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- 臺車試驗的加速度傳感器應(yīng)用指南
- 來源：賽斯維傳感器網(wǎng) 發(fā)表于 2010/12/1
臺車試驗是當今最經(jīng)濟，最有效的碰撞試驗方法。加速度計則用于收集更多，更可靠的數(shù)據(jù)。
在過去46年里，臺車試驗已經(jīng)在很多不同的行業(yè)得到了運用。Seattle Safety (圖3)、HYGE、Bendix、MGA和Hodogaya等公司為碰撞試驗領(lǐng)域提供了大量運用臺車試驗的創(chuàng)新方法。
在汽車公司，人們所探討的臺車試驗包括安全氣囊的安裝、側(cè)面撞擊、安全帶扣、內(nèi)部組件、座位、人體極限、兒童保護系統(tǒng)、緩沖器、儀表盤、輪椅、旅行車、摩托車以及救護車病床等。
相對于使用真車進行碰撞試驗，臺車試驗更能體現(xiàn)價值，因為它具有成本更低、試驗結(jié)果更快、數(shù)據(jù)更可靠、重復(fù)碰撞試驗可控等特點。
加速度是最常用的碰撞試驗參數(shù)，能為用戶提供大量的信息。簡單的加速度數(shù)據(jù)整合即可提供速度和位置信息，這在運用公式F=M*A計算作用力時相當有用。這些加速度傳感器可以被用作觸發(fā)器，或者安裝在假人上，或者安裝在臺車自身的測試組件上。
圖1：早期的發(fā)射器和近期的臺車
圖2：裝有4000型加速度傳感器的ADTS TDAS增強型觸發(fā)器
圖3：現(xiàn)代臺車試驗技術(shù) （圖片由SEATTLE SAFETY提供）
臺車試驗的一個主要目的就是繪制出加速度（減速度）與時間的對比曲線，這些“脈沖”會根據(jù)客戶的需求不同而不同。臺車試驗提供了一個非破壞性的試驗平臺，這個平臺能夠準確的重新模擬出破壞性障礙物試驗產(chǎn)生的脈沖。這有助于使用同一固定裝置對某一特定產(chǎn)品進行多次測試。
因為碰撞試驗成本很高，所以數(shù)據(jù)的準確性和可重復(fù)性是很重要的。任何特定的測試都可能涉及100個或者更多的數(shù)據(jù)通道，而每個數(shù)據(jù)通道又包括數(shù)千個數(shù)據(jù)點。這些大量的數(shù)據(jù)都得用非常復(fù)雜的DAS（數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)）來收集。
最近Diversified Technical Systems公司已經(jīng)開發(fā)出了TDAS增強型電平觸發(fā)器設(shè)備（LTD）。TDAS是一個具備防撞能力的設(shè)備，當超過預(yù)設(shè)的加速度值時，它能夠提供光絕緣的節(jié)點閉合作用輸出信息。它可以與任何能接收接觸點閉環(huán)信號的設(shè)備兼容�？筛鼡Q型硅微機械壓阻加速度傳感器（4000系列）適用于該應(yīng)用，其特點為過載保護和整體溫度補償。LTD擁有5個可選擇的g 等級和5種濾波（Hz）選擇。濾波越高，反應(yīng)時間越短；濾波越低，假觸發(fā)的可能性越低。
圖4：應(yīng)用于狹小空間的低成本52M30型
圖5：三軸安裝塊和64型加速度傳感器
圖6：創(chuàng)新性的連接器和延長電纜能夠節(jié)約成本
儀表盤和車門等的測試無疑是個挑戰(zhàn)，因為測試所應(yīng)用的傳感器必須很小，并且需要承受很高的加速度。另外，在狹窄的空間里準確的放置傳感器也相當重要。52M30型傳感器就是為此專門設(shè)計的，同樣也被應(yīng)用在側(cè)面碰撞測試上。因為產(chǎn)品的體積只有一個筆頭的大小，而且成本低廉，所以使用在傳感器或者電纜很容易被破壞的環(huán)境能有相當理想的效果（圖4）。
碰撞試驗專家正逐漸轉(zhuǎn)向另外一種方法，就是在離傳感器幾英寸的地方安裝一個低成本的連接器，然后通過連接器連接到延長線。因為大多數(shù)的電纜損壞都發(fā)生在離傳感器6英寸的位置，更換延長線比更換傳感器組件更容易和經(jīng)濟，從而延長了碰撞測試中傳感器的使用壽命。這種方式在1201/1201F型應(yīng)用非常廣泛，此方案可以用于所有傳感器類型，甚至三軸的結(jié)構(gòu)。
假人的幾項測試要求準確的放置加速度計。這些傳感器被安裝在假人的頭部、胸部以及脊椎和骨盆，安裝時必須遵循SAEJ211/J2570規(guī)則和標準。假人生產(chǎn)商為加速度傳感器預(yù)留了安裝位置。圖5展示了典型的三軸安裝塊，以及64C型加速度傳感器。3個傳感器將被裝在這個安裝塊上。
可以將一個或多個加速度傳感器直接安裝在臺車的表面。就算功能變化了，它們?nèi)匀槐挥米鏖]環(huán)的反饋以控制加速度脈沖，同時用來監(jiān)控臺車的加速/減速。使用例如EGCS-S425一類的臨界阻尼加速度計做臺車試驗的潮流正漸漸興起。
最常見的DAS是DTS和DT等公司提供的系統(tǒng)。DAS在傳感器和存儲器之間提供了一個接口。DAS給加速度傳感器提供激勵電壓，然后記錄和儲存?zhèn)鞲衅鱾骰氐男盘枴＿@種類型的系統(tǒng)采用循環(huán)緩沖區(qū)持續(xù)記錄數(shù)據(jù)。當接到“觸發(fā)”信號時，系統(tǒng)就會儲存一系列數(shù)據(jù)以便下載。
除DAS以外，接地和連接器線路的正確性對于保證加速度計的性能非常重要，因為這將避免噪聲和復(fù)雜的接地回路。
文章中所涉及的所有傳感器的安裝都建議使用螺釘安裝或者以膠水粘接固定，以保證最佳的產(chǎn)品性能。然而，研究表明雙面膠帶在一些應(yīng)用中是一種不錯的替代選擇。這種安裝技術(shù)的使用極大地減少了安裝時間以及測試后取下和清潔傳感器的時間。精量電子收集了一些型號加速度計的標定數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)表明使用雙面膠帶固定和使用螺釘或膠水固定的加速度計的精度是一樣的。精量電子位于美國加里福利亞州的加速度傳感器研發(fā)中心關(guān)于該課題的研究結(jié)果將于2009年第一季度發(fā)布。
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