿足下列