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HIII系列假人胸部位移传感器
专栏:技术交流
发布日期:2021-08-12
阅读量:919
作者:湖南赛孚汽车科技股份
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在 2006 版开始,提出传感器校准起始点的输出电压为 0±2.5mv。 2.3 标定报告更新 紧跟 SAE J2517 的变化,赛孚公司将胸部位移传感器标定台的标定软件进行 了升级,标定报告的形式有一定的调整,如图 4 所示。

杨青,刘鑫光,傅灿,隆军,朱俊豪 湖南赛孚汽车科技股份有限公司 试验中心

0 引言

  汽车正碰试验所用的 HIII 系列假人主要是按照 FMVSS CFR PART 572 进行 标定的,其胸部标定所用的胸部位移传感器参照 SAE J2517H III 家族胸部位移 传感器标定程序》进行校准。为了满足 SAE J2517 的更新,结合客户需求,湖南赛孚汽车科技股份有限公司(以下简称赛孚公司)对胸部位移传感器进行了更新升级。

1 SAE J2517 的变化 

  SAE J2517 是针对假人胸部位移传感器校准方法而专门规定的标定程序。 SAE J2517-2000 版胸部位移传感器的标定示意如图1,其最后计算胸部位移传感 器的灵敏度是公式(1),采用的是两点法。对 Xc 只给出了 68mm 的测试量程要[1][2]。在实际应用中,为了减小误差,我们一般是在规定的测试量程(68mm范围内对多个点进行校准,通过这些点的线性回归汇出趋势线,用趋势线的斜率作为传感器的灵敏度,我们称之为线性法。

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1 胸部位移传感器标定示意图 

S =XC /((VC - VO)/Vex) 1) 

式中:S 灵敏度系数,单位 mm/(mV/V)XC 校准点 c 的值,mmVC 校准点 c 的电压值,mVVO 初始点 o 的电压值,mVVex 激励电压,V SAE J2517-2006 修订版校准程序最大的变化是引入了三次回归曲线公式(2), HIII 50th 假人给出了 14 Xc 的测试点用于获得回归曲线系数。同时,要求 了校准的初始位置电压输出为 0±2.5mvD = A×X 3 + B×X 2 + C×X + M 2式中:D — 位移值,mmX — 传感器输出值,即每个 XC 时输出值,mv/vABC M — 校准回归因数 根据最小二乘曲线公式 1628734563383053592.png

达到最小值,计算出回归因数 ABC M,这里称为三次曲线法[3]SAE J2517-2010 修订版校准程序延用了 2006 版的三次曲线法进行校准,但 HIII 50th 假人给出了18 个测试点用于获得回归曲线系数,其中还包含了负向位移[4]SAE J2517 的变化使 HIII 系列假人传感器从校准程序和校准方法上尽可能减小误差。目前在行业中对 HIII 系列假人传感器的标定采用线性法和三次曲线法都还比较广泛。

2 胸部位移传感器的更新 

2.1 传感器外观更新 

  HIII 系列假人胸部位移传感器主要由电位计、托架和摆臂组成。[5]赛孚公司作为一家假人制造企业,已经完全实现了 HIII 系列假人胸部位移传感器自主生产。为了适应客户需求,赛孚公司对胸部位移传感器进行了如下外观更新: 

1)托架进行了电镀处理,使其与假人其他部件颜色更加协调; 

2)增加电位计端盖,使接线端和散线进行了隐藏,既能防止杂物造成电 位计短路,又使传感器更美观可靠; 

3)托架上增加了线束固定孔,将传感器线扎在托架上,可以避免试验时 传感器线从根部拉断;

4)信号传输线减轻,由原来直径 6mm 4 芯带屏蔽网的线改为了直径为 3.3mm 4 芯带屏蔽网的传输线,单个传感器总质量至少减少 1/31628733688079005096.png

2.2 电位计结构更新 

  从 SAE J2517 的变化我们发现,在2000 版中对传感器校准起始点的电压并没有特殊要求,只需要保证校准区间内的电压输出是有效的即可。在2006 版开始,提出传感器校准起始点的输出电压为0±2.5mv。在2010 版中也提出了传感器校准时,位移基准点Xc=0mm 时,输出电压为0±2.5mv[2][3][4]为了满足标准的更新,赛孚公司对电位计结构也进行了更新。 

  图 3 显示了赛孚公司旧版和新版电位计的接线方式和电气输出特性。旧版的电位计是3 针脚接法,其电气输出特性类似滑动变阻器,机械角度有效量程为 20°~340°为了保证胸部位移传感器在正反区间内都有有效输出,一般在使用时会将胸部位移传感器校准 0mm 的基准位置调整到电位计对应的 180°附近, 校准胸部位移传感器时,一般用5V 的激励电压,那么0mm 的基准位置的输出 电压就是2.5V 左右,满足SAE J2517-2000 版,但不满足 SAE J2517-2006 版。对电位计内部结构进行重新设计制作后,采用4 针脚接线法,其电气输出特性为:当转轴处于有效区间的中位时,输出信号为 0,向逆时针方向转动时,输出为正值,向顺时针方向转动时,输出为负值,这样就可满足 SAE J2517-2006 版的传感器校准要求,即0mm 的基准位置的输出电压是0V 左右,正反向运动时有对应正负值输出。

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2.3 标定报告更新 

  紧跟 SAE J2517 的变化,赛孚公司将胸部位移传感器标定台的标定软件进行 了升级,标定报告的形式有一定的调整,如图 4 所示。为了适应客户不同数采的灵敏度输入形式和三次曲线法的应用,在标定报告中,标定结果保留了线性灵敏度及其倒数,增加了三次曲线法的校准回归因数 ABC M。标定数据保留 了实测位移和实测电压,增加了理论位移、输出电压、位移误差、每个点对应的 非线性度,标定量程和范围参考 SAE J2517-2010,从-10mm 标定到 75mm。另外将标定的数据点绘制成曲线,增加到标定报告中。

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3 结论 

  赛孚公司此次主要根据标准变化,结合客户反馈的产品问题,对HIII 系列假人胸部位移传感器的接线端、传输线、电位计内部结构和标定软件进行了升级更新,使传感器外观更好看,与假人其他部件颜色更协调,接线更可靠,标定输出特性满足最新标准要求,标定报告内容更加详细,更方便用户使用。 产品改进永无止境。赛孚公司将一如既往地致力于产品的改进升级,不断探 索创新,紧跟标准变化,满足客户诉求。 

参考文献:

  [1]赵敬月,徐坚杰,陈杰 ;《Hybrid III 50th 假人胸部位移传感器的应用》;上 海市机动车检测中心;上海计量测试,2014 [2]美国汽车工程师协会安全测试设备标准委员会;《Hybrid III Family Chest Potentiometer Calibration procedure》;SAE J2517-2000 [3]美国汽车工程师协会安全测试设备标准委员会;《Hybrid III Family Chest Potentiometer Calibration procedure》;SAE J2517-2006 [4]美国汽车工程师协会安全测试设备标准委员会;《Hybrid III Family ChestPotentiometer Calibration procedure》;SAE J2517-2010 [5]湖南赛孚汽车科技股份有限公司;《混 III 50th 男性假人用户手册》;2018


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