5 转向系统试验及三分力传感器应用
    5.1转向系统常规试验
    转向系统道路模拟耐久试验一般过程是将转向系统路谱数据
  （转换成时域波形）导入转向系统试验设备，通过迭代，反推出驱动程序，进行道路模拟耐久试验。实现转向系统在台架试验中模拟出其在整车道路试验中转向系统各零部件所受激励情况与疲劳损耗，使其试验效果与道路试验达到高度的一致性与同步性。其优势包括以下4个方面。
    （1）相比于传统耐久试验，其模拟精度高，能最大限度的等同于整车耐久试验。
    （2）能较好地代替整车道路试验，有效的节约开发成本和缩短试验周期。
    （3）有大量的数据监控，能及时准确的发现试验中的问题。
    （4）某一车型只需采一次路谱，便可以更换不同厂家的零部件进行试验，灵活性高。
    转向系统试验台所需要的驱动文件包含大量系统需要响应的时域信号，其生成过程分为以下两阶段。一阶段，系统识别过程，计算系统驱动响应的传递函数。二阶段，迭代过程，使用第一个过程计算的传递函数的反函数来创建一个系统驱动，该驱动将得到一个实际响应。
    通过选择驱动传感器信号和测定的目标响应信号，用户选择输入和输出向量，通过这些向量最终计算出传递函数矩阵，也就是所谓的系统矩阵。
    传递函数是一种数学模型，与系统的微分方程相对应，它是系统本身的一种属性，与输入量的大小和性质无关，因此可以在白噪声识别阶段，通过播放一个能量较小的随机波形，即可得到可计算出系统传递函数的响应波形，从而进一步针对各种不同形式的目标波形反求出系统的输入信号。
    多次迭代后（次数无具体限制，相关性越好，且波形不复杂，次数较少），RMS值落入到目标值10％以内即可，此时对比目标波形与实际响应波形，基本一致。
    一般来说，角度与位移的RMS值达到10％以内是比较容易的，力与扭矩的RMS值达到10％以内是较难的，特别是响应频率越高，则越不容易达到。

    5.2三分力传感器在转向系统测试中的应用
    力传感器的工作原理一般是基于应变效应，即导体或半导体材料在外界力的作用下产生机械变形时，其电阻值会相应的发生变化，而变化的电阻值与形变量存在一定的线性关系，通过测量电阻值的变化就可以得知已发生的应变量，从而得知力的大小。将应变片粘贴于某些弹性体上，并将其连接到测量转换电路，这样就构成测量各种物理量的专用应变式传感器。
    三分力传感器可以同时测量Fx、Fy和Fz三轴的力值，每轴量程为±22 kN，并可超载到±34 kN，采用2 mVIN的满量程常规输出，该传感器具有一定的抗侧载能力，即可一定程度上地将干扰扭矩隔离，使得单轴上的测量结果更为准确。
    为适应更多使用情况，三分力传感器可被设计成不同的安装形式，如板式安装、法兰式安装、轴向安装等。在转向系统测试中，拉杆的球销既有上下的运动，也有左右的运动，因此三分力传感器的安装点被设计在竖直向作动器的顶端，并通过转接摇臂，使得传感器（球销点）在进行上下运动的同时，可绕竖直向作动器完成转动。
    根据三分力传感器的安装形式进行夹具设计，由L形盖板、L形底座、锁母、三分力传感器和预紧螺栓组成（图7）。L形盖板、锁母和预紧螺栓与传感器形变部分连接，当转向盘激励输入一定扭矩时，转向拉杆（球销）横向带动零件1，并将拉杆力经由三分力传感器测量输出。

    在转向系统试验过程中使用三分力传感器，简化了试件安装过程，缩短了试验准备时间，提高了试验效率，同时不必为了安装力传感器而破坏转向拉杆，保证了试件的完整性。

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