【畢業(yè)學(xué)位論文】（Word原稿）智能側(cè)滑儀數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)-電氣工程及其自動(dòng)化

畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 題目 智能側(cè)滑儀數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名 學(xué)號(hào) 2008128347 專業(yè) 電氣工程及其自動(dòng)化 班級(jí) 2008128347 指導(dǎo)教師 評(píng)閱教師 完成日期 2012 年 5 月 20 日 學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。本人完全意識(shí)到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。 作者簽名： 2012 年 5 月 20 日 學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書 本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保障、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向有關(guān)學(xué)位論文管理部門或機(jī) 構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)省級(jí)優(yōu)秀學(xué)士學(xué)位論文評(píng)選機(jī)構(gòu)將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。 本學(xué)位論文屬于 1、保密 ，在 _年解密后適用本授權(quán)書。 2、不保密 。 （請(qǐng)?jiān)谝陨舷鄳?yīng)方框內(nèi)打“”） 作者簽名： 2012 年 5 月 20 日 導(dǎo)師簽名： 年 月 日 目 錄 摘要 1 前言 2 1 緒論 3 內(nèi)外關(guān)于車輪側(cè)滑研究的歷史 3 車車輪側(cè)滑檢測發(fā)展現(xiàn)狀和和存在的問題 4 車車輪側(cè)滑檢測技術(shù)的研究與發(fā)展趨勢(shì) 6 2 智能側(cè)滑儀數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 8 滑檢測原理 8 移傳感器 9 頻電路 10 11 數(shù)及定時(shí)電路 12 示報(bào)警電路 13 能側(cè)滑儀數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)電路原理圖 14 3 智能側(cè)滑儀數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 15 程序設(shè)計(jì) 15 示程序設(shè)計(jì) 18 斷服務(wù)程序設(shè)計(jì) 21 4 程序調(diào)試、編譯及仿真運(yùn)行 23 用 行軟件編譯與調(diào)試 23 繪制電路原理圖 28 真軟件簡介 28 繪制電路原理圖步驟 29 真運(yùn) 行及仿真結(jié)果 30 5 智能側(cè)滑儀數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)結(jié)果分析 36 能側(cè)滑儀數(shù)據(jù)處理系 統(tǒng)誤差分析 36 響汽車車輪側(cè)滑量檢測結(jié)果的因素 36 輪側(cè)滑量有效檢測對(duì)策 37 結(jié)束語 38 致謝 39 參考文獻(xiàn) 40 附錄 42 共 47 頁 第 1 頁 智能側(cè)滑儀數(shù)據(jù)處理 系統(tǒng)設(shè)計(jì) 學(xué) 生：葉倩文 指導(dǎo)教師：萬鈞力 （三峽大學(xué)電氣與新能源學(xué)院） 摘 要： 汽車前輪側(cè)滑量是機(jī)動(dòng)車輛安全技術(shù)檢測的重要指標(biāo)，當(dāng)汽車直線行駛時(shí)前輪的橫向位移量稱側(cè)滑量，它是前輪定位參數(shù)在動(dòng)態(tài)情況下匹配性能的綜合反映，本設(shè)計(jì)以 片機(jī)為核心采用電感調(diào)頻式位移傳感器設(shè)計(jì)了一種智能側(cè)滑儀，介紹了側(cè)滑檢測的相關(guān)問題以及測量的原理和方法，為解決測量精度和測量速度的矛盾設(shè)計(jì)了四倍頻電路，并用單片機(jī)仿真軟件 證設(shè)計(jì)的正確性和可行性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明 :系統(tǒng) 測量精度優(yōu) 統(tǒng)硬件主要包括位移傳感器、倍頻電路、顯示報(bào)警電路、單片機(jī)。系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)包括主程序、顯示程序、中斷服務(wù)程序。本研究成果集自動(dòng)檢測、判別、報(bào)警及數(shù)字顯示于一體、具有精度高、速度快、造價(jià)低、抗干擾能力強(qiáng)的特點(diǎn)，為檢測汽車前輪側(cè)滑量提供了一套快捷、簡便而又穩(wěn)定可靠的檢測系統(tǒng)。 關(guān)鍵詞 :側(cè)滑量；位移傳感器；單片機(jī)；電路；程序 of s is an to to an to to to of of an of It of as It a 共 47 頁 第 2 頁 前言 隨著我國汽車保有量的迅速增加，汽車正逐漸進(jìn)入家庭，成為人們工作、生活中的一部分。截至 2007年底，全世界汽車保有量已超過 8億輛，并且在以每年 3000萬輛的速度遞增，預(yù)測到 2010年全球汽車數(shù)量將增到 10億輛。汽車的大量使用，在提高運(yùn)輸效率，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，改善人們生活的同時(shí)，也帶來了排氣污染、噪聲污染、交通事故以及能源緊張等一系列全球關(guān)注的問題 1 。其中首屈一指的是交通安全問題，而行駛系的技術(shù)狀況直接影響汽車的運(yùn)行安全。車輪側(cè)滑是汽車行駛系故障中發(fā)生頻率較高的故障之一，它能夠造成輪胎異常磨損，車輛行駛中方向發(fā)擺、抖動(dòng)發(fā)飄、跑偏等現(xiàn)象，影響汽車的操縱穩(wěn)定性、行車安全性、輪胎的磨損率，故車輪側(cè)滑是汽車安全檢測的重要檢查內(nèi)容之一 2 。 對(duì)于車輪側(cè)滑的概念 ,可以從三個(gè)不同程度來理解。 a) 廣義的側(cè)滑可表達(dá)為“汽車在行駛過程中車輪與地面之間的橫向滑動(dòng)現(xiàn)象”。在這個(gè)意義下 ,既可以是某一車輪發(fā)生側(cè)滑 ,也可以是某一車軸發(fā)生側(cè)滑 , 甚至可以是全車側(cè)滑。常見的引起這種側(cè)滑的原因有 :1）制動(dòng)時(shí)車輪抱死 ;2）驅(qū)動(dòng)輪的驅(qū)動(dòng)力超過附著力 ;3）緊急轉(zhuǎn)彎 ;4）橫風(fēng)橫坡 ;5）汽車的車輪定位角度不合適 , 特別是前束與外傾角不匹配 ;6）汽車的縱向力不均衡。 b) 比較狹義的側(cè)滑可表達(dá)為“汽車在平整良好的路面上直線行駛時(shí) ,車輪發(fā)生的橫向滑動(dòng)現(xiàn)象”。在這種概念下 ,既可有某一車輪的側(cè)滑 ,又可有某一車軸的側(cè)滑。引起這種側(cè)滑的原因有 : 1）前束值與車輪外傾角不匹配 ; 2）汽車的縱向力不平衡。 c) 最 狹義的側(cè)滑可表達(dá)為“汽車在平整良好的路面上直線行駛時(shí) ,由于車輪定位不當(dāng)引起的車輪橫向滑動(dòng)現(xiàn)象”。引起這種側(cè)滑的原因是車輪定位不當(dāng) ,主要前束值與外傾角不匹配。 汽車側(cè)滑是汽車行駛過程中極易發(fā)生的故障 ,若側(cè)滑量過大 ,將嚴(yán)重影響行車安全性。尤其是現(xiàn)在的許多車輛為改善行駛舒適性而采用了獨(dú)立懸掛系統(tǒng) ,檢測這類汽車若仍沿用現(xiàn)行的單滑板或雙滑板聯(lián)動(dòng)式側(cè)滑試驗(yàn)臺(tái) ,將會(huì)出現(xiàn)測量誤差過大的現(xiàn)象 ,從而無法判斷側(cè)滑合格與否 ,更無法判斷側(cè)滑產(chǎn)生的原因。為此 , 側(cè)滑試驗(yàn)臺(tái)的選型、使用、設(shè)計(jì)開發(fā)再度引起了重視。 汽車前輪側(cè)滑量是機(jī)動(dòng)車輛 安全技術(shù)檢測的重要指標(biāo)。為保證汽車轉(zhuǎn)向車輪無橫向滑移的直線滾動(dòng)，要求車輪外傾角和車輪前束有適當(dāng)配合，當(dāng)車輪前束值與車輪外傾角匹配不當(dāng)時(shí)，車輪就可能在直線行駛過程中不作純滾動(dòng)，產(chǎn)生側(cè)向滑移現(xiàn)象。當(dāng)這種滑移現(xiàn)象共 47 頁 第 3 頁 過于嚴(yán)重時(shí)，將破壞車輪的附著條件，喪失定向行駛能力，引發(fā)交通事故并導(dǎo)致輪胎異常磨損。在國家標(biāo)準(zhǔn) 動(dòng)車運(yùn)行安全技術(shù)條件中明確規(guī)定： 機(jī)動(dòng)車 (摩托車、輕便摩托車和三輪農(nóng)用運(yùn)輸車除外 ) 轉(zhuǎn)向輪的橫向側(cè)滑量 ,用側(cè)滑儀 (包括雙板和單板側(cè)滑儀 )檢測時(shí)側(cè)滑量值應(yīng)不大于 5m/具體操作是將車輛 對(duì)正側(cè)滑試驗(yàn)臺(tái)對(duì)于單板式側(cè)滑儀 ,將車輛的一側(cè)對(duì)正側(cè)滑板 ,并使轉(zhuǎn)向軸處于正中位置使車輛沿臺(tái)板上的指示線以車速平穩(wěn)前進(jìn) , 在行駛過程中 ,不得轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)向輪通過臺(tái)板時(shí) ,測取橫向側(cè)滑量 4。 動(dòng)態(tài)檢測儀的種類有滾筒式側(cè)滑試驗(yàn)臺(tái)和滑板式側(cè)滑試驗(yàn)臺(tái)。 滾筒式側(cè)滑試驗(yàn)臺(tái)有單滾筒、雙滾筒和三滾筒之分，是利用滾筒代替移動(dòng)路面，被檢測車輪在滾筒上滾動(dòng)。當(dāng)車輪存在側(cè)滑力時(shí)，將對(duì)滾筒產(chǎn)生軸向推力，根據(jù)推力在滾筒的大小和方向，就可以診斷出車輪定位的情況?；迨絺?cè)滑試驗(yàn)臺(tái)分為單板式和雙板式兩種，是比較常見和常用的一種車輪定位檢測設(shè)備。 它按汽車左、右車輪分別設(shè)置兩塊滑板， 滑板通過滾輪可以在導(dǎo)軌上左右滑動(dòng) ,測量時(shí)車輪沿滑板縱向垂直通過 ,車輪依靠摩擦力可以帶動(dòng)滑板左右滑動(dòng)， 滑板只可以橫向移動(dòng)，但不能縱向移動(dòng) 5。檢測時(shí)，汽車按規(guī)定的方向，速度和載荷直線駛過側(cè)滑板，若汽車 轉(zhuǎn)向輪定位角的大小 ,特別是車輪前束角與車輪外傾角之間的匹配得當(dāng)，車、輪在滑板上的軌跡為一條直線，如果匹配不當(dāng)，汽車在滾動(dòng)時(shí)必然會(huì)向某一側(cè)偏斜。其橫向移動(dòng)量會(huì)在儀表上顯示出來，即我們所說的側(cè)滑量，它是一個(gè)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù) 6。 綜上所述，定期對(duì)汽車轉(zhuǎn)向輪側(cè)滑量進(jìn)行檢測，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)排查 ，對(duì)汽車的使用性能和經(jīng)濟(jì)性能具有重要意義。 目前 , 前輪定位參數(shù)的測定多數(shù)是機(jī)械式的 ,這與已經(jīng)基本上實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的車輛檢測系統(tǒng)是不相適應(yīng)的 ,基于這一點(diǎn) ,本文討論單片機(jī)和微型計(jì)算機(jī)所組成的側(cè)滑儀系統(tǒng)。通過認(rèn)真分析研究，本設(shè)計(jì)的硬件部分包括位移傳感器、倍頻電路、顯示報(bào)警電路、單片機(jī)。系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)包括主程序、顯示程序、中斷服務(wù)程序。本設(shè)計(jì)集自動(dòng)檢測、判別、報(bào)警及數(shù)顯于一體，具有精度高、速度快、體積小、造價(jià)低、穩(wěn)定可靠等特點(diǎn)。 1 緒論 內(nèi)外關(guān)于車輪側(cè)滑研究的歷史 隨著現(xiàn)代電子技術(shù)，特 別是大規(guī)模集成電路和微處理機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和高精度傳感器技術(shù)的發(fā)展，微機(jī)控制的調(diào)節(jié)裝置在汽車上的應(yīng)用已越來越廣泛。隨著汽車各系統(tǒng)的改變，相應(yīng)地出現(xiàn)了汽車檢測診斷、控制自動(dòng)化、數(shù)據(jù)采集處理自動(dòng)化、檢測結(jié)果直接打印等功能的現(xiàn)代綜合性能檢測技術(shù)與設(shè)備 3 。 國外對(duì)前輪定位檢測、診斷技術(shù)的研究較早， 20世紀(jì) 50年代就研制出了相應(yīng)的檢測診斷設(shè)備，如美國、德國、荷蘭、日本、丹麥等，發(fā)展至今其電腦化程度已經(jīng)達(dá)到相當(dāng)高共 47 頁 第 4 頁 的水平。就汽車 的側(cè)滑檢測而言，國外 20世紀(jì) 90年代最先進(jìn)的產(chǎn)品有日本彌榮工業(yè)株式會(huì)社生產(chǎn)的 歲株式會(huì)社 列側(cè)滑臺(tái)、西德實(shí)力公司的側(cè)滑臺(tái)、百斯巴特系列側(cè)滑臺(tái)等產(chǎn)品。 我國從 20世紀(jì) 60 年代開始引進(jìn)這類設(shè)備到自行研制開發(fā)經(jīng)歷了 20 多年的時(shí)間，而至今能普及使用的、精度較高的同類國產(chǎn)設(shè)備不是很多。我國生產(chǎn)的較先進(jìn)的同類產(chǎn)品有交通部成都汽車保修機(jī)械廠生產(chǎn)的 列側(cè)滑臺(tái)和肇慶車輛檢測設(shè)備廠生產(chǎn)的4 5 。檢驗(yàn)設(shè)備的種類很多，可分為兩類，一類是靜態(tài)檢測設(shè)備，另一類是動(dòng)態(tài)檢測設(shè)備 6 。靜態(tài)檢測設(shè)備有拉線式車輪定位儀、紅外光束 線式車輪定位儀，在檢測車輪定位時(shí)，需要檢查的角度較小，讀數(shù)又不夠方便，目前基本上己被淘汰，而改用紅外光束 外光束 感器式定位儀的讀 數(shù)很方便，目前國內(nèi)應(yīng)用比較普遍。 近年來，有一種用激光測量、電腦處理的電子檢測儀進(jìn)入了市場，它在電腦中事先輸入了各種車型的車輪定位參數(shù)，檢測時(shí)可輸入汽車品牌及型號(hào)，它的檢測系統(tǒng)就可將車輪定位的數(shù)據(jù)與被測車輛的車輪定位參數(shù)直接在電腦屏幕上顯示，并計(jì)算發(fā)生偏移的數(shù)值。在調(diào)整時(shí)，可一邊調(diào)整，一邊觀察參數(shù)對(duì)比情況，使用非常精確和方便，現(xiàn)己成為汽車維修行業(yè)進(jìn)行車輪定位的主流設(shè)備。 動(dòng)態(tài)檢測儀的種類有滾筒式側(cè)滑試驗(yàn)臺(tái)和滑板式側(cè)滑試驗(yàn)臺(tái)。 滾筒式側(cè)滑試驗(yàn)臺(tái)有單滾筒、雙滾筒和三滾筒之分，是利用滾筒代替移動(dòng)路面，被測車輪在滾 筒上滾動(dòng)。當(dāng)車輪存在側(cè)滑力時(shí)，將對(duì)滾筒產(chǎn)生軸向推力，根據(jù)該推力的大小及方向，診斷出車輪定位的狀況?；迨絺?cè)滑試驗(yàn)臺(tái)分為單板式和雙板式兩種，是較為常見和常用的一種車輪定位檢測設(shè)備 7 。它按汽車左、右車輪分別設(shè)置兩塊滑板，滑板通過滾動(dòng)體可以在下板上橫向移動(dòng)，但不能縱向移動(dòng)。檢測時(shí)，汽車緩慢地直線駛過滑板，如汽車轉(zhuǎn)向輪的車輪外傾角與前輪前束配合得當(dāng)，車輪的軌跡在汽車行駛時(shí)為一條直線；但如果配合不適當(dāng)，車輪滾動(dòng)時(shí)必然向某一側(cè)偏斜。由于左 、右車輪都是安裝在車輪上或是懸掛上而受到限制和約束，車輪將會(huì)在地面上產(chǎn)生橫向滑移，車輪將帶動(dòng)上滑板一起在下滑板上移動(dòng)。移動(dòng)量將會(huì)在儀表上顯示出來，以供檢測人員進(jìn)行分析。該移動(dòng)量即為通常所說的側(cè)滑量 8 。 車車輪側(cè)滑檢測發(fā)展現(xiàn)狀和存在的問題 汽車車輪側(cè)滑量檢測是汽車安檢項(xiàng)目之一，所用檢測設(shè)備 側(cè)滑臺(tái)的應(yīng)用已基本普及，除檢測線外，一些修配廠也使用側(cè)滑臺(tái)進(jìn)行修車。雖然國外進(jìn)口的側(cè)滑臺(tái)比國內(nèi)設(shè)備可靠性要高，但都只能簡單地測出 車輪側(cè)滑量的大小。而且通常情況下汽車車輪側(cè)滑是指共 47 頁 第 5 頁 由于車輪外傾角與前束配合不當(dāng)，在汽車行駛過程中，車輪與地面之間產(chǎn)生一種相互作用力，這種作用力垂直于汽車行駛方向，使輪胎處于邊滾邊滑的狀態(tài)，它使汽車的操縱穩(wěn)定性變差，增加油耗和加速輪胎的磨損 9 。這種側(cè)滑即轉(zhuǎn)向輪側(cè)滑，實(shí)際上是指轉(zhuǎn)向輪外傾角與轉(zhuǎn)向輪前束綜合作用表現(xiàn)出來的車輪滾動(dòng)時(shí)的橫向滑移量。 而事實(shí)上由于汽車車軸的增多，多軸汽車在行使過程中除了存在由于這種車輪外傾角與前束配合不當(dāng)引 起的輪間側(cè)滑以外，還會(huì)由于機(jī)件變形等原因 ,使懸架的同軸左右車輪，各車輪的側(cè)滑方向和側(cè)滑量大小不盡一致，這就導(dǎo)致了汽車在向前行進(jìn)過程中整個(gè)車軸有“向左”或“向右”側(cè)移的趨勢(shì)，使汽車的車軸“向左”側(cè)滑或車軸“向右”側(cè)滑 10 。因此本文為了敘述方便，把由于車輪前束角與外傾角配合不當(dāng)而引起的車輪側(cè)滑稱為“輪間側(cè)滑”，相應(yīng)的側(cè)滑大小稱為“輪間側(cè)滑量”；把雙前軸轉(zhuǎn)向汽車由于轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)故障、車架變形、車橋變形、騎馬螺栓松動(dòng)、車橋裝配連接部位磨損松 曠等原因引導(dǎo)汽車轉(zhuǎn)向方向不一致而使車軸發(fā)生的橫向側(cè)滑，稱為“軸間側(cè)滑”，相應(yīng)的側(cè)滑大小稱為“軸間側(cè)滑量”。 目前汽車輪間側(cè)滑檢測技術(shù)雖然應(yīng)用比較普遍，但是仍然存在以下的問題： 1）檢測設(shè)備的不統(tǒng)一性 相同測試條件下，同一輛車在單板式側(cè)滑臺(tái)上的檢測結(jié)果往往大于雙板式的檢測結(jié)果 11 。檢測設(shè)備功能少、誤差大多數(shù)檢測設(shè)備僅具有指示車輪側(cè)滑量大小的功能，而不能對(duì)車輪的定位狀態(tài)給予定性的 描述。另外，儀器的制造精度低、 抗干擾性差等也會(huì)造成測量誤差。 2）應(yīng)用情況不同。檢測結(jié)果離散性大側(cè)滑檢測中常出現(xiàn)同一輛車在同一側(cè)滑臺(tái)上檢測時(shí)數(shù)據(jù)離散性非常大的情況。這是因?yàn)檐囕唫?cè)滑量檢測受多種因素影響， 尤其是測試條件（車速高低、是否勻速等）的不一致導(dǎo)致了檢測數(shù)據(jù)的離散性。某些進(jìn)口車（尤其高檔車）合格率低每種車的結(jié)構(gòu)尺寸和車輪定位參數(shù)是根據(jù)它們通常行駛條件（高速）確定的，而檢測條件是按統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)（ 3 5km/h 的低速下測試）規(guī)定，所以一些進(jìn)口車（甚至新車）用側(cè)滑臺(tái)檢測時(shí)會(huì)出現(xiàn)側(cè)滑量不合格、而汽車 本身并沒有任何故障現(xiàn)象的情況。 3）側(cè)滑量合格而汽車仍存在故障現(xiàn)象。盡管檢測時(shí)側(cè)滑量在國家標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，但汽車仍存在跑偏、磨胎等故障現(xiàn)象。上述現(xiàn)象多數(shù)情況是因?yàn)槠囘€存在輪胎不平衡等其它故障。 4）汽車車輪定位合格而側(cè)滑不合格。用四輪定位儀對(duì)汽車車輪的定位狀況進(jìn)行檢測時(shí) ,定位參數(shù)均在合格范圍內(nèi) ,但用目前的側(cè)滑臺(tái)對(duì)車輪側(cè)滑量檢測時(shí)卻不在標(biāo)準(zhǔn)范圍10 。這是因?yàn)椋簜?cè)滑臺(tái)是動(dòng)態(tài)的、定性的判斷 ,而四輪定位儀是靜態(tài)的、定量的診 斷。用四輪定位儀檢測時(shí)，雖然每一項(xiàng)車輪定位參數(shù)均在生產(chǎn)廠家推薦的范圍內(nèi)，但汽車經(jīng)過長期使用，已經(jīng)破壞了各定位參數(shù)之間的最佳匹配關(guān)系 ,表現(xiàn)出的側(cè)滑量就不合格。 5）檢測標(biāo)準(zhǔn)不同。目前國家對(duì)車輪側(cè)滑檢測規(guī)定 12 13 ：前軸采用非獨(dú)立懸架的汽車 ,共 47 頁 第 6 頁 轉(zhuǎn)向輪的橫向側(cè)滑量用側(cè)滑臺(tái)（包括單、雙板 )按 錄 B 的方法檢測時(shí) ,側(cè)滑量值應(yīng) 5m/實(shí)際應(yīng)用中該標(biāo)準(zhǔn)存在如下問題。 板式和雙板聯(lián)動(dòng)式），汽車在其上的受力狀態(tài)就不同，對(duì)同一輛車的最終檢測結(jié)果往往也不一致，因此對(duì)單板式和雙板式側(cè)滑臺(tái)使用同一檢測標(biāo)準(zhǔn)不科學(xué)。 同使用條件設(shè)計(jì)的，但由于標(biāo)準(zhǔn)對(duì)側(cè)滑量檢測使用統(tǒng)一的檢測條件，這就使得某些車雖然車況良好，但在規(guī)定條件下檢測的側(cè)滑量卻 5m/被判定為不合格。所以該標(biāo)準(zhǔn)具有一定的局限性 14 。 車車輪側(cè)滑檢測技術(shù)的研究與發(fā)展趨勢(shì) 我國汽車性能檢測經(jīng)歷了從無到有，從小到大；從引進(jìn)技術(shù)、引進(jìn)檢測設(shè)備，到自主研究開發(fā)推廣應(yīng)用；從單一性能檢測到綜合檢測，取得了很大的進(jìn)步。尤其是檢測設(shè)備的研制生產(chǎn)得到了快速發(fā)展，縮小了與先進(jìn)國家的差距。如今汽車檢測技術(shù)中通用的制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)、側(cè)滑試驗(yàn)臺(tái)、底盤測功機(jī)等，國內(nèi)已自給自余，而且結(jié)構(gòu)形式多樣。我們雖然已經(jīng)取得了很大的進(jìn)步，但與世界先進(jìn)水平相比，還有一定的距離。我國汽車檢測技術(shù)要趕超世界先 進(jìn)水平，應(yīng)該在以下幾方面發(fā)展 15 16 ：一、廣泛應(yīng)用高新技術(shù)，如光電技術(shù)和計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)、高精度傳感器以及顯示技術(shù)來加速汽車檢測技術(shù)進(jìn)步與設(shè)備智能化，提高檢測水平。其中，顯示技術(shù)除了在電動(dòng)指針儀表上得以應(yīng)用外，發(fā)光二極管（ 顯示也由靜態(tài)發(fā)展為動(dòng)態(tài)點(diǎn)陣，由單色發(fā)展為彩色。液晶（ 高亮度下具有比發(fā)光二極管（ 好的對(duì)比度，因而在許 多設(shè)備中得以了廣泛應(yīng)用。通過 接用圖形、數(shù)據(jù)來動(dòng)態(tài)顯示測量值的方式，并輔以菜單式的人機(jī)對(duì)話系統(tǒng)，在高檔的診斷設(shè)備中也得到了廣泛應(yīng)用。顯示技術(shù)的發(fā)展將進(jìn)一步計(jì)算機(jī)化，更好的符合人體工程學(xué)以及工程心理學(xué)的要求，使汽車檢測數(shù)據(jù)更直觀、清晰、易于識(shí)讀和理解。二、汽車檢測設(shè)備的綜合化，檢測線的濃縮化發(fā)展。為了節(jié)省汽車檢測的費(fèi)用、場地、人員和提高汽車的檢測效率，當(dāng)前汽車檢測設(shè)備的功能正從單機(jī)單功能向單機(jī)多功能的綜合測試臺(tái)方向發(fā)展。 20世紀(jì) 90年代推出的平板式測試臺(tái)就是集制動(dòng)、側(cè)滑、稱重和懸架特性等檢測功能于一體的檢測設(shè)備，既能降低了檢測費(fèi)用、減少了檢查設(shè)備所占用的場地，又提高了檢測的效率。通過汽車傳感器和計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的結(jié)合，就可以將汽車檢測過程中所顯示的制動(dòng)、側(cè)滑，輪載質(zhì)量和懸架效率等數(shù)據(jù)打印出來。日本近期推出的 具有底盤輸出功率、傳動(dòng)系損耗和發(fā)動(dòng)機(jī)功率、汽車行駛狀態(tài)模擬、四輪定位值、汽車制動(dòng)防抱死系統(tǒng)（ 測等多項(xiàng)檢測功能。三、汽車檢測標(biāo)準(zhǔn)化。發(fā)達(dá)國家的汽車檢測已經(jīng)納入到標(biāo)準(zhǔn)化的軌道，每一項(xiàng)檢測的標(biāo)準(zhǔn)是用數(shù)字來顯示。有了嚴(yán)格的量化標(biāo)準(zhǔn)，就可以杜絕由于人的主觀隨意性 而帶來誤差。一般來說，國外的汽車檢測對(duì)安全共 47 頁 第 7 頁 性能和汽車排放性能的指標(biāo)是相當(dāng)重視的。作為美國機(jī)動(dòng)車安全法規(guī)第 570部分的“在用車檢查標(biāo)準(zhǔn)”，對(duì)在用車制動(dòng)、轉(zhuǎn)向、懸架、輪胎和車輪總成等安全指標(biāo)都做出了嚴(yán)格的規(guī)定。國外不僅對(duì)汽車的檢測結(jié)果有嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)限值要求，而且對(duì)檢測的設(shè)備也有限值要求。如檢測設(shè)備的結(jié)構(gòu)、檢測性能和檢測精度等都有嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)化要求。同時(shí)還對(duì)檢測設(shè)備使用周期和技術(shù)更新做出了明確的規(guī)定，以此來確保對(duì)被檢汽車的運(yùn)行質(zhì)量。國外由于實(shí)現(xiàn)了檢測工作的制度化、檢測技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化，所以不僅提高了檢測效率，也保證了檢測質(zhì)量。目前國外基本上都不再進(jìn)行汽車的整車大修，只是按檢測、診斷設(shè)備提供的檢測報(bào)告，對(duì)車輛進(jìn)行有針對(duì)性的調(diào)整和維修作業(yè)，借以恢復(fù)汽車的技術(shù)性能、消除隱患，保證汽車具有良好的使用性能。 隨著我國汽車檢測技術(shù)和設(shè)備的發(fā)展，我國已經(jīng)發(fā)布和實(shí)施了有關(guān)汽車檢測的國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和計(jì)量檢測規(guī)程等 100多項(xiàng)，其中國家制定的強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn) 動(dòng)車運(yùn)行安全技術(shù)條件就是我國車輛管理和機(jī)動(dòng)車安全性能檢測最基本的標(biāo)準(zhǔn)。 2005年國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局頒布的 車綜合性能檢測站能力 的通用要求， 2001年又頒布了 運(yùn)車輛綜合性能要求和檢測方法。可以說，我國已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了從汽車綜合性能檢測站的建立到汽車檢測的具體項(xiàng)目的測定，都達(dá)到了負(fù)荷汽車產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化要求的汽車檢測制度化、標(biāo)準(zhǔn)化的較高水準(zhǔn)。我國的汽車社會(huì)擁有量的快速增長，必將成為汽車檢測技術(shù)快速進(jìn)入國際先進(jìn)行列的強(qiáng)大動(dòng)力。 汽車側(cè)滑檢測技術(shù)是伴隨著汽車技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展的。在汽車的發(fā)展早期，人民主要通過有經(jīng)驗(yàn)的維修人員發(fā)現(xiàn)汽車的故障并作針對(duì)性地修理。即過去人民常說的“望”“聞”“切”方式。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，特 別是計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步，汽車檢測技術(shù)也飛速發(fā)展。目前人們已能依靠各種先進(jìn)的儀器設(shè)備，對(duì)汽車進(jìn)行不解體檢測，而且安全、迅速、準(zhǔn)確。 （ 1）向制度化方向發(fā)展 汽車的檢測工作交由交通部門統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)，在全國各地有由交通部門認(rèn)證的汽車檢測場（站），負(fù)責(zé)新車的登記和在用車的安全檢測，修理廠維修過的汽車也要經(jīng)過汽車檢測場的檢測，以確定其安全性能和排放是否符合國家標(biāo)準(zhǔn)。 （ 2）向標(biāo)準(zhǔn)化方向發(fā)展 汽車檢測應(yīng)有一整套的標(biāo)準(zhǔn)。判斷受檢汽車技術(shù)狀況是否良好，是以標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的數(shù)據(jù)為準(zhǔn)則，檢查結(jié)果是以數(shù)字顯示，有量化指標(biāo)，以避 免主觀上的誤差。國外比較重視安全性能和排放性能的檢測。除對(duì)檢測結(jié)果有嚴(yán)格完整的標(biāo)準(zhǔn)之外，國外對(duì)檢測設(shè)備也有標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，如檢測設(shè)備的檢測性能、具體結(jié)構(gòu)、檢測精度等都有相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)檢測設(shè)備的使用周期、技術(shù)更新等也有具體要求。 共 47 頁 第 8 頁 （ 3）向智能化、自動(dòng)化方向發(fā)展 隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，汽車檢測設(shè)備在智能化、自動(dòng)化、精密化、綜合化方面都有新的發(fā)展，應(yīng)用新技術(shù)開拓新的檢測領(lǐng)域，研制新的檢測設(shè)備。隨著電子計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了汽車檢測診斷、控制自動(dòng)化、數(shù)據(jù)采集處理自動(dòng)化、檢測結(jié)果直接打印等功能的現(xiàn)代綜合性能檢測技術(shù)與設(shè) 備。例如：國外生產(chǎn)的汽車制動(dòng)檢測儀、全自動(dòng)前照燈檢測儀、發(fā)動(dòng)機(jī)分析儀、發(fā)動(dòng)機(jī)診斷儀、計(jì)算機(jī)四輪定位儀等檢測設(shè)備，都具有較先進(jìn)的全自動(dòng)功能。進(jìn)入 80年代后，計(jì)算機(jī)技術(shù)在汽車檢測技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用進(jìn)一步向深度和廣度發(fā)展，已出現(xiàn)集檢測工藝、操作、數(shù)據(jù)采集和打印、存儲(chǔ)、顯示等功能于一體的系統(tǒng)軟件，使汽車檢測線實(shí)現(xiàn)了全自動(dòng)化，這樣不僅可避免人為的判斷錯(cuò)誤，提高檢測準(zhǔn)確性；而且可以把受檢汽車的技術(shù)狀況儲(chǔ)存在計(jì)算機(jī)中，既可作為下次檢測參考，還可供處理交通事故參考。 2 智能側(cè)滑儀數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 側(cè)滑量實(shí)際上是一種動(dòng)態(tài) 位移量，對(duì)它的檢測必須借助位移傳感器，數(shù)字式側(cè)滑儀的工作原理就是利用電感調(diào)頻式位移傳感器（其輸出的信號(hào)頻率與探頭的位移成線性關(guān)系）將汽車前輪的側(cè)滑量轉(zhuǎn)換成為輸出的相應(yīng)頻率，連上 輸入信號(hào)倍頻后在送入計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)，用脈沖量代表側(cè)滑量。測量由軟件設(shè)置的定時(shí)時(shí)間內(nèi)計(jì)數(shù)器內(nèi)表示的脈沖量就可以得出汽車前輪的側(cè)滑量。 滑檢測原理 17 汽車行駛過程中，若其車輪定位參數(shù)匹配不合理，尤其是車輪外傾和前束 （或車輪內(nèi)傾 和前張）匹配不佳，將導(dǎo)致每個(gè)定位參數(shù)產(chǎn)生的側(cè)向力不平衡出現(xiàn)側(cè)向滑移現(xiàn)象，即車輪側(cè)滑。用側(cè)滑臺(tái)檢測車輪側(cè)滑量大小可以反映出車輪外傾與前束的匹配情況。 當(dāng)車輪通過側(cè)滑臺(tái)滑板時(shí)，由于滑板的側(cè)向移動(dòng)僅受滑板與支撐滾輪間摩擦力和滑板回位彈簧拉力的約束，同時(shí)輪胎與滑板間有足夠的側(cè)向附著力，因此輪胎不可能相對(duì)于滑板產(chǎn)生側(cè)向位移。這樣，在前束和外傾的綜合作用下，若車輪的自由滾動(dòng)方向偏離實(shí)際行駛方向，只要所產(chǎn)生的側(cè)向力大于滑板與支撐滾輪間摩擦力和彈簧彈性恢復(fù)力之和，車輪向前滾動(dòng)的同時(shí)便會(huì)帶動(dòng)滑板側(cè)滑，側(cè)滑量大小則通過位移傳感 器測出，智能側(cè)滑儀選用的電感調(diào)頻式位移傳感器其輸出的信號(hào)頻率與探頭的位移呈線性關(guān)系，測試前，使傳感器探頭調(diào)整到中心位置，此時(shí)輸出的頻率稱中心頻率，測試時(shí)，汽車前輪駛過 上的滑板可向兩側(cè)滑動(dòng)，當(dāng)滑板側(cè)滑時(shí)，傳感器探頭隨之位移，并輸出相應(yīng)頻熟通過單片機(jī)不斷檢測傳感器的輸出頻率，并將探頭位移后的頻率 去中心頻率0f，再乘以轉(zhuǎn)換系數(shù)即得側(cè)滑量，可用公式（ 1）表示為 : 共 47 頁 第 9 頁 X= )/()( 0m (1) 式中： 側(cè)滑量 最大位移量 L 滑板長 探頭位移后的頻率 0 中心頻率 其中 :大位移量0板長 為提高計(jì)數(shù)精度， 可將輸入信號(hào)倍頻后再送計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)，本儀器的信號(hào)進(jìn)行了四倍頻，因此公式 (1)需乘系數(shù) 4，由此式可知，若以 Y/100 作為計(jì)數(shù)時(shí)間， 數(shù)字式側(cè)滑儀的電路原理見圖 2件由位移傳感器、倍頻電路、顯示報(bào)警電路和 移傳感器 位移傳感器又稱為線性傳感器，它分為電感式位移傳感器，電容式位移傳感器，光電式位移傳感器，超聲波式位移傳感器，霍爾式位移傳感器。 本設(shè)計(jì)選用的是電感調(diào)頻式位移傳感器，該傳感器的截面圖如圖 2 圖 2移傳感器截面圖 儀器選用的 工作原理為 :當(dāng)磁性導(dǎo)桿在線圈中移動(dòng)時(shí)，改變了線圈電感曼，從而改變了石口振蕩器的諧振頻率，導(dǎo)桿外移，電感減小，頻率上升，反之頻率下降，因此，輸出信號(hào)的頻率變化與導(dǎo)桿位移呈線性關(guān)系。由于傳感器輸出的方波調(diào)頻信號(hào)無需 A/直接輸入計(jì)算機(jī)處理，所以既簡化了電路設(shè)計(jì)又減小了中間誤差。 該傳感器還具有檢測準(zhǔn)確、量程寬、工作可靠、性能穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)性好等特點(diǎn)，能夠很好的滿足設(shè)計(jì)要求 8。其工作原理示意圖如圖 2 共 47 頁 第 10 頁 圖 2感調(diào)頻式位移傳感器工作原理示意圖 傳感器主要技術(shù)指標(biāo)如下 : 量 程 : O 10 5電 源： 5V、 12分 辯 率 : 25 00頻電路 倍頻 電路由反向器、或非門及微分電路構(gòu)成，通過對(duì)輸入的方波反向和前后沿微分產(chǎn)生兩個(gè)正脈沖，再經(jīng)或非門合成實(shí)現(xiàn)二倍頻。各點(diǎn)波形如圖 2倍頻信號(hào)由兩個(gè)二倍頻電路級(jí)聯(lián)獲得。將傳感器的變頻信號(hào)四倍頻后送入 大大提高頻率檢測精度而不降低檢測速度。 圖 2倍頻電路 共 47 頁 第 11 頁 接上示波器，觀察其波形，波形圖如圖 2 圖 2頻電路波形圖 由圖可知，由傳感器輸出的方波信號(hào)經(jīng)過四倍頻后，輸出頻率為輸入信號(hào)頻率的四倍，這樣就可以大大提高測量精度，由于一個(gè)信號(hào)脈沖為 以四倍頻電路能使精度優(yōu)于 樣就 滿足了設(shè)計(jì)需要，所選擇的器件和所設(shè)置的參數(shù)都是比較合理的。 片機(jī) 一個(gè)低功耗，高性能 位 單片機(jī) ，片內(nèi)含 4k 可反復(fù)擦寫 1000 次的 讀程序存儲(chǔ)器，器件采用 司 的高密度、非易 失性存儲(chǔ)技術(shù)制造，兼容標(biāo)準(zhǔn) 令系統(tǒng)及80腳結(jié)構(gòu)，芯片內(nèi)集成了通用 8 位中央處理器和 儲(chǔ)單元 ， 片機(jī)具有豐富的資源，包括 :4k 內(nèi)程序存儲(chǔ)器 ； 128 隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（ 32 個(gè)外部雙向輸入 /輸出（ I/O）口； 5 個(gè)中斷優(yōu)先級(jí) 、 2 層 中斷嵌套 中斷 ； 6 個(gè)中斷源 ； 2 個(gè) 16 位可編程 定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 ； 2個(gè)全雙工串行通信口； 看門狗 （ 路；片內(nèi) 振蕩器 和 時(shí)鐘電路 ；與 容 ； 全靜態(tài)工作： 0級(jí)程序存儲(chǔ)器保密鎖定 ； 可編程串行通道；低功耗的閑置和掉電模式。 這些資源能夠很好的滿足本設(shè)計(jì)要求。 片機(jī)中 12 字節(jié)的 用來作為軟件 設(shè)計(jì)所需的堆棧，工作寄存器和數(shù)據(jù)存貯區(qū)。因所需存貯的數(shù)據(jù)不多，無需外接 以充分利用了單片機(jī)內(nèi)部數(shù)據(jù)快速傳輸?shù)膬?yōu)點(diǎn)。因 片機(jī)內(nèi)部有程序存貯器，所以不需要外接程序存貯器。 共 47 頁 第 12 頁 數(shù)及定時(shí)電路 將 0、 6 位的計(jì)數(shù)器和定時(shí)器，定時(shí)時(shí)間由軟件設(shè)置，并通過程序控制單片機(jī)在 0對(duì)輸入的信號(hào)脈沖計(jì)數(shù)得到信號(hào)頻率。 時(shí)鐘電路用來產(chǎn)生單片機(jī)工作時(shí)所必需的時(shí)鐘信號(hào)。在時(shí)鐘信號(hào)的控制下，單片機(jī)內(nèi)部的控制電路按照程序指令進(jìn)行工作。而時(shí)序是指單片機(jī)執(zhí)行 的各個(gè)指令在時(shí)間上的先后關(guān)系。 本設(shè)計(jì)選用內(nèi)部時(shí)鐘方式，并設(shè)定 2，引腳 間應(yīng)選擇12接兩小電容，共同構(gòu)成晶振電路。 時(shí)鐘電路如圖 2示： 圖 2鐘電路 位電路通常采用上電自動(dòng)復(fù)位和按鈕復(fù)位兩種方式。本設(shè)計(jì)采用按鈕復(fù)位的電路。 復(fù)位電路如圖 2示： 圖 2位電路 共 47 頁 第 13 頁 示報(bào)警電路 側(cè)滑量由 3位共陰 據(jù)經(jīng) 以 通過 74 現(xiàn)動(dòng)態(tài)掃描顯示。發(fā)光管 分別指示內(nèi)、外側(cè)滑方向，其控制信號(hào)由 制發(fā)光管 蜂鳴器 頻報(bào)替信號(hào)由軟件提供。為增強(qiáng)驅(qū)動(dòng)能力，控制信號(hào)的輸出均接在 本設(shè)計(jì)的報(bào)警電路圖如圖 2 圖 2警電路 本設(shè)計(jì)的顯示電路如圖 2 圖 2示電路 共 47 頁 第 14 頁 能側(cè)滑儀數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)電路原理圖 本電路原理圖所用到的元件如表 2 表 2能側(cè)滑儀數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)電路原理圖所用元器件 序號(hào) 器件編號(hào) 器件性質(zhì) 參數(shù)及說明 數(shù)量 1 片機(jī) 12 2 振 12 3 片電容 30 4 解電容 1 F 1 5 片電容 4700 F 2 6 片電容 6800 F 2 7 阻 10k 3 8 阻 1k 7 9 阻 3k 2 10 阻 200 1 11 阻 510 7 12 極管 4 13 3 光二極 管 紅色 3 14 極管 1 15 、 74非門 2 16 、 B 74向器 1 17 4碼器 1 18 鳴器 19 動(dòng) 1 20 碼管 共陰極 3 21 鈕開關(guān) 1 共 47 頁 第 15 頁 硬件電路原理圖如圖 2 圖 2統(tǒng)硬件電路原理圖 3 智能側(cè) 滑儀數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 汽車智能側(cè)滑儀數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的優(yōu)劣，除了相應(yīng)的硬件設(shè)備外，它所配備的軟件也是一個(gè)重要的因素。一個(gè)穩(wěn)定的、可靠的軟件系統(tǒng)能夠充分發(fā)揮硬件設(shè)備的功能，提高整個(gè)系統(tǒng)性能，從而達(dá)到預(yù)期的控制目的。軟件設(shè)計(jì)主要包括三部分 : 主程序設(shè)計(jì)、顯示程序設(shè)計(jì)和中斷服務(wù)程序設(shè)計(jì)。 程序設(shè)計(jì) 如圖 3示 , 系統(tǒng)啟動(dòng)后先對(duì)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元進(jìn)行清零 , 并使 數(shù)器開始計(jì)數(shù) , 計(jì)數(shù)期間反復(fù)調(diào)用顯示程序 , 當(dāng)計(jì)數(shù)達(dá)到設(shè)定的時(shí)間后程序自動(dòng)轉(zhuǎn)入中斷服務(wù)程序 , 停止計(jì)數(shù) ,