【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(dòng)踏板力或制動(dòng)氣壓標(biāo)準(zhǔn)a)滿載檢驗(yàn)時(shí)氣壓制動(dòng)系：氣壓表的指示液壓 ≤ 額定工作氣壓；液壓制動(dòng)系：踏板力， 乘用車 ≤ 500N；，其它機(jī)動(dòng)車 ≤ 700N。b)空載檢驗(yàn)時(shí)氣壓制動(dòng)系；氣壓表的指示液壓一 600kPa；液壓制動(dòng)系：踏板力， 乘用車 ≤ 400N；其它機(jī)動(dòng)車 ≤ 450N。 應(yīng)急制動(dòng)性能檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)汽車在空載和滿載狀態(tài)下，測量從應(yīng)急制動(dòng)操縱始至車輛停住始的制動(dòng)距離，表2．1．3應(yīng)急制動(dòng)性能要求車輛類型制動(dòng)初速度（km/h）制動(dòng)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(dòng)性能檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)在空載狀態(tài)下，駐車制動(dòng)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(gè)方向保持不動(dòng)，其時(shí)間不應(yīng)少于5 min。對于允許掛接掛車的汽車，其駐車制動(dòng)裝置必需能使汽車列車在滿載狀態(tài)下時(shí)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(dòng)檢測儀的基本原理制動(dòng)性能檢測儀完成對制動(dòng)距離和制動(dòng)時(shí)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(dòng)時(shí)對減速度的測量, 并經(jīng)過AT89C52 單片機(jī)進(jìn)行運(yùn)算處理分析, 實(shí)現(xiàn)對制動(dòng)距離和制動(dòng)時(shí)間的計(jì)算。該系統(tǒng)主要包括3 個(gè)過程: 制動(dòng)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(dòng)距離和制動(dòng)時(shí)間的顯示過程。根據(jù)制動(dòng)過程中所檢測的速度和制動(dòng)踏板力，便可計(jì)算制動(dòng)性能參數(shù)，對照相關(guān)國標(biāo)，通過LCD顯示輸出被測汽車的制動(dòng)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(shí)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(dòng)時(shí)非規(guī)則運(yùn)動(dòng)所造成的測試誤差。另外，還可以實(shí)現(xiàn)對充分發(fā)出的平均減速度(MFDD)、制動(dòng)協(xié)調(diào)時(shí)間(BCT)及制動(dòng)踏板力等參數(shù)進(jìn)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(jì)主要有制動(dòng)力傳感器、多維加速度傳感器、制動(dòng)踏板動(dòng)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(hào)經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器進(jìn)入微處理器根據(jù)相應(yīng)的測試算法進(jìn)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(dòng)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(shí)現(xiàn)車輛制動(dòng)性能的測試并獲得各項(xiàng)參數(shù)，其測試算法的好壞將直接影響測試過程的實(shí)時(shí)性和測量結(jié)果的準(zhǔn)確性。因此算法的設(shè)計(jì)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(jī)中實(shí)現(xiàn)的特點(diǎn)。由車輛制動(dòng)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(shí)間軸上進(jìn)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(gè)制動(dòng)性能測試的時(shí)間為t,將其劃分為n個(gè)區(qū)間,如圖31所示,可以取一足夠小的區(qū)間作為一個(gè)時(shí)間段,把一些物理量簡化。圖 32 時(shí)間段假設(shè)時(shí)間段為 式中為汽車行駛在某一點(diǎn)的時(shí)刻。行駛總時(shí)間t為 瞬時(shí)速度為式中為時(shí)刻的瞬時(shí)加速度。行駛距離為式中為時(shí)刻的瞬時(shí)速度。上述速度、距離理論值的推導(dǎo)公式均為積分計(jì)算。在單片機(jī)中進(jìn)行積分運(yùn)算，以時(shí)間為坐標(biāo)軸將其分割為足夠小的時(shí)間片斷,取其離散值,再進(jìn)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(jìn)行車輛制動(dòng)性能測試時(shí)，單片機(jī)接收到制動(dòng)踏板動(dòng)作信號(hào)后，立即對加速度傳感器的信號(hào)進(jìn)行采樣和存儲(chǔ)，然后根據(jù)相應(yīng)的測試算法計(jì)算出制動(dòng)協(xié)調(diào)時(shí)間、制動(dòng)初速度、充分發(fā)出的平均減速度、制動(dòng)距離和總的制動(dòng)時(shí)間等參數(shù)。為了避免制動(dòng)之前較長時(shí)間的準(zhǔn)備運(yùn)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(dòng)末速度、各瞬時(shí)加速度值及各時(shí)間段值利用后向積分的方法來計(jì)算制動(dòng)初速度和制動(dòng)距離等量。積分初始條件制動(dòng)末速度和制動(dòng)距離分別為0。在進(jìn)行車輛加速性能測試時(shí)，當(dāng)車輛由靜止開始加速時(shí)，隨之開始采樣，直至車速達(dá)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(jì)算出平均加速度、加速時(shí)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(shí)間軸上是向前進(jìn)行的，即已知初速度、各瞬時(shí)加速度值及各時(shí)間段值利用前向積分的方法來計(jì)算平均加速度、加速過程各瞬時(shí)速度等測試量。此時(shí)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(gè)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(hào)并將其轉(zhuǎn)化成計(jì)算機(jī)或微處理器能識(shí)別的數(shù)字信號(hào)，然后送入計(jì)算機(jī)或相應(yīng)的信號(hào)處理系統(tǒng)，根據(jù)需要進(jìn)行處理，以便實(shí)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(hào)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(hào)(1) 模擬信號(hào)模擬信號(hào)是指隨時(shí)間連續(xù)變化的信號(hào)。模擬信號(hào)非常便于傳送，但它對于干擾信號(hào)很敏感，容易使傳送中的信號(hào)的幅值或相位發(fā)生畸變。因此，有時(shí)還要對模擬信號(hào)做零漂修正，數(shù)字濾波等處理。(2) 數(shù)字信號(hào)數(shù)字信號(hào)是指在有限的離散瞬時(shí)上取值間斷的信號(hào)。在二進(jìn)制系統(tǒng)中，數(shù)字信號(hào)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(hào)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(hào)的精確性（幅值、持續(xù)時(shí)間）是無關(guān)緊要的。數(shù)字信號(hào)輸入計(jì)算機(jī)后，常常需要進(jìn)行碼制轉(zhuǎn)換處理，以便顯示數(shù)字信號(hào)值。(3) 開關(guān)信號(hào)開關(guān)信號(hào)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(diǎn)等。開關(guān)信號(hào)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(hào)主要有加速度傳感器信號(hào)、踏板力傳感器信號(hào)、制動(dòng)踏板動(dòng)作信號(hào)、供電電池電壓信號(hào)和溫度信號(hào)等，其中除制動(dòng)踏板動(dòng)作信號(hào)屬開關(guān)信號(hào)外，其它信號(hào)均為模擬信號(hào)。 系統(tǒng)中開關(guān)信號(hào)的采集開關(guān)信號(hào)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(shí)查詢方式或中斷方式。在定時(shí)查詢方式里，CPU 周期性地在規(guī)定時(shí)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(shí)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(shí)向 CPU 申請中斷，在 CPU 響應(yīng)中斷時(shí)讀入相應(yīng)的開關(guān)量狀態(tài)。中斷方式能夠及時(shí)反映開關(guān)量狀態(tài)的變化，使控制系統(tǒng)及時(shí)地對其狀態(tài)進(jìn)行處理 系統(tǒng)中模擬信號(hào)的采集對連續(xù)的模擬信號(hào)x(t) 按一定的時(shí)間間隔抽取相應(yīng)的瞬時(shí)值（也就是通15常所說的離散化），這個(gè)過程稱為采樣。連續(xù)的模擬信號(hào)x(t) 經(jīng)采樣過程后轉(zhuǎn)換為時(shí)間上離散的模擬信號(hào) （即幅值仍是連續(xù)的模擬信號(hào)），簡稱為采樣信號(hào)。把采樣信號(hào) 以某個(gè)最小數(shù)量單位的整數(shù)倍來度量，這個(gè)過程稱為量化。采樣信號(hào) 經(jīng)過量化變換為量化信號(hào), 再經(jīng)過編碼，轉(zhuǎn)換為離散的數(shù)字信號(hào)x(n) （即時(shí)間和幅值是離散的信號(hào)），簡稱為數(shù)字信號(hào)。從模擬信號(hào)到數(shù)字信號(hào)的整個(gè)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(hào)的質(zhì)量和數(shù)量：太小，會(huì)使 的數(shù)量劇增，占用大量的內(nèi)存單元；太大，會(huì)使模擬信號(hào)的某些信息丟失，這樣一來，若將采樣后的信號(hào)恢復(fù)成原來的信號(hào)，就會(huì)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(gè)選擇采樣周期的依據(jù)，以確定使 不失真地恢復(fù)原信號(hào)x(t) 這個(gè)依據(jù)就是采樣定理：設(shè)有連續(xù)信號(hào)x(t) 其頻譜為 X ( f)，以采樣周期采得離散信號(hào)為 如果頻譜 X ( f)和采樣周期滿足下列