踏板力測試儀的製作方法

2023-10-29 18:24:22

專利名稱：踏板力測試儀的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種汽車制動系統質量評定的測試儀器，適用於汽車制動系統臺架、道路試驗中對制動踏板的踏力值進行測量，也可用於其它機械的踏板力測量。
目前，世界各大汽車生產國，如美國、日本、西德、蘇聯等，從汽車駕駛的安全、可靠性和駕駛的舒適性等方面考慮，均把汽車踏板的踏力指標，列為汽車質量考核的重要項目。並已研製、生產出各種類型的踏板力測試儀器。我國有關政府部門於1985～1987年頒布的客車轎車、越野車和載貨汽車的質量評定辦法中也把踏板力的指標列入重要評定項目之一的汽車制動性能檢測的重要指標。它是進行汽車制動系統質量評定的前提。但在此之前，我國還沒有一臺自行設計、製造的踏板力測試儀服務於社會，而進口此類儀器則需大量的外匯。因此，現在我國各汽車質量監測部門和生產廠，除少數一兩個單位具有進口儀器外，大部分不具備此種測量手段，只是憑人的感覺或藉助一些簡易裝置，做一些參考性測量，無法獲得這方面的科學指標。
本實用新型的目的是要提供一種用於汽車制動踏板的踏板力測試儀。它主要由踏力傳感器和數顯儀表組成，其踏力傳感器要求能夠承受偏載並排除偏載對所測垂直踏力的影響，承壓面積大，反映速度快，任一方向、角度放置均可進行測量，數顯儀表除能顯示每一瞬時踏力值外，還能夠顯示並保持最大踏力值。
本實用新型的目的是這樣實現的其傳感器中，在一個貼有電阻應變片的純彎曲梁式彈性體上部加一個導柱式導向裝置，構成帶導向的新型傳感器。導向裝置由低摩擦係數的摩擦付組成，如由滾動摩擦付組成，使摩擦力對測量精度的影響降到最低點，在導向裝置的作用下，可使傳感器的承壓面積擴大，並能在受到偏載時，只把縱向載荷傳給彈性體，使其真實地將所測垂直踏力轉換成電信號而輸送給數顯儀表，解決了一般壓力傳感器所不能做到的承壓面積大，消除偏載影響等問題，並能在傾斜放置時同樣地完成測量任務。在其數顯儀表中，設計有一個採樣、保持電路，其功能是在測試過程中能夠及時地捕捉到被測踏力的最大值，並且通過數顯儀表中的數字鎖存電路，在每次試驗結束後，把此過程中的最大踏力值永久地鎖存於顯示板上，便於試驗者觀察、記錄。
下面將結合附圖詳細說明本實用新型的具體結構和工作情況。
滾動導向結構的傳感器是具有導柱式導向裝置的傳感器的一種。

圖1即為這種傳感器的剖面圖，它由承壓帽(1)，導柱(2)，導套(3)及滾珠(4)組成導向部分。由傳力球(5)，彈性體(6)及殼體(7)組成轉換器部分。由於其導向部分的摩擦付間採用滾動摩擦付，使其摩擦係數大大降低，提高了測量精度。當汽車制動時，操作者踩在傳感器的承壓帽上，無論這踩踏力的位置、方向如何，而由導柱(2)通過傳力球(5)作用於彈性體(6)上的作用力，始終是沿垂直於彈性體方向、作用於彈性體中心的。使彈性體產生純彎曲變形，把力轉變為電信號。而橫向分力並不作用於彈性體，不影響彈性體把力轉變為電信號這一過程。此方案結構緊湊，加工工藝性良好，測量精度等各項指標均能滿足汽車質量評定要求。
圖2是具有導柱式導向裝置的傳感器的另一種結構，採用的是滑套導向結構，它在結構上大部分與滾動導向結構相同，所不同的是在導柱(8)與導套(9)間設計了一個滑套(10)，滑套採用減磨性能較好的工程塑料製成，並在摩擦付間加有含M0S2的潤滑脂，使其摩擦係數儘量降低。這種傳感器同樣地具有滾動導向結構的大部分優點，只是其摩擦力的影響略大於滾動導向結構的傳感器。但其結構更為簡單，加工製造更為容易，故在不影響使用精度的情況下選用此型更為經濟。
圖3是數顯儀表中採樣，保持電路的框圖，它是由半波整流電路(11)模擬信號存儲電容(12)和數據緩衝器(13)三部分組成的一的峰值保持器。半波整流電路是由電壓比較器和二極體組成，模擬信號存儲電容是一隻高質量的電容。數據緩衝器是一隻高輸入阻抗的運算放大器。在測試過程中，當輸入信號到來時，首先由電壓比較器將信號電壓與存儲電容中的電壓進行比較，如信號電壓高，則電壓比較器為高電位，此時通過電壓比較器的輸出端經整流二極體向存儲電容充電，當電容電壓升高到與信號電壓相同時，電壓比較器翻轉成為低電壓，此時利用二極體單向導通的作用有效地阻止電容電荷的回流，使電容中的電壓保持在信號電壓的最大值上。由於採用高輸入阻抗的運算放大器承擔數據緩衝器，減少了電容的電荷洩漏，使採樣時間達30秒以上，而誤差小於3‰。
圖4是數字鎖存電路的框圖，它由模擬電路和數字電路組成。數字電路(14)是一個能鎖數據的A／D轉換器，也可以是其它計數器，模擬電路是一個電壓比較器(15)，隨時檢測信號電壓。當電壓低於比較基準(16)某一設定值時，說明試驗人員的腳已離開踏板，試驗已結束，這時電壓比較器翻轉，將顯示電路封鎖，使此時顯示的最大踏力數值永久地留在顯示板上。
權利要求1.一種由踏力傳感器和數顯儀表所組成的踏板力測試儀器，特徵是其踏力傳感器具有一個導柱式導向裝置和其數顯儀表具有採樣、保持電路及數字鎖存電路。
2.按權利要求1所述的儀器，特徵是其踏力傳感器的導柱式導向裝置由導柱(2)，導套(3)和滾珠(4)組成。
3.按權利要求1所述的儀器，特徵是其踏力傳感器的導柱式導向裝置或者由導柱(8)，導套(9)和滑套(10)組成。
4.按權利要求1、2、3、所述的儀器，特徵是其數顯儀表中的採樣，保持電路由半波整流電路，模擬信號存儲電容和緩衝放大器組成的峰值保持器承擔。
5.按權利要求1、2、3、4、所述的儀器，特徵是其數顯儀表中的數字鎖存電路由數字電路和模擬電路兩部分組成。
專利摘要本實用新型提供了一種由踏力傳感器和數顯儀表組成的踏板力測量儀器，適用於汽車制動踏板的踏力測量和其它機械的踏力測量。其傳感器具有一個由滾動導向結構或滑動導向結構所構成的導柱式導向裝置。使其承壓面積大，可排除偏載的影響，可傾斜放置測量。其數顯儀表中有一個採樣、保持電路和數字鎖存電路，可自動地將被測踏力的最大值永久保持於顯示板上。全套儀器結構緊湊，反映靈敏，使用方便，易於製造，各項精度指標均能滿足測試要求。
文檔編號G01L5/28GK2035880SQ8820973
公開日1989年4月12日 申請日期1988年8月20日 優先權日1988年8月20日
發明者李鐵錚, 彭巖松, 楊銘 申請人:北京市汽車工業技術開發中心