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高精度汽車(chē)安全帶卷簧扭矩測(cè)試系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)

文檔作者：曹利鋼馮浩汪用瑜于盛睿文檔來(lái)源：景德鎮(zhèn)陶瓷學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2021年07月12日
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· 試驗(yàn)·測(cè)試·
．-．_I
Cj 同 精度汽車(chē)安全帶卷簧扭矩測(cè)試系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)
曹利鋼 馮 浩 汪用瑜 于盛睿
(景德鎮(zhèn)陶瓷學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院)
★
【摘要】為方便、準(zhǔn)確地測(cè)試汽車(chē)安全帶卷簧的扭矩性能，以高性能數(shù)據(jù)采集卡PCI一8602為核心開(kāi)發(fā)了系統(tǒng)硬
件；以VC6．0為開(kāi)發(fā)環(huán)境，采用MFC多文檔一視圖結(jié)構(gòu)和多線程技術(shù)設(shè)計(jì)了人機(jī)交互、數(shù)據(jù)采集與控制等軟件功能
模塊；對(duì)軟件功能和系統(tǒng)精度進(jìn)行了實(shí)測(cè)。結(jié)果表明，測(cè)試精度達(dá)到0．001 N．IU；測(cè)試系統(tǒng)滿(mǎn)足汽車(chē)安全帶卷簧扭矩
測(cè)試的要求。
主題詞：安全帶卷簧測(cè)試系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集卡
中圖分類(lèi)號(hào)：U463．83+4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1000—3703(201 1)05—0041—05
Development 0f High—precisi0n Torque Test System of Coil Spring on
Car Seat Belt
Cao Ligang，F(xiàn)eng Hao，Wang Yongyu，YU Shengrui
(School of Mechanical and Electronic Engineering，Jingdezhen Ceramic Institute)
【Abstract]To test torque performance of coil spring on car seat belt correctly and conveniently，system hardware is
developed based on high perform ance data acquisition card of PCI一8602．Software function modules which include
interactive module，data acquisition and control module etc．，are developed with technique of document-view architecture
based on MFC and muhithreading technique in VC6．0 development environments．At last，software function and system
precision are tested．The test results show that precision of torque test system is up to 0．001 N·m．The developed software
satisfy test requirement of coil spring of car seat belt．
Key words：Coil spring of car seat belt，Test system ，Data acquisition card
1 前言
汽車(chē)安全帶卷收器中的卷簧是汽車(chē)安全帶的重
要部件，在汽車(chē)發(fā)生碰撞、傾翻等事故中對(duì)乘車(chē)人員的
生命安全起到重要的保護(hù)作用。扭矩性能是汽車(chē)安全
}基金項(xiàng)目：江西省自然科學(xué)基金項(xiàng)目(2007GZS0789)。
帶卷簧的最重要性能之一Ⅲ，通過(guò)測(cè)試汽車(chē)安全帶卷簧
的扭矩性能，可為汽車(chē)安全帶能否對(duì)人身安全起到可
靠的保障作用提供數(shù)據(jù)參考依據(jù)。目前，我國(guó)卷簧扭矩
測(cè)試設(shè)備存在功能不強(qiáng)、測(cè)試精度不高、可操作性較差
等缺點(diǎn)。因此，為提高測(cè)試的安全性和可靠性。本文對(duì)
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(責(zé)任編輯文楫)
修改稿收到日期為2010年12月27日。
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． 試驗(yàn)·測(cè)試·
汽車(chē)安全帶卷簧測(cè)試系統(tǒng)(下稱(chēng)測(cè)試系統(tǒng))的組成和原
理進(jìn)行了研究．對(duì)其硬件和軟件進(jìn)行了設(shè)計(jì)。
2 測(cè)試系統(tǒng)組成及原理
測(cè)試系統(tǒng)主要由扭矩試驗(yàn)臺(tái)機(jī)械部分、電氣箱、
PCI數(shù)據(jù)采集卡和上位機(jī)組成，如圖l所示。卷簧放
置在測(cè)試模具中，一端與測(cè)試模具一起固定在支架
上，另一端固定在卷簧頂針上，可與步進(jìn)電機(jī)軸一起
旋轉(zhuǎn)。當(dāng)步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)，卷簧固定在頂針的一端
上
位
機(jī)
光電編碼器
電
氣
箱
力傳感器信號(hào)
步進(jìn)電機(jī)
／
支架＼
／ ＼
電機(jī)連桿
／卷簧頂譬t＼
型 星
設(shè)備底座
作收卷或回卷運(yùn)動(dòng)，會(huì)對(duì)測(cè)試模具產(chǎn)生某一方向的
扭矩，這個(gè)扭矩與拉壓力測(cè)試桿所產(chǎn)生的扭矩相平
衡，拉壓力}貝0試桿上的扭矩值由拉壓力傳感器測(cè)量
得到。假設(shè)拉壓力傳感器測(cè)量得到的力為F，拉壓力
測(cè)試桿距電機(jī)軸的力臂為 ，則卷簧的扭矩M=Fx
尺。與扭矩對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)角信號(hào)則由光電編碼器測(cè)量得
到。為了防止卷簧在測(cè)試過(guò)程中產(chǎn)生軸向位移，測(cè)
試模具表面安裝有擋板(圖1未示出)，擋板表面光
滑以減少與卷簧之間的摩擦。
拉壓力傳感器
拉壓力傳感器連接桿
拉壓力測(cè)試桿
轉(zhuǎn)動(dòng)軸座
==] 翥葬
軸連接塊
圖1 卷簧測(cè)試系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意
汽車(chē)安全帶卷簧動(dòng)態(tài)扭矩測(cè)試過(guò)程由上位機(jī)軟
件控制完成。測(cè)試過(guò)程為：上位機(jī)軟件發(fā)送“開(kāi)始”
命令到PCI數(shù)據(jù)采集卡，PCI數(shù)據(jù)采集卡通過(guò)電氣
箱驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)正轉(zhuǎn)，測(cè)試卷簧收卷扭矩性能。拉
壓力傳感器和光電編碼器測(cè)量得到的扭矩信號(hào)和圈
數(shù)信號(hào)由數(shù)據(jù)采集卡的A／D轉(zhuǎn)換器和計(jì)數(shù)器轉(zhuǎn)換
成數(shù)字信號(hào)，通過(guò)PCI總線傳送到上位機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)
顯示和存儲(chǔ)。當(dāng)步進(jìn)電機(jī)正轉(zhuǎn)到達(dá)設(shè)定圈數(shù)或最大
扭矩值時(shí)，步進(jìn)電機(jī)反轉(zhuǎn)以測(cè)試回卷扭矩性能。當(dāng)
回轉(zhuǎn)至零點(diǎn)時(shí)．步進(jìn)電機(jī)停止，測(cè)試過(guò)程結(jié)束，這時(shí)
可執(zhí)行生成報(bào)告、打印數(shù)據(jù)等操作。該測(cè)試系統(tǒng)最
大設(shè)計(jì)扭矩為50N·em．要求達(dá)到0．001 N·m的測(cè)
試精度，測(cè)試圈數(shù)精度為0．01圈。這種測(cè)試方案充
分利用了上位機(jī)數(shù)據(jù)處理速度快、具有人機(jī)交互的
特點(diǎn)，可提高測(cè)試系統(tǒng)的測(cè)試靈敏性及可操作性。
3 測(cè)試系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
圖2為測(cè)試系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)。為滿(mǎn)足測(cè)試系統(tǒng)的
設(shè)計(jì)精度要求，數(shù)據(jù)采集卡選用北京阿爾泰公司的
PCI一8602數(shù)據(jù)采集卡．該采集卡最多能提供32路
單端和l6路雙端A／D通道，A／D轉(zhuǎn)換精度達(dá)到l6
位，數(shù)據(jù)采樣速率最大可達(dá)250 kHz，內(nèi)置8 KFIFO，
提供靈活的觸發(fā)采集方案。另外，該數(shù)據(jù)采集卡還
包括了4路l2位D／A、8路DI和8路DO．1路時(shí)基
最高為20 MHz的計(jì)數(shù)器。數(shù)據(jù)采集卡基于PCI總
一42 一
線進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。
圖2 系統(tǒng)餿件結(jié)構(gòu)不意
拉壓力傳感器選用蚌埠天光傳感器公司的
T．1L一1型拉力傳感器，其綜合精度為0．02，靈敏度為
2．0 mv／V，零點(diǎn)輸出±1％F．S，量程為5 kg，因此其精
度可達(dá)0．02％x5 kg=l g。拉壓力測(cè)試桿位置與軸線
距離固定為4 em，則最小測(cè)量扭矩為0．04 N·cm，最
大測(cè)試扭矩為200 N·em，滿(mǎn)足系統(tǒng)的測(cè)試精度要
求，其輸出信號(hào)經(jīng)過(guò)放大和低通濾波后輸入至PCI
數(shù)據(jù)采集卡的模擬量輸入端AI。。
光電編碼器采用臺(tái)達(dá)公司的ES3—02CN6941增
量型光電編碼器。其1圈輸出200個(gè)脈沖，采用集
汽 車(chē) 技 術(shù)
稚曼谷 卡
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· 試驗(yàn)·測(cè)試·
電極開(kāi)路輸出滿(mǎn)足系統(tǒng)O．0l圈的精度要求。由于利
用PCI數(shù)據(jù)采集卡的DO?？刂齐姍C(jī)方向，因此不需
要光電編碼器判斷旋轉(zhuǎn)方向，這里只輸出光電編碼
器相位相差180。兩路信號(hào)中的一路信號(hào)，接至PCI
數(shù)據(jù)采集卡的CLKIN引腳，該引腳為數(shù)據(jù)采集卡的
計(jì)數(shù)器輸入端。
步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器采用SH2046D型步進(jìn)電機(jī)驅(qū)
動(dòng)器，該驅(qū)動(dòng)器可驅(qū)動(dòng)兩相四線、四相六線、四相八
線步進(jìn)電機(jī)，具有噪聲低、效率高、電壓范圍寬等特
點(diǎn)。系統(tǒng)采用256細(xì)分步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)方案，由于步
進(jìn)電機(jī)的原始步距角為0．9。，經(jīng)過(guò)256細(xì)分后可達(dá)
0．003 5。，因而可保證系統(tǒng)測(cè)試時(shí)平穩(wěn)、可靠。如圖2
所示，SH2O46D的DIR+、DIR一為步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向
控制端，接至PCI數(shù)據(jù)采集卡的數(shù)字量輸出口DO。；
CP+、CP一為脈沖輸入端，脈沖輸入由V／F模塊提供，
V／F模塊能夠控制整個(gè)測(cè)試過(guò)程的時(shí)間。V，F(xiàn)模塊接
收PCI數(shù)據(jù)采集卡的模擬輸出信號(hào)AO。，并將模擬
信號(hào)轉(zhuǎn)換成與電壓成比例的頻率信號(hào)輸出至步進(jìn)電
機(jī)控制器以控制步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速。
4 測(cè)試系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
4．1 軟件功能模塊設(shè)計(jì)
軟件部分包括人機(jī)交互、實(shí)時(shí)波形顯示、數(shù)據(jù)存
儲(chǔ)、報(bào)表等功能模塊，如圖3所示。
汽車(chē)安全帶卷簧
扭矩測(cè)試軟件
鎏鬟}T1募 l l數(shù)握 1人機(jī)交互 生成i l數(shù)囂誓人
波形
數(shù)據(jù)
預(yù)處
理
波形
數(shù)據(jù)
鼠標(biāo)
取點(diǎn)
f圜
I校準(zhǔn)l
I操作l
圖3 軟件功能框圖
人機(jī)交互模塊主要包括6類(lèi)交互：數(shù)據(jù)采集交
互．主要提供測(cè)試啟動(dòng)、復(fù)位、停止、清零等功能的交
互操作；實(shí)時(shí)波形顯示交互，主要是在測(cè)試過(guò)程中實(shí)
時(shí)呈現(xiàn)“圈數(shù)一扭矩”動(dòng)態(tài)波形，以便觀察卷簧運(yùn)行的
實(shí)時(shí)狀態(tài)：波形分析交互，主要是提供波形數(shù)據(jù)處理、
波形放大和縮小、鼠標(biāo)取點(diǎn)等功能交互；報(bào)表生成交
互，主要是根據(jù)測(cè)試數(shù)據(jù)生成報(bào)表；校準(zhǔn)操作交互，包
括數(shù)據(jù)采集卡的A／D和D／A轉(zhuǎn)換器校準(zhǔn)、力傳感器
校準(zhǔn)及去除預(yù)加載操作；輸人存儲(chǔ)、導(dǎo)入和導(dǎo)出交互。
波形分析功能模塊主要是根據(jù)原始測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)
行數(shù)據(jù)處理，對(duì)得到的不同波形進(jìn)行觀察和分析。
具體包括低通、帶阻數(shù)字濾波處理，數(shù)據(jù)的平滑和平
均處理，波形的FFT變換，波形數(shù)據(jù)的放大、縮小、
平移等功能。鼠標(biāo)取點(diǎn)功能主要是實(shí)現(xiàn)鼠標(biāo)點(diǎn)擊實(shí)
時(shí)波形圖上的曲線便可顯示當(dāng)前點(diǎn)的圈數(shù)和扭矩信
息的操作，該功能可為波形數(shù)據(jù)的觀察提供方便。
報(bào)表模塊主要是輸出測(cè)試過(guò)程的結(jié)果，包括試
驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表和汽車(chē)卷簧扭矩測(cè)試結(jié)果報(bào)告單[21。
由于2個(gè)報(bào)表均以word形式呈現(xiàn)，因此該模塊包括
訪問(wèn)word的接口模塊和根據(jù)原始測(cè)試數(shù)據(jù)提取報(bào)
表數(shù)據(jù)的功能模塊。
2011年第5期
數(shù)據(jù)輸入、輸出模塊主要管理原始測(cè)試數(shù)據(jù)、配
置數(shù)據(jù)及打印功能。系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)管理采用文件管理
方式，即每次采集到的測(cè)試數(shù)據(jù)自動(dòng)生成一個(gè)數(shù)據(jù)
文件。導(dǎo)人數(shù)據(jù)文件可自動(dòng)生成卷簧的“圈數(shù)一扭
矩”波形。導(dǎo)入配置文件可恢復(fù)數(shù)據(jù)采集控制各參
數(shù)的配置信息。打印功能實(shí)現(xiàn)word報(bào)表和測(cè)試波形
的打印。
數(shù)據(jù)采集控制模塊主要是根據(jù)人機(jī)交互中數(shù)據(jù)
采集交互模塊，通過(guò)PCI一8602數(shù)據(jù)采集卡提供的
接口訪問(wèn)硬件，以控制測(cè)試過(guò)程與硬件相關(guān)的操作。
4．2 數(shù)據(jù)采集控制的實(shí)現(xiàn)
數(shù)據(jù)采集部分提供整個(gè)系統(tǒng)所需要的數(shù)據(jù)，圖
形顯示等模塊都依賴(lài)于數(shù)據(jù)采集的實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確
性。卷簧扭矩測(cè)試系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)包括圈數(shù)和扭矩
信號(hào)。圈數(shù)信號(hào)利用增量型光電編碼器計(jì)數(shù)采集得
到，而扭矩信號(hào)利用力傳感器采集得到。數(shù)據(jù)采集
一是需要保證準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)地采集到所需數(shù)據(jù)，另外則
要保證圈數(shù)信號(hào)與扭矩信號(hào)采集的同步，即應(yīng)保證
采集到的扭矩應(yīng)是對(duì)應(yīng)某一圈數(shù)的扭矩值。
4．2．1 數(shù)據(jù)采集方案的確定
系統(tǒng)采集圈數(shù)精度為0．01圈，為了保證數(shù)據(jù)采
一43 一
形波件文入導(dǎo)=II據(jù)數(shù)存儲(chǔ)I=I置配件文星讀l～I(xiàn)形波印打 II表報(bào)印打
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· 試驗(yàn)·測(cè)試·
集的實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確性，考慮以下幾種采集方案[3．4]：
a． 啟動(dòng)脈沖計(jì)數(shù)，當(dāng)步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)增加到0．01
圈時(shí)，停止脈沖計(jì)數(shù)；啟動(dòng)A／D數(shù)據(jù)采集，采集多個(gè)數(shù)
據(jù)，取平均值并存儲(chǔ)，停止A／D轉(zhuǎn)換，再啟動(dòng)脈沖計(jì)
數(shù)。如此循環(huán)采集，直到滿(mǎn)足結(jié)束條件為止。
b． 計(jì)數(shù)器不關(guān)閉，一直計(jì)光電編碼器輸出的
脈沖數(shù)。當(dāng)計(jì)數(shù)值達(dá)到0．01圈的整數(shù)倍時(shí)才啟動(dòng)A／
D轉(zhuǎn)換，采集多次。取平均值并存儲(chǔ)，停止A／D轉(zhuǎn)
換。如此循環(huán)，直到滿(mǎn)足停止條件。
c． 計(jì)數(shù)器、A／D轉(zhuǎn)換同時(shí)啟動(dòng)，啟動(dòng)后均不
關(guān)閉。
第1種方案在步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)速較低時(shí)測(cè)量精度較
高．但當(dāng)步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)速較快時(shí)，光電編碼器輸出1個(gè)
脈沖的時(shí)間減少。由于A／D轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)處理、存儲(chǔ)、
線程切換都需要消耗CPU時(shí)間，當(dāng)這些時(shí)間大于光
電編碼器輸出1個(gè)脈沖的時(shí)間時(shí)，圈數(shù)信號(hào)將與扭
矩信號(hào)不同步。
為了保證采集數(shù)據(jù)精度，對(duì)卷簧同一位置扭矩信
號(hào)進(jìn)行了多次采集，取均值處理。本系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)采集
速度的要求為20 以上，即采集1次數(shù)據(jù)時(shí)間最多
需50 s。上位機(jī)安裝的windows xp系統(tǒng)是一個(gè)搶占
式、多任務(wù)系統(tǒng)，定時(shí)精度只能達(dá)到ms級(jí)，若采用第
3種方案，則無(wú)法保證上位機(jī)應(yīng)用程序與PCI一8602
在數(shù)據(jù)采集時(shí)間上的一致性，上位機(jī)應(yīng)用程序不能準(zhǔn)
確界定卷簧某一位置所對(duì)應(yīng)的A／D轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)在FIFO
中的范圍。因此，第3種方案也不可行。
第2種方案克服了第1種方案的缺點(diǎn)，即使步
進(jìn)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)較快，由于計(jì)數(shù)器并不關(guān)閉，所得到的圈
數(shù)信號(hào)與扭矩信號(hào)仍是匹配的。試驗(yàn)證明，第2種
方案在步進(jìn)電機(jī)具有較高速度時(shí)仍能獲取準(zhǔn)確的圈
數(shù)和扭矩值匹配數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)完備性好，滿(mǎn)足卷簧扭矩
測(cè)試的要求。
4．2．2 數(shù)據(jù)采集線程設(shè)計(jì)
為了保證數(shù)據(jù)采集的實(shí)時(shí)性，創(chuàng)建了一個(gè)單獨(dú)
線程進(jìn)行數(shù)據(jù)采集【5】。
圖4為數(shù)據(jù)采集線程流程。在采集線程開(kāi)始時(shí)，
設(shè)置計(jì)數(shù)器和A／D轉(zhuǎn)換器的工作方式。計(jì)數(shù)器工作
方式設(shè)置包括功能模式(定時(shí)或計(jì)數(shù))、時(shí)鐘來(lái)源、
是否需要門(mén)控、是否為緩沖計(jì)數(shù)、輸出模式等。A／D
轉(zhuǎn)換工作方式設(shè)置則包括采集模式(采集線程為連
續(xù)采集模式)、首末通道設(shè)置、增益設(shè)定、觸發(fā)模式、
時(shí)鐘來(lái)源等。在開(kāi)始測(cè)試前，需要判斷當(dāng)前卷簧的
位置，以確保卷簧測(cè)試起點(diǎn)在零點(diǎn)處。為了與視圖
類(lèi)通訊，線程所帶參數(shù)為視圖所對(duì)應(yīng)的文檔類(lèi)指
— — 44 ——
針，采集前獲取文檔所對(duì)應(yīng)視圖的指針，在步進(jìn)電
機(jī)采集到數(shù)據(jù)后，發(fā)送數(shù)據(jù)到視圖類(lèi)，以更新卷簧
的實(shí)時(shí)波形。
@
r ． ． 。。 t． ．
l創(chuàng)建PCI設(shè)備對(duì)象l
設(shè)置計(jì)數(shù)器、A／D轉(zhuǎn)換器工作方式
卜．—————— 步進(jìn)電機(jī)正轉(zhuǎn)l I
l是
停止步進(jìn)電機(jī)5 s后．正轉(zhuǎn)
啟動(dòng)計(jì)數(shù)器
啟動(dòng)A／D，采集1O次，取平均，存儲(chǔ)，停止A／D
《 蘭鼙蘭
≤
圖4 卷簧數(shù)據(jù)采集流程
5 系統(tǒng)測(cè)試
為驗(yàn)證該卷簧測(cè)試系統(tǒng)的測(cè)試精度進(jìn)行了實(shí)
測(cè)。測(cè)試條件為：卷簧材料為碳鋼，最大測(cè)試圈數(shù)為
22圈，最大扭矩設(shè)置為40 N·cm，步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)速為
12 r／min。數(shù)據(jù)采集卡A／D工作方式為：連續(xù)轉(zhuǎn)換模
式，首末通道都設(shè)置為0，采樣頻率為100 kHz，模擬
通道為8倍增益，輸入量程為0～5 V，軟件觸發(fā)模
式，觸發(fā)靈敏度為40，時(shí)鐘源為PCI數(shù)據(jù)采集卡板
載時(shí)鐘，單端方式。計(jì)數(shù)器工作方式為：計(jì)數(shù)器模式，
采用外部時(shí)鐘源，禁止緩沖計(jì)數(shù)，允許溢出后繼續(xù)計(jì)
數(shù)，無(wú)輸出。對(duì)試驗(yàn)卷簧連續(xù)測(cè)試3次，其中某次測(cè)
試得到的動(dòng)態(tài)波形如圖5所示。利用軟件數(shù)據(jù)存儲(chǔ)
功能分別將3次所測(cè)得的波形數(shù)據(jù)存為數(shù)據(jù)文件，
并將整數(shù)圈數(shù)據(jù)導(dǎo)出至excel。
23，89
a 20．48
17．06
l3．65
lO．24
霸6．83
3．41
0 0 l 2 3 4 5 6 7 8 9 10l1l2
13l415l617l819202122
圈數(shù)
圖5 實(shí)測(cè)波形
汽車(chē)技術(shù)
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· 試驗(yàn)·測(cè)試·
5．1 數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性驗(yàn)證
為驗(yàn)證波形的準(zhǔn)確性，選取卷簧有效圈數(shù)6—
19圈內(nèi)整數(shù)圈的收卷和回卷共28個(gè)采樣點(diǎn)，利用
標(biāo)準(zhǔn)測(cè)力裝置進(jìn)行手工測(cè)量。收卷時(shí)，手工實(shí)測(cè)值
與軟件顯示值對(duì)比如表1所列：回卷時(shí)，手工實(shí)測(cè)
值與軟件實(shí)測(cè)顯示值對(duì)比如表2所列。圖6為軟
件實(shí)測(cè)誤差曲線，誤差定義為軟件實(shí)測(cè)值與手工
實(shí)測(cè)值的差值。由圖6可看出，軟件實(shí)測(cè)值最大誤
差為0．08 N·cm，在允許誤差范圍內(nèi)，滿(mǎn)足汽車(chē)安全
帶卷簧測(cè)試精度要求。
表1 手工測(cè)量上緊扭矩值與軟件實(shí)測(cè)上緊扭矩值對(duì)比結(jié)果
圈數(shù) 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19
手工實(shí)測(cè)值／N·em 11．40 12．27 13．25 14．07 15．12 l5．60 16．O7 16．42 16．67 17．08 17-32 17．60 17．95 18．30
軟件實(shí)測(cè)1／N·cm 1137 12．34 13．28 14．O7 15．11 15．59 16．03 16-38 16．61 17．08 1735 17．62 17．99 18．34
軟件實(shí)測(cè)2／N·em 11．34 l2-30 13．25 14．O6 15．11 15．6l 16．06 16．41 16．65 17．10 17．35 17．61 l7．98 18_32
軟件實(shí)測(cè)3 ·cm 1l_38 12．34 13．28 14．o7 l5．10 l5．57 l6．02 16_39 16．61 17．1O 17-36 17．63 17．91 18_3O
表2 手工測(cè)量放松扭矩值與軟件實(shí)測(cè)放松扭矩值對(duì)比結(jié)果
圈數(shù) 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19
手工實(shí)測(cè)值／N·cm 10．70 l1．52 12．06 12．67 12．85 l3-31 l3．68 14．08 14．20 14．59 15．00 l5．37 15．78 16．07
軟件實(shí)測(cè)1／N·cm 10．75 11．56 12．08 12．67 12．88 l3．31 13．67 14．06 14．24 14．58 14．98 15．34 15．78 16．09
軟件實(shí)測(cè)2／N·em 10．76 11．57 12．05 12．65 12．89 13．34 13．69 14．05 14．25 14．60 15．00 15．34 15．80 16．10
軟件實(shí)測(cè)3／N·em lO．78 11．58 12．09 l2．67 12．85 13-31 13．69 14．07 14．21 14．59 15．01 15．36 l5．77 16．10
O
0
；0
嘉0
0
量
_0
— 0
(a)r-緊誤差曲線
放松圈數(shù)
(b)放松誤差曲線
圖6 軟件實(shí)測(cè)誤差曲線
5．2 數(shù)據(jù)重復(fù)性驗(yàn)證
由表1和表2可知，對(duì)應(yīng)試驗(yàn)卷簧同一位置，上
緊時(shí)所產(chǎn)生的最大重復(fù)性誤差發(fā)生在第13圈，不確
定度為O．O3 N·cm：放松時(shí)所產(chǎn)生的最大重復(fù)性誤
差發(fā)生在第8圈。不確定度為0．023 N·cm?？芍?
統(tǒng)重復(fù)性較好，滿(mǎn)足汽車(chē)安全帶卷簧測(cè)試要求。
2011年第5期
6 結(jié)束語(yǔ)
以高性能數(shù)據(jù)采集卡PCI一8602為核心，構(gòu)成
了上位機(jī)為主的汽車(chē)卷簧扭矩測(cè)試方案。該方案在
利用PCI一8602保證數(shù)據(jù)采集的快速性和準(zhǔn)確性基
礎(chǔ)上．充分發(fā)揮了上位機(jī)交互功能強(qiáng)、功能豐富、操
作方便的特點(diǎn)。經(jīng)實(shí)際檢測(cè)驗(yàn)證，整個(gè)系統(tǒng)滿(mǎn)足了
汽車(chē)安全帶卷簧檢測(cè)要求．功能豐富，可操作性好，
響應(yīng)時(shí)間迅速，滿(mǎn)足工程實(shí)際應(yīng)用的要求，為汽車(chē)安
全帶卷簧的準(zhǔn)確測(cè)試提供了保障。
參 考 文 獻(xiàn)
1 張飆．汽車(chē)安全帶實(shí)驗(yàn)方法的探討．天津汽車(chē)，1998(3)：32～
35．
2 曹利鋼，等．汽車(chē)安全帶卷簧扭矩測(cè)試系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)與
實(shí)現(xiàn)．計(jì)算機(jī)測(cè)量與控制，2010，18(9)：2190—2193．
3 王俊華，何樂(lè)，趙銀．等．基于CAN總線的車(chē)載測(cè)量系統(tǒng)設(shè)
計(jì)與實(shí)現(xiàn)．汽車(chē)技術(shù)．2009(12)：45—50．
4 Kettil P，Wiberg N E．Development of Software for Structural
Analysis Adapted to Construction Engineering Applications．
Engineering with Computers．2006，21(3)：225~236．
5 David J．Kmglinski．Programming Visual C++6．0技術(shù)內(nèi)幕．
北京：希望電子出版社．1999．
(責(zé)任編輯文楫)
修改稿收到日期為2011年3月10日。

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