E4Labview的轿车制动器台架试验机测控系统毕业论文

摘要 先进的摩擦试验机测控技术对于制动器试验台性能研究的深入开展有着重要意义。随着计算机技术的飞速发展，自动化测试技术也日趋成熟，将其应用于制动器试验台己成为制动器试试验技术研究的一个重要内容。本文中所研制的汽车制动器台架试验机测控系统，正是将计算机测控技术与制动器试验机有机地结合的产物。 本文采用虚拟仪器技术，进行了汽车制动器台架试验机性能试验自动测试系统的硬件研究及软件设计。硬件上采用速度传感器、压力传感器和温度传感器等检测各试验数据，实现了对各参数的自动采集。软件上在LABVIEW虚拟仪器开发平台上，采用图形化、模块化设计方法，实现了采集信号的实时显示，控制信号的准确输出，试验数据的正确处理及应用数据融合技术对性能参数进行拟合从而实现性能曲线的自动绘制。整个系统具有界面友好、操作方便、功能齐全等优点，试验结果表明研制基于虚拟仪器的制动器台架试验机自动测量控制系统，增加了试验过程的稳定性多样性，缩短了开发时间，节省开支，提高了测试精度和试验效率，可广泛应用于科研院所和生产厂家，具有较高的推广应用价值。关键词:制动器试验台 虚拟仪器 数据采集 LABVIEWAbstract The advanced brake testing technology has the important meaning to the thorough development of brake testing performance. Along with swift development of computer technology,the automated test technology is also mature day by day, applies it in the brake testing machines has become an important content to the brake testing performance research. The brake testing machines performance system developed in this article is precisely combined by the computer technology and the brake testing machines. This article uses the virtual instrument technology, carried the hardware and the software design on the brake testing system .On the hardware we use the velocity sensor，the Pressure sensor and the temperature sensor and so on to examine each testing data, it has realized automatic gathering of various parameters .On the software we use the platform of LabVIEW, adopted the modulation design method, has realized the gathering signal real time and display，control accurate output of signal ,correct processing of tentative data，draw and fit the performance curve of parameter through using data inoculation technology. The overall system has the merits of friendly surface，easily operation，completedfunction and so on, the test result indicated that the application of Vl on brake testing system increased the testing stability, reduced the development time, the save expenses，improved the test Precision and the experimental efficiency .The system can widely apply in the scientific research institute and the manufacture, and has the high promotion application value. Key words: Brake Testing Virtuall Instrument Data Acquisition LabVIEW目录摘要1ABSTRACT21 绪论41.1 国内外汽车制动器试验台的发展现状51.2 虚拟仪器LabVIEW的发展现状和应用61.3 课题背景及本课题研究的目的和意义81.4 本课题研究的主要内容92 制动器试验台结构及原理102.1 制动器试验台的机械结构及原理102.2 制动器试验台的测量控制原理122.2.1 制动器扭矩的测量122.2.2 制动器转速的测量132.2.3 制动器温度的测量162.2.4 制动器压力的测量182.3 制动器试验台的其他数据的获取203 制动器台架试验机软件系统设计223.1 LabVIEW程序设计原理223.2 LabVIEW操作界面234 试验与分析244.1 台架试验的基本原理244.2 台架试验机试验标准流程264.3 制动器试验台的操作面板和数据处理274.3.1 制动器试验台的操作面板274.3.2 实验数据处理285 总结305.1 主要结论305.2 未来发展展望30参考文献32 1 绪论自第一辆汽车的出现至今，轿车（即汽车）已经历了多个发展阶段。但无论轿车如何发展以及今后又会出现新的更新换代,其制动系统的重要性却从未改变。制动性能的好坏直接关系到行车安全。制动系统的好坏也是衡量整车质量的一个重要因素。为此，对制动器试验台的研究尤为重要。制动器试验台是制动器研究中不可缺少的重要环节，是评价制动器能否满足使用设计要求的最重要实验之一。至今为止，世界各地已出现一系列的成熟的制动器试验机，包括德国KRAUSS制动试验台，美国CHASE制动试验台，国产MM-1000摩擦试验台以及吉林大学机电设备研究所JF系列试验台等针对这些制动器实验机各研制部门有不同的软件平台控制，而随着测试技术的发展，虚拟仪器的不断成熟，将虚拟仪器与汽车制动器台架试验机相结合以形成新的测控系统将成为客观的趋势。以LabVIEW为代表的虚拟仪器开发和应用的活跃源于1986年的美国，LabVIEW是一种基于图形化的开发、调试和运行程序的集成化环境，实现了虚拟仪器的概念，将现有的计算机主流技术与革新灵活易用的软件和高性能的模块化硬件结合在一起，建立起功能强大又灵活易变的基于计算机的测试测量与控制系统来代替传统仪器功能的研发、应用趋势。同时LabVIEW所具有的即时在线检测控制与在线交流功能也将促使本课题的研究具有更广大的使用范围。它与汽车制动器试验台测控系统的结合也必将引领制动器测控行业未来的发展的趋势。为此，开发一套具有自主知识产权同时便于大规模推广的基于易操控的虚拟仪器的轿车制动器试验台测控系统有着非常现实和重要的意义。1.1 国内外汽车制动器试验台的发展现状 汽车制动器是指产生阻碍车辆运动或运动趋势的力（制动力）的部件，其中也包括辅助制动系统中的缓速装置。目前，汽车所用都制动器几乎都是摩擦式的，可分为鼓式和盘式两大类。 制动器实验台是检测制动器性能的主要装置，如今国内外有关制动器试验台的型式很多，其典型代表如德国KRAUSS制动试验台，美国CHASE制动试验台，日本的JASO制动试验台，国产MM-1000摩擦试验台以及吉林大学机电设备研究所JF系列试验台等。图1-1给出了KRAUSS摩擦制动器试验台的外观图。图 1-1 KRAUSS摩擦制动器试验台的外观图 对汽车制动器摩擦性能的测试设备为摩擦试验机，用它可以测试汽车摩擦片在不同工况条件下的摩擦系数、制动力矩和磨损性能。目前世界各国所使用的摩擦试验机大体分为以下几种类型：1、小样摩擦试验机 这种试验机是对从摩擦片成品按规定要求取下的样品（试样）进行摩擦系数和磨损性能试验。目前执行有定速式摩擦试验机、Chase摩擦试验机、MM1000摩擦试验机。测试标准为：定速式摩擦试验机我国执行的是GB/T5764-98和GB/T 17469-98标准，日本采用的JASO-C418、JASO-C4411，其它地区采用的是CNS 2586-D2002标准。Chase摩擦试验机世界上通用的测试标准是SAE-J661等，MM1000摩擦试验机我国采用的是QC/T475-1999标准。2、实样摩擦试验机 实样摩擦试验机的特点是采用原尺寸刹车片、原配制动钳和制动盘为试验对象，对鼓式制动器是采用原尺寸制动蹄和原配鼓为试验对象。目前国内外所使用较普遍的是Krauss试验机。测试标准主要就是德国的PV-3212与PV-3211标准。3、惯性台架试验机 惯性台架试验机又称1：1惯性试验台（Dynamometer），是利用飞轮动能等量模拟车辆动能对制动器加载，能较好地模拟车辆制动器的实际工况测试标准为：QC/T479-1999（货车、客车制动器台架试验方法）、QC/T564-1999（轿车制动器台架试验方法），国际标准有ISO 11157，SAE-J212、JASO-C441、VW-TL-110等标准。 我国汽车制动器摩擦衬片（或衬块）制造业发展较快，但是试验方法不完整，具有自主知识产权的汽车制动器试验台与国外先进汽车制动器试验台制造厂商比仍具有相当大的差距。 我国目前已成为世界汽车生产大国，汽车零配件要对不同国家不同地区多种型号、品牌汽车的生产进行供应，但是存在技术优势低、产品技术含量差、缺少自主产权的问题。要扩大世界市场的竞争力，就必须采用高水平、经济实用、国际认同的测试标准，提升产品质量以及科技含量。因此，在制动器摩擦性能测试领域，应该研究开发更先进的试验方法和装置。1.2 虚拟仪器LabVIEW的发展现状和应用电子测量仪器发展至今，大体可分为四代：模拟仪器、数字化仪器、智能仪器和虚拟仪器。第一代模拟仪器，如指针式万用表、晶体管电压表等。第二代数字化仪器，这类仪器目前相当普及，如数字电压表、数字频率计等。这类仪器将模拟信号的测量转化为数字信号测量，并以数字方式输出最终结果，适用于快速响应和较高准确度的测量。第三代智能仪器，这类仪器内置微处理器，既能进行自动测试又具有一定的数据处理能力，可取代部分脑力劳动，习惯上称为智能仪器。它的功能块全部都是以硬件（或固化的软件）的形式存在，相对虚拟仪器而言，无论是开发还是应用，都缺乏灵活性。第四代虚拟仪器，它是现代计算机技术、通信