[发明专利]一种便携式制动性能测试仪校准装置及其校准方法

摘要

本发明公开了一种便携式制动性能测试仪校准装置及其校准方法，包括采样机构、中央处理机构和校准执行机构，采样机构的信号输出端连接中央处理机构的信号输入端，中央处理机构的控制端连接校准执行机构；校准执行机构包括基架、交流伺服控制机构和翻转执行机构，采样机构包括角度传感器，角度传感器固定在翻转平台的下端面上，角度传感器的采集信号输出端通过传输线连接中央处理机构的采集信号接收端口；所述的中央处理机构包括操作箱和设于操作箱内的中央处理单元；能够精确实现倾角的控制，带动翻转平台连续转动即可实现对便携式制动性能测试仪的校准，且该校准方法数据溯源到重力加速度，因此，可以保证数据的可靠性与量值的准确传递。

主权项

1.一种基于便携式制动性能测试仪校准装置的校准方法，其特征在于：包括以下步骤：A：装置供电后，中央处理单元首先进行初始化配置，包括屏幕初始化，中央处理单元管脚配置初始化，串口中断初始化，中央处理单元配置所需要的定时器，以及采集信号接收端口、交流伺服电机供电端口和信号输送端口的初始化；B：设定翻转平台处于水平状态时为绝对0°状态，翻转平台顺时针转动的角度为正向角度，翻转平台逆时针转动的角度为负向角度；设定步骤A中所述的定时器，设定为20毫秒，利用定时器定时查询中央处理单元连接按键的管脚电平状态；C：将待校准的便携式制动性能测试仪通过绑带固定在翻转平台上，中央处理单元通过采集信号接收端口连接角度传感器，查询角度传感器的初始位置信息，得出初始位置信息与绝对0°的角度差值，再进行角度数据转换，即将输入的角度数据信息按照交流伺服电机的控制器的通信协议封装成帧发送给控制器，控制交流伺服电机及减速机运转，减速机带动翻转平台向绝对0°进行转动，直到翻转平台处于绝对0°时，交流伺服控制机构停止运转，准备工作完毕；D：根据JJF1168‑2007《便携式制动性能测试仪校准规范》要求，需要对待校准便携式制动性能测试仪进行12°、24°、37°、53°和90°五个测量点的减速度值校准，得出不同测量点的示值误差，若每个测量点均满足示值误差要求，则判定便携式制动性能测试仪为符合要求，若其中一个测量点不满足示值误差要求，则判定便携式制动性能测试仪为不符合要求；E：首先，进行正向12°测量点的减速度值校准操作人员手动通过按键输入12°，按键管脚电平发生变化，中央处理单元判定键盘处于被操作状态，记录按下的键盘待转动角度数据并储存；之后，操作人员按下确认键，中央处理单元捕捉、查询到确认键管脚电平变化后，判定为确认键被按下，之后，把输入的待转动角度12°进行数据转换，即将输入的待转动角度数据信息按照控制器的通信协议封装成帧发送给控制器；F：控制器接收到步骤E发送的帧后，控制交流伺服电机按照输入的相应角度数据帧，进行运转，同时带动减速机进行转动，利用减速机的输出轴带动翻转平台及便携式制动性能测试仪进行翻转，同时，显示屏上显示翻转平台当前的角度状态信息；G：当翻转平台转动到接近指定位置静止后，角度传感器采集当前角度值，进行角度校准，得出当前角度值与待转动角度值的角度差值，并将角度差值信息进行数据转换，将输入的角度信息按照控制器的通信协议封装成帧发送给控制器，再次进行翻转；H：若完成步骤G中的翻转静止后，角度传感器再次采集当前角度值，进行角度校准，重复步骤G，即进行角度值的自动循环校准，直到翻转平台转动到待转动角度位置为止；I：完成步骤H后，翻转平台静止于正向12°，利用重力场中加速度值与倾角的关系，如公式(1)所示：a＝g×sinθ    (1)式中，g——重力加速度值，通常取9.81m/s2；θ——校准装置中翻转平台的翻转角度；a——在θ角度下的加速度值，单位m/s2；计算正向12°测量点的减速度值，并显示在显示屏上；J：查看被校准便携式制动性能测试仪显示的减速度值，并对被校准便携式制动性能测试仪进行三次测量，记录并计算得出三次测量的减速度值的平均值当测得的减速度值为0～4.90m/s²时，则允许示值误差为：±0.10m/s²，按公式(2)计算如下，式中，Δi——在第i点测量时，被校准的便携式制动性能测试仪示值误差，m/s2；——在第i点测量时，被校准的便携式制动性能测试仪3次测量结果的平均值，m/s²；Ai——在第i点测量时，标准减速度值，即权利要求1中所述的便携式制动性能测试仪校准装置显示的减速度值，m/s2；当测得的减速度值为0～4.90m/s2以外其他值时，则允许示值误差为：±2.0％，按公式(3)计算如下，式中各个参数的含义与式子(1)相同；按公式(2)或者公式(3)计算得出正向12°测量点的示值误差Δi，将示值误差Δi与允许示值误差做比较，如果示值误差Δi在允许示值误差范围内，则判定为符合要求，如果示值误差Δi不在允许示值误差范围内，则判定为不符合要求；K：根据步骤E、F、G、H、I、J依次进行24°、37°、53°和90°四个测量点的减速度值校准，再根据步骤D判定所述便携式制动性能测试仪是否符合要求；所述的便携式制动性能测试仪校准装置包括采样机构、中央处理机构和校准执行机构，采样机构的信号输出端连接中央处理机构的信号输入端，中央处理机构的控制端连接校准执行机构；所述的校准执行机构包括基架、交流伺服控制机构和翻转执行机构，所述的基架包括水平基台和设于水平基台上的基座；交流伺服控制机构包括检测交流伺服电机转子位置的编码器、检测交流伺服电机转子转速的速度传感器、检测交流伺服电机定子电枢电流的电流传感器、控制器、交流伺服电机和减速机，控制器的采样端口通过引线分别连接编码器、速度传感器和电流传感器的采集信号输出端，控制器的驱动端口通过驱动线连接交流伺服电机的受控端，交流伺服电机的输出轴连接减速机的输入端，减速机固定在基座上，且减速机的输出轴水平布置；翻转执行机构包括翻转平台和支撑杆，翻转平台的横向中线上设有轴套，轴套与减速机的输出轴匹配固定，支撑杆的顶端与翻转平台铰接，且铰接点位于所述的中线上；所述的采样机构包括角度传感器，角度传感器固定在翻转平台的下端面上，且角度传感器与翻转平台无角度差，角度传感器的采集信号输出端通过传输线连接中央处理机构的采集信号接收端口；所述的中央处理机构包括操作箱和设于操作箱内的中央处理单元，中央处理单元采用单片机，操作箱的正面设有按键和显示屏，按键和显示屏均连接中央处理单元，操作箱内还设有控制器，操作箱的背面设有电源线插口、手动总开关、采集信号接收端口、采样端口和驱动端口；所述的水平基台上设有多个高低微调脚；所述的翻转平台上设有便携式制动性能测试仪固定孔，固定孔内设有滑块，滑块上设有绑带栓；所述的操作箱上设有手提部；所述的操作箱上设有急停按钮，急停按钮串联在中央处理机构的供电电路中；所述的交流伺服电机和减速机的减速比为1:10。