汽车最小转弯直径测量的智能化

汽车最小转弯直径测量的智能化 )一>计量技术1999. ?3 Lj,甲7 汽车最小转弯直径测量的智能化 干敏杰干敏梁 (酋秉南京市210001)(南京航蚕面碍) 摘要奉文介绍了一种用MCS-51单片机作拄1弭器的智能型汽车最小转弯直径浏 量仪文中较详}暇 地介绍了用电涡流传感器拉测汽车内外轮行驶弧长的原理以及8031单片机硬件 鲭构和软件藏程.由于 采用了微机技术,克服了该项参数传统测量方法的缺点,较好地实现了汽车最小转 弯直径测量的自动化 和智能化. 关-词 — 竺墨:兰!兰兰.!堡涡流传感器数据采集与处理 一 言雁董硷验 汽车最小转弯直径是汽车质量检验的一项 重要指标.该参数的传统测量方法是;汽车在平 坦,硬实的地面上以低速行驶,方向盘转到极限 位置,保持不动,设法使车轮在地面上留下轨 迹.然后测量人员用钢卷尺在互相垂直的两个 方向测量出轨迹圆直径,取算术平均值作为测 量结果.此法不仅需要较大场地而且准确度低, 费力,费时,操作不便,不能适应汽车大规模生 产对质量检验的需要.为此,我们应用单片机配 以精密传感器研制成功智能化汽车最小转弯直 径测量仪,它具有自动测量,存储,计算,显示数 据,打印测量结果等多项功能,并具有操作方 便,准确度高等特点. =,溪!I量原理 以汽车向左转为例,本系统测量汽车转弯 直径的原理如图1所示 图中设汽车前轮内外两轮的间距为工,最 小转弯半径为R(直径为D),车轮轨迹的圆心 角为口,两轮轨迹弧长分别s,,则: S1—2r.R】360,S2=2~R8/360 而R一R—L 故可得出:R=LS2/(--S)(1) / 一 1 !二.卜 圉1 本系统采用一特制齿轮与涡流传感器配 合,把弧长转换成齿数,设S,S对应的齿数分 别为?,?,齿距为,则: sl—N1,s2一N2 果,而增加偶丝直径才有明显效果.另一是 采用冷却型热电偶,空气通过管壁上特殊通道 将热电偶冷致8OO?以下温度.选择具有更高 绝缘电阻的绝缘替代MgO为另一有效措 施.据报导采用BeO绝缘的铠装热电偶在 i100~温场中使用仍未发现明显的分流误差. ?考文献 [1]Y柚啪幻et且LExpe工i嗍Btud趴凹蛐nionfn.dd f.rshundngerr5ofsheathedthermoeoup[es.TMCs】7 (1992)6,put1p607—612 [2]R_L.She~rdR.F.Hybrid.Modelingirmuhtorshun~- i"ginhigh塘mp.sheathedcbennoc.upl曲,TMCSI.5(1972) . p~t't3.p1841,1853 [3]林传拳,沈坤荣.铠装热电偶的寄生热电势,仪表材料. i975(6),p28,33' 计量技术1999.?3 代人式(1)得:R=LN2p/(Nzp--Ntp) 则:D=2LN户/(?2一?t)(2) 或:D=2L/(1一?1/?t)(3) 由上式可见,若已知轮距厶用传感器测出 ?,?:就可以计算出汽车的最小转弯直径D. 三,电涡流传感器 电涡流传感器是测量汽车转弯弧长的重要 部件.系统配置了两个齿轮与其配合,分别用来 测出转弯时内外轮行驶的弧长.图2给出了传 感器及测量部分的原理示意图. 圉2 两个特制齿轮分别装在内外轮毂上,传感 器探头固定在车体上且相对于齿顶有一小间 隙,当齿轮随车轮旋转时探头交替地正对齿顶 和齿根使祸流传感器周期地改变输出信号,此 电压信号经放大,整形后迭8031的计数输入 端,从而可以测出?,?. 特制齿轮的齿数,齿距的选取 决定了测量的准确度.设轮距三一 160era,由式(3)可知,为了使D的 测量误差小于lcm必须使测出的 ?,?具有3位或3位以上有效 数字.设测量的最短行程为内轮行 驶一圈,则外轮行程要大于一圈.故 选择齿效?100.基于上述计算并 3所示. Bu 口口 剧固睁PM ' 硅803I鼹B?()Bl 圉3 系统的键盘分数字键和功能键两类.根据 不同的车型,用数字键百位",十位","个位" 输入轮距值,(单位为cm);功能键有:"工值设 置","启动","测量","平均值","打印".由于按 键数量仅为8个,故采用独立式键盘结构.它占 用了8031的p1.O,p1.7. 系统扩展了一片2764EPROM用来存放 监控程序,一片6264用作外部数据存储器系 统还扩展了一片可编程并行接口芯片8255,用 作连接打印机和显示器的接口. 初始化 键扫描 /\ 键闭台, ,,/ 转^相应 200ra 蠹mfli"015差圈圈圉甲啐3选取如下:齿轮齿顶圆直径一I敷加II教加Il数加l1 送内存I『计数器l1垫孽lI.佶II,数=,齿厚一lIlIlll『I计JLTJL广ram,齿距声 =6mm.L1一JL1llf算菜lJI四,系统的硬件组成 本系统是一个以8031单片机 为控制棱心的智能化测量系统,原理框图如图 圉4 本仪器采用五位LED数码显示,最高位显 示汽车是左转(用L表示)还是右转(用R表 ,, ? l 计量技术1999.Ng-3 示),后四位是数据位,单位为cm 将两个传感器各自检测出的?l,经滤 波,整形,放大,变成规则的脉冲列,分别进到 8031的计数器,T进行计数,计数值按式 (2)即可算出汽车的最小转弯直径D. 本仪器可以外接微型打印机-随时将测量 结果打印出来. 五,系统的软件流程 约占5KB的系统软件固化在一片2764E. PROM中.整个程序由若干功能模块组成.主 要有健扫描处理程序,显示程序,打印程序及平 均值计算程序.程序的总流程图如图4所示. 篇幅所限各模块的详细流程图与程序清 单就不一一列出了.现仅说明两点: 1.为了使用户在键操作的顺序上具有一 定的窖错性,软件时作了一些优化处理:设 立了一些标忘,通过对其判断来控制程序的执 行,使得若出现按键顺序有错(如:未设置轮距 值就按启动键}未经测量就按平均值键等) 剐按键无效. 2.汽车的左,右转判别是用软件(即比较 ?,?=.大小)来实现的. 据和输出结果,不仅实现了汽车最小转弯直径 检测的自动化而且使测量具有高可靠性和高准 确度. 系统的测量准确度由两个因素决定:其一, 如前所述,与特制齿轮的齿数有关.理论上,齿 数越多则?/^的结果越精确.考虑到本系统 测量误差的要求为?lcm,即测量结果最多3 位有效数字(D一般小于10m),故?,N2(均 为整数)只须达到3位.如前面所,选取齿 数一105.其二,系统的测量准确度还与计算 的精确度有关.这由单片机的计算程序予以保 证,即N/N:取到小数点后4位. 在有关部门的配合下,将该仪器在汽车上 进行了试装并对汽车最小转弯直径进行了实 测,将测量结果与用人工方法的测量结果进行 比对.试验证明,测量结果准确,而其自动化程 度是人工方法无法比拟的. 我们相信该仪器的研制成功对实现汽车产 品质量检验的智能化将会起到积极的推动作 甩. 参考文献 [1]中国汽车工业公司汽车产品质量检验评定.机械工业 出版杜,1991.5 六,结束语[2]褒希光-传感器技术手册?国防工业出版杜,3986.12 釉蹴埠数 研) 数控电位器步进式自动增益控制电路 传号舞 往号理旦晋寰.拖里更(y-东江门化工仪表厂,江门529070) 数醛磋蠡控宅侈塞 在信号采集处理设备中,往往需要通过自 动增益控制电路对输入信号进行动态范围压 缩,以满足A/D等后续电路要求.为此我们设 计了使用数控电位器的步进式自动增益控制电 路,它由X9313数控电位器,LM7~7运算放大 器以厦80(2552单片机组成. 一 ,数控电位器 X9313是固态非易失性数控电位器.它包 含有31个电阻的电阻阵列,在每个单元之 间和两个端点都有可以被惜动单元访问的抽头 点.精动靖的位置被储存在一个非易失性存储