制动系统是汽车底盘的重要组成部分,在汽车制动过程中,对车轮运动状态进行迅速、准确而有效的控制,能确保汽车具有良好的方向操纵能力、抗侧滑能力,并保证制动距离最短,提高车辆行驶的安全性。因此,车辆的制动性能是评价汽车的重要技术指标。
现代典型的数据采集系统多采用上位机与下位机结合的主、从工作方式,下位机主要用于采集现场数据和监控设备,上位机一般用于对采集的数据进行图形显示、分析和生成试验报告等,上位机与下位机之间大多通过RS232/485 串口实现通信,多路通道数据采集的在线与离线故障检测分析,对软件系统提出了更高的要求。
基于这一模式和需求,在 Visual Basic 平台上运用串口通信与数据采集卡,对汽车制动试验台多参数性能检测进行实时监测及稳态、动态实时数据采集,同时集成办公自动化、模糊推理及虚拟仪器等技术,提高了试验检测的自动化和智能化水平,方便了数据的采集和处理。
1.方案设计
系统的总体设计采用 PC-DAQ 方案,通过多传感器采集和数据融合,并配以 PC 平台和虚拟仪器软件,构成车辆制动性能的各种数据采集控制仪器和系统,其结构框图如图1 所示。
虚拟仪器是在以计算机为核心的硬件平台上,
由用户设计定义虚拟面板、检测功能的一种计算机仪器系统。虚拟仪器的实质是利用计算机接口设备完成信号的采集、测量和调理,利用计算机强大的软件功能实现数据的运算、分析和处理,利用显示器的显示功能来模拟传统仪器的控制面板,以多种形式(如数值显示、仪表盘或棒条显示、实时或历史曲线显示等)形象、直观地表达出检测结果,从而完成各种检测和控制功能。
1)硬件系统设计
汽车制动系统性能检测系统的硬件平台核心是工业控制计算机,集中控制各传感器采集的信号、分析计算、数据存储、打印和报警等功能。外围硬件是各种传感器、信号调理电路、多功能数据采集卡等,主要实现信号的采集和处理功能。
这些信号采集和处理硬件的性能和功能直接影响虚拟检测系统的测试速度和测试精度。信号调理电路主要由整形电路、滤波电路、阻抗变换电路、电压控制放大电路和触发电路组成,其中信号放大电路是信号调理电路的核心,它将输入信号放大成0~10V 的信号,从而控制整个调理电路的通频带宽和幅值并降低噪声,使信号能被后续的多功能数据采集卡所接收。
考虑到采样频率、输入精度和A/D 转换速度与分辨率等技术指标,采用 PCI1713 高速数据采集卡及其外界的 PCLD881B 端子板,PCI 总线控制。该采集卡在单端连接方式时有32 路模拟输入通道,在差分连接方式时有 16 路模拟输入通道。