[发明专利]车辆动态测试仪

说明书

本发明涉及一种车辆动态性能测试仪器，特别是高精度、低成本的惯性平台型的车辆动态测试仪。在美国HUMPHREY    INC.的ENGINEERING    BULLETIN中介绍了一种SA07-0301-1型车辆动态测试仪。其缺点是：

1.测量精度较低。其原因是：

（1）框架拖动系统的机械装置对陀螺仪造成干扰力矩，降低了仪器的精度;

（2）垂直陀螺上的修正敏感元件对陀螺仪有干扰作用;

（3）速率陀螺仪灵敏度低。其原因是该速率陀螺仪采用滑块式空气阻尼器，接触式传感器，因而干扰力矩大。

2.抗干扰能力差。其原因是系统内没有卸荷装置-伺服稳定回路，易受动态环境干扰使测量精度下降。

3.使用不方便。其原因是缺乏能现场显示测试结果的手段，无法在测试现场判断测试结果的有效性。

现有的惯导用惯性平台，结构复杂，价格昂贵，体积和重量大。如英国专利208280A介绍了一种惯导用双轴惯性平台，其复杂程度、部分工作原理和造价都妨碍了它直接用于地面车辆的操纵稳定性试验。

本发明的目的是：

1.提供一种高精度、低成本的惯性平台型的车辆动态测试仪。

2.提供一种具有现场实时采集、显示和存储功能的车辆动态测试仪，在测试现场可判断测试结果的有效性。

3.提高速率陀螺仪的灵敏度和精度。

4.减少元件数量，降低成本。

本发明的任务是通过以下途径来完成：

1.本发明所采用的惯性平台系统[27]如图2所示，它是由陀螺仪[1]、加速度计[2][3]、速率陀螺仪[4]、力矩电机[5][6]、姿态角传感器[7][8]、台体[9]、框架[10]和壳体[12]组成。壳体[12]与被测车辆固联。框架[10]的轴[26]支撑于壳体[12]上，台体[9]的轴[11]支撑于框架[10]上，与框架轴[26]互相垂直。在框架轴[26]上装有姿态角传感器[7]和力矩电机[6]，在台体轴[11]上装有姿态角传感器[8]和力矩电机[5]。陀螺仪[1]安装在台体[9]上，其两个敏感轴相互垂直，一个敏感轴平行于台体轴[11]，另一敏感轴平行于台体平面并与轴[11]垂直，构成测量基准平面。当平台在测量状态时，如图3所示，由陀螺仪[1]、陀螺仪[1]的传感器[13][14]、伺服电路[15]、力矩电机[5][6]、台体[9]及框架[10]组成了伺服稳定回路，通过它，能使台体[9]稳定在惯性空间。加速度计[2]、[3]安装在台体[9]上，加速度计[2]、[3]的敏感轴分别与陀螺仪[1]的对应敏感轴相平行。平台在测量前进行初始调平时，如图2、图4所示，调平电路[16]接受加速度计[2]、[3]的输出信号，经处理后，再输给陀螺仪[1]敏感轴上的力矩器[18]、[19]，使陀螺仪[1]进动，其轴上传感器[13]、[14]分别输出信号，经过伺服电路[15]处理后，再输给力矩电机[5]、[6]，该力矩电机输出力矩驱动框架[10]和台体[9]绕各自的轴转动，使陀螺仪[1]两敏感轴建立的基准面与当地水平面趋于平行，实现初始调平。速率陀螺仪[4]安装在台体[9]上，其敏感轴垂直于台体[9]的平面。

2.在车辆动态测试仪中，配置了数据采集处理器[29]，采集、显示、存储姿态角传感器[7]、[8]、加速度计[2]、[3]和速率陀螺仪[4]的输出信号。

3.速率陀螺仪用无接触式微型传感器、微型陀螺马达及液体阻尼方式。

本发明与已有技术相比具有的优点：

1.精度高。其理由是：

①伺服稳定回路与机械拖动装置相比消除了干扰;

②平台系统与垂直陀螺仪相比消除了修正装置的干扰;

③测量时台体稳定在惯性空间，不受车辆运动因素的影响。

2.使用方便。数据采集处理器能在测试现场打印出测试结果。

3.抗干扰能力强。伺服稳定回路能起卸荷作用，消除动态条件下台体轴和框架轴上的动态负荷。

4.灵敏度高。

5.性能价格比高。

本发明的说明书附图：

图1是车辆动态测试仪组成简图

图2是惯性平台简图

图3是平台伺服稳定回路方框图

图4是平台调平回路方框图

图5是数据采集处理器方框图

图6是速率陀螺仪结构图

以下将结合说明书附图进一步详述本发明的实施方式：