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用于台车试验的加速度传感器 |
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| http://cn.newmaker.com
7/10/2009 10:05:00 PM
精量电子-美国MEAS传感器
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 台车试验是当今最经济、最有效的碰撞试验方法。加速度计则用于收集更多、更可靠的数据。
在过去46年里，台车试验已经在很多不同的行业得到了运用。Seattle Safety 、HYGE、Bendix、MGA和Hodogaya等公司为碰撞试验领域提供了大量运用台车试验的创新方法（见图1）。
在汽车公司，人们所探讨的台车试验包括安全气囊的安装、侧面撞击、安全带扣、内部组件、座位、人体极限、儿童保护系统、缓冲器、仪表盘、轮椅、旅行车、摩托车以及救护车病床等。相对于使用真车进行碰撞试验，台车试验更能体现价值，它具有成本更低、试验结果更快、数据更可靠以及重复碰撞试验可控等特点。
图1 现代台车试验技术
加速度是最常用到的碰撞试验参数，它能为用户提供大量的信息。简单的加速度数据整合即可提供速度和位置信息，这在运用公式F=m×A计算作用力时相当有用。这些加速度传感器可以被用作触发器，或者安装在假人上，或者安装在台车自身的测试组件上。
台车试验的一个主要目的就是绘制出加速度（减速度）与时间的对比曲线，这些“脉冲”会根据客户的需求不同而不同。台车试验提供了一个非破坏性的试验平台，这个平台能够准确地重新模拟出破坏性障碍物试验产生的脉冲。这有助于使用同一固定装置对某一特定产品进行多次测试。
因为碰撞试验成本很高，所以数据的准确性和可重复性是很重要的。任何特定的测试都可能涉及100个或者更多的数据通道，而每个数据通道又包括数千个数据点。这些大量的数据都得用非常复杂的DAS（数据采集系统）来收集。
最近Diversified Technical Systems公司已经开发出了TDAS增强型电平触发器设备（LTD）。TDAS是一个具备防撞能力的设备，当超过预设的加速度值时，它能够提供光绝缘的节点闭合作用输出信息。它可以与任何能接收接触点闭环信号的设备兼容。可更换型硅微机械压阻加速度传感器（4000系列）适用于该应用，其特点为过载保护和整体温度补偿。LTD拥有5个可选择的g 等级和5种滤波（Hz）选择。滤波越高，反应时间越短；滤波越低，假触发的可能性越低。
仪表盘和车门等的测试无疑是个挑战，因为测试所应用的传感器必须很小，并且需要承受很高的加速度。另外，在狭窄的空间里准确的放置传感器也相当重要。52M30型传感器就是为此专门设计的，同样也被应用在侧面碰撞测试上。因为产品的体积只有一个笔头的大小，而且成本低廉，所以使用在传感器或者电缆很容易被破坏的环境能有相当理想的效果（题图）。
碰撞试验专家正逐渐转向另外一种方法，就是在离传感器几英寸（1in=25.4mm）的地方安装一个低成本的连接器，然后通过连接器连接到延长线。因传感器为大多数的电缆损坏都发生在离传感器152.4mm的位置，更换延长线比更换传感器组件更容易和经济，从而延长了碰撞测试中传感器的使用寿命。这种方式在1201/1201F型应用非常广泛，此方案可以用于所有传感器类型，甚至3轴的结构。
假人的几项测试要求准确地放置加速度计。这些传感器被安装在假人的头部、胸部以及脊椎和骨盆，安装时必须遵循SAEJ211/J2570规则和标准。假人生产商为加速度传感器预留了安装位置。图3展示了典型的3轴安装块，以及64C型加速度传感器。3个传感器将被装在这个安装块上。
图3 3轴安装块和64C型加速度传感器
工程师可以将一个或多个加速度传感器直接安装在台车的表面。就算功能变化了，它们仍然被用作闭环的反馈以控制加速度脉冲，同时用来监控台车的加速/减速。使用例如EGCS-S425一类的临界阻尼加速度计做台车试验的潮流正渐渐兴起。最常见的DAS是DTS和DT等公司提供的系统。DAS在传感器和存储器之间提供了一个接口。DAS给加速度传感器提供激励电压，然后记录和储存传感器传回的信号。这种类型的系统采用循环缓冲区持续记录数据。当接到“触发”信号时，系统就会储存一系列数据以便下载。除DAS以外，接地和连接器线路的正确性对于保证加速度计的性能非常重要，因为这将避免噪声和复杂的接地回路。
文中所涉及的所有传感器的安装都建议使用螺钉安装或以胶水粘接固定，以保证最佳的产品性能，而研究表明双面胶带在一些应用中是一种不错的替代选择。这种安装技术的使用极大地减少了安装时间以及测试后取下和清洁传感器的时间。精量电子收集了一些型号加速度计的标定数据，这些数据表明使用双面胶带固定和使用螺钉或胶水固定的加速度计的精度是一样的。
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