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☆ 前言：
摩托車的振動(dòng)舒適性是指保持摩托車在行駛過(guò)程中駕駛員和乘員所處的振動(dòng)環(huán)境具有一定舒適度的性能。目前，國(guó)內(nèi)對(duì)摩托車振動(dòng)舒適性的考察大多還僅依靠個(gè)別試車人員的主觀感覺(jué)來(lái)進(jìn)行判別，個(gè)體差異和隨意性較大，不能正確和定量地評(píng)價(jià)摩托車振動(dòng)舒適性性能。因此，有必要開(kāi)發(fā)出適合摩托車行駛過(guò)程中的振動(dòng)舒適性測(cè)試分析系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行定量測(cè)試。
目前，國(guó)內(nèi)外數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)大多依賴計(jì)算機(jī)來(lái)控制，或內(nèi)置或外掛A/D板構(gòu)成，而摩托車在行駛中系統(tǒng)的安裝和操作非常不方便，同時(shí)設(shè)備本身也不安全。這就要求測(cè)試儀器必須能脫離計(jì)算機(jī)獨(dú)立采集數(shù)據(jù)，而且要小巧便攜、操作方便，自帶電源等。TDEC在UDAQ系列便攜式數(shù)據(jù)采集器的基礎(chǔ)上，與有關(guān)單位合作，成功開(kāi)發(fā)出了摩托車車載振動(dòng)舒適性測(cè)試系統(tǒng)。
☆ 測(cè)試要求：
◆ 摩托車振動(dòng)舒適性測(cè)試系統(tǒng)，可定量測(cè)量摩托車行駛中手把、座位、腳踏三個(gè)部位產(chǎn)生的振動(dòng)對(duì)人體的影響；
◆ 數(shù)據(jù)采集器通道數(shù)≥4，多通道并行同步采集，A/D轉(zhuǎn)換精度滿足測(cè)試系統(tǒng)要求；
◆ 數(shù)據(jù)采集器需體積小，重量輕，便于在摩托車上安裝；
◆ 數(shù)據(jù)采集器自帶電源供電，一次充電使用時(shí)間最好≥4～5小時(shí)；
◆ 數(shù)據(jù)采集器能夠獨(dú)立脫離計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和存儲(chǔ)，且存儲(chǔ)空間足夠；
◆ 數(shù)據(jù)采集器有外觸發(fā)啟動(dòng)采樣功能；
◆ 數(shù)據(jù)采集器與主機(jī)（計(jì)算機(jī)）間數(shù)據(jù)傳遞速度快，最好采用USB接口，傳遞數(shù)據(jù)時(shí)由USB供電；
◆ 系統(tǒng)軟件基于虛擬儀器技術(shù)，分析界面友好，可操作性強(qiáng)。
☆ 系統(tǒng)功能特點(diǎn)：
◆ 采用TDEC UDAQ-10016便攜式數(shù)據(jù)采集器，可提供4或8個(gè)同步數(shù)據(jù)采集通道，每通道最高采樣率為100KSps；
◆ 數(shù)據(jù)采集器輕巧便攜，操作方便，能夠方便安裝于摩托車上；
◆ 數(shù)據(jù)采集器自帶可充電鋰電池供電，不需要現(xiàn)場(chǎng)布線和電源，操作方便；
◆ 數(shù)據(jù)采集器能夠脫離計(jì)算機(jī)獨(dú)立工作，完成數(shù)據(jù)采集和存儲(chǔ)，且具有數(shù)據(jù)掉電保護(hù)機(jī)制，保證數(shù)據(jù)安全性；
◆ 數(shù)據(jù)采集器采用USB2.0接口傳輸數(shù)據(jù)，保證數(shù)據(jù)傳輸速率；
◆ 數(shù)據(jù)采集器具有內(nèi)觸發(fā)、外觸發(fā)、手動(dòng)觸發(fā)、強(qiáng)制觸發(fā)等多種觸發(fā)方式，無(wú)須配接計(jì)算機(jī)，通過(guò)儀器的面板按鍵就可以設(shè)置采集參數(shù)和觸發(fā)模式，方便用于現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)；
◆ 系統(tǒng)配套的虛擬儀器應(yīng)用軟件針對(duì)摩托車振動(dòng)舒適性的測(cè)試需求，基于LabView平臺(tái)開(kāi)發(fā)，全中文界面，分析功能強(qiáng)大，能夠在試驗(yàn)完成后的短時(shí)間內(nèi)迅速給出定量測(cè)試結(jié)果及測(cè)試報(bào)告，且界面友好，操作簡(jiǎn)便。
☆ 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)：
◆ 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖：
◆ 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)說(shuō)明：
如上圖所示，傳感器接收來(lái)自摩托車手把及座位的振動(dòng)信號(hào)，經(jīng)恒流源供電及電荷電壓轉(zhuǎn)換后進(jìn)入數(shù)據(jù)采集器的模擬輸入通道。恒流源主要用于為ICP振動(dòng)傳感器及電荷電壓轉(zhuǎn)換器提供激勵(lì)電源，并負(fù)責(zé)將ICP振動(dòng)傳感器信號(hào)引出至后端數(shù)據(jù)采集器。試驗(yàn)時(shí)，當(dāng)摩托車進(jìn)入穩(wěn)速狀態(tài)時(shí)啟動(dòng)采集器進(jìn)行采集記錄，將各個(gè)傳感器傳來(lái)的信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)并存儲(chǔ)在采集器里。試驗(yàn)完成后取下采集器，連接上位計(jì)算機(jī)USB接口即可進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸及后續(xù)處理分析。
☆ 系統(tǒng)軟件：
系統(tǒng)選用LabView作為軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)開(kāi)發(fā)摩托車舒適性測(cè)試分析后處理系統(tǒng)。在虛擬儀器的設(shè)計(jì)中，遵循模塊化程序設(shè)計(jì)思想，采取由上到下的設(shè)計(jì)方法，根據(jù)系統(tǒng)的總體需求，將系統(tǒng)劃分為各個(gè)功能模塊。摩托車舒適性測(cè)試系統(tǒng)包含下圖所示的7個(gè)模塊：程序啟動(dòng)界面；數(shù)據(jù)讀取、顯示模塊；平順性分析模塊；數(shù)據(jù)存取模塊；報(bào)告打印模塊；使用幫助。其中的數(shù)據(jù)分析模塊包含了自功率譜、時(shí)域分析、均方根分析等多個(gè)專用算法模塊，以實(shí)現(xiàn)摩托車舒適性測(cè)試的專用功能。同時(shí)設(shè)計(jì)了一個(gè)主界面將各個(gè)模塊集成到一起，實(shí)現(xiàn)各模塊的調(diào)用。
☆ 分析波形圖舉例：
☆ 硬件配置及主要技術(shù)指標(biāo)：
◆ 測(cè)試通道：4/8個(gè)
◆ 數(shù)據(jù)傳輸接口：USB2.0
◆ 每通道最高采樣率：100KSps，向下可程控分檔
◆ A/D分辨率：16Bit
◆ 每通道緩存大小：128KB
◆ 采集器可脫離計(jì)算機(jī)獨(dú)立工作
◆ 采集器自帶可充電電源
◆ 支持外觸發(fā)、內(nèi)觸發(fā)、手動(dòng)觸發(fā)等多種觸發(fā)方式
☆ 結(jié)束語(yǔ)：
試驗(yàn)表明，TDEC的UDAQ-10016很好地滿足了用戶對(duì)于開(kāi)發(fā)摩托車振動(dòng)舒適性測(cè)試分析系統(tǒng)的硬件要求，其體積輕巧、便于攜帶、自帶電源、可脫離計(jì)算機(jī)獨(dú)立工作、抗震、抗沖擊的特性非常適合車載測(cè)試系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)應(yīng)用。
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