[实用新型]一种三线扭摆振动自动周期测量装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种刚体动力学参数测定装置，尤其涉及一种三线扭摆振动自动周期测量装置。

背景技术

汽车发动机动力总成是汽车的主要振源，工程上普遍使用弹性悬置系统来隔离发动机传递到车体的振动，以降低乘员室的振动和噪声，改善汽车的乘坐舒适性，提高汽车动态品质。

刚体动力学参数包括质量、质心、转动惯性和惯性积共10个独立参数，获取精确的刚体动力学参数是进行刚体或多体系统动力学分析及其隔振系统设计的重要前提。刚体动力学参数的测试与识别方法主要有以下几类：落体测试法、扭摆振动测试法、复摆测试法、基于三维实体数值模型的数值计算方法、基于实验模态分析技术的参数识别法等。

目前工程实际中应用较多、精度较高的测量动力总成刚体动力学参数的主要方法是三线扭摆法。通常人工计时的起止点不同步，并需要用眼睛长时间直接观察，手动秒表读数误差大，使得人工计时测量结果存在较大误差。为提高周期计时的测量精度及测试数据的可靠性，特开发基于单片机的适合于三线扭摆振动的自动周期测量装置，用以配合三线摆试验台使用。

《中国计量学院学报》刊登的《MSP430单片机的三线摆转动惯量测量仪》一文中测量仪也是在这样的背景下研制的。但该测量仪仅采用单个光电传感器，不能消除混合摆（圆盘绕铅垂轴线扭摆振动的同时，还在一个铅垂平面内往复摆动）对信号采集的影响。环境因素，人员误操作，以及出现混合摆时会使测量数据出现较大偏差，这些偏差会导致数据完全错误、可靠性差而不可用，这就要求测量仪器本身具有检测、判断混合摆并自动报警的功能。

同时，现有的装置测量过程耗时长，而且没有实现与电脑的数据同步，需要耗费人力长时间蹲守在试验台旁，费时费力。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种测量数据准确且省时省力的三线扭摆振动自动周期测量装置。本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种三线扭摆振动自动周期测量装置，包括单片机、信号发射模块、信号采集模块和信号整合模块，其特征在于：所述单片机为AVR atmega16单片机；所述信号发射模块由两个发射管12组成，所述信号采集模块设有两个与信号发射模块相配合的接收管13；所述两个发射管12中心连线与被测物体表面反光条11垂直，且反光条11位于两个发射管12中间；所述发射管12为漫反射型光电传感器。

上述技术方案中进一步的，还包括一报警防错模块，在数据出现异常时启用，所述报警防错模块分别与AVR atmega16单片机和信号采集模块连接，设置有蜂鸣报警器和LED显示屏。

上述技术方案中进一步的，还包括一计数完成提示模块，所述计数完成提示模块与报警防错模块共用硬件，在50周期计数后启用。

上述技术方案中进一步的，还包括一数据同步模块，所述数据同步模块采用串行接口将AVR atmega16单片机与电脑连接，选用串口调试助手2.1进行串口调试。

上述技术方案中进一步的，所述数据同步模块还包括USART发送子程序和串口接收完毕中断服务子程序；所述USART发送子程序，当50次计数完成时，自动向计算机发送总时长的数据，并发送回车换行；串口接收完毕中断服务子程序，通过串口调试助手2.1向三线扭摆振动的自动周期测量装置发送字符时， AVR atmega16单片机接收每个字符并重新发给计算机，显示在接收区内，其后多发送回车换行，便于下次数据的记录。

本实用新型的有益效果在于：

1、具有分辨扭摆振动方向的能力，有效避免了混合摆对计数计时的影响，测量精度不受反光条宽度影响。

2、通过开发报警防错功能模块，排除了由环境、人员操作及摆动后期摆角过小等问题带来的周期计时错误。

3、50个周期的计数计时是一个比较长的过程，开发计数完成提示模块使得工作人员不需一直在仪器边等待测试结果，而在一次测试结束时记录下数据，并按下复位键，开始新一次的测量。

4、通过数据电脑同步模块，确保每次的测试数据不丢失，且可自动将数据保存至txt文件，便于后期的数据处理。

附图说明

图1为本实用新型的原理图；

图2为光电传感器布置方案示意图；

图3为三线扭摆振动的自动周期测量装置正面示意图；

图4为三线扭摆振动的自动周期测量装置顶部示意图。

具体实施方式

下面结合说明书附图对实用新型做进一步详细说明。