Аппаратурное обеспечение экспериментальных исследований

Для проведения экспериментальных исследований был разработан комплекс оборудования, который включал в себя как стандартное оборудование, выпускаемое промышленностью, так и оригинальные аппаратурные средства.

Аппаратурный комплекс должен был определять в процессе эксперимента следующие параметры:

- давление воздуха P1 в пневмоприводе тормозов в момент начала движения штока тормозной камеры каждого из колес автомобиля;

- давление воздуха Р2 в пневмоприводе тормозов в момент соприкосновения фрикционной накладки и тормозного барабана (окончания движения штока тормозной камеры) каждого из колес автомобиля;

- время запаздывания тормозного механизма каждого колеса t3.

Основой комплекса для измерения параметров по давлению являлся персональный компьютер Notebook PC с подсоединенным к нему комбинированным прибором АСК-4106. Прибор работает совместно с компьютером по интерфейсам USB 1.1 или LPT в режиме ЕРР и выполняет роль интерфейса.

Прибор АСК-4106, внешний вид которого представлен на рисунке 3.1, состоит из двух функциональных модулей: модуля двухканального цифрового запоминающего осциллографа и модуля генератора сигналов произвольной формы. Модуль двухканального цифрового запоминающего осциллографа предназначен для наблюдения сигналов от внешних устройств, их отображения на мониторе компьютера, измерения параметров сигналов и математической обработки с помощью программного обеспечения. Модуль генератора предназначен для выдачи сигналов произвольной формы, включая стандартные, а также задаваемые пользователем с помощью математических выражений или графически и использовался в процессе эксперимента для тарировки измерительной системы по каналам измерения давления и времени. Модули могут работать как независимо друг от друга, так и совместно под управлением соответствующего программного обеспечения.

Рисунок 3.1. Внешний вид измерительного комплекса на базе прибора АСК-4106 и Notebook PC

Для сохранения полученных в процессе эксперимента осциллограмм используется универсальный текстовый формат CSV (Comma Separated Values), который может быть в дальнейшем открыт как самой программой осциллофафа, так и любым текстовым редактором или процессором электронных таблиц MS Excel. Перед массивом данных в файл записываются комментарий пользователя и настройки осциллографа, что позволяет привязать сохраненные данные к абсолютным величинам. Кроме цифрового сохранения результатов измерений в форме текстового файла, возможно сохранение в файл уже готового изображения полученных сигналов от датчиков давления воздуха в приводе тормозной системы в формате BMP (Windows bitmap).

Сохраненное изображение затем можно загрузить в качестве фона графика для визуального сравнения сохраненных и новых сигналов. В режиме самописца данные записываются в наиболее экономичном битовом формате. В начале файла записывается комментарий пользователя, настройки осциллографа, далее пишутся данные по мере их поступления. При необходимости можно преобразовать двоичный файл в тот же текстовый формат «CSV», который используется при записи данных в файлы в обычном режиме. При загрузке сохраненных данных программа останавливает текущие измерения, восстанавливает сохраненные в файле настройки прибора и отображает данные осциллографа точно так же, как обычные измерения. Далее можно проводить с ними любую доступную в программе обработку.

Для просмотра файлов данных самописца используются встроенные программные средства, вызываемые с инструментальной панели самописца. С их помощью запускается или останавливается просмотр файла, осуществляются перемещение вручную по файлу, и регулировка скорости его автоматической прокрутки.

В штатной постановке прибор имеет следующие технические характеристики:

- количество каналов с независимым АЦП - 2 (все каналы идентичны);

- максимальная эквивалентная частота выборок в стробоскопическом режиме - 10 ГГц;

- максимальная частота дискретизации - 100 МГц;

- максимальное число выборок на канал - 131072;

- число разрядов АЦП - 8;

- режимы каналов - А, В, А и В;

- выбор режима работы осциллографа - одно-, двухканальный; - число отображаемых точек на экране - 100... 131072;

- тип интерфейса ПЭВМ - LPT, USB 1.1; - ширина линии графика - 1 пиксель.

Для измерения указанных выше параметров к измерительной системе подключаются датчики по схеме, показанной на рисунке 3.2.

Структура измерительной аппаратуры для проведения эксперимента

Датчики давления, в качестве которых использовались прецизионные датчики фирмы Motorola МРХ 5700 DP, устанавливались в стандартные контрольные точки переднего и заднего контуров пневмопривода и подключались к измерительным каналам прибора АСК-4106.

Датчики угловых перемещений, в качестве которых использовались круговые датчики МУ-615А, устанавливались на осях разжимных кулаков тормозных механизмов и фиксировались быстросъемными магнитными разъемами. Электрический выход датчиков подсоединялся к измерительному каналу прибора АСК-4106.

Датчик положения тормозной педали представлял собой стандартный контактный датчик из комплекта диагностического стенда СК-2. Его выход подсоединялся к входу развертки прибора АСК-4106. Появление сигнала на выходе данного датчика в момент начала движения тормозной педали являлось моментом начала очередного цикла замера параметров давления и положения штока тормозного цилиндра.

ГЛАВА 4. ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ЭФФЕКТИВНОСТЬ ИССЛЕДОВАНИЯ