CN106441944A - 一种轮胎均匀性检测装置的标定方法 - Google Patents

Abstract

一种轮胎均匀性检测装置的标定方法，属于轮胎均匀性检测领域。传感器固定在负荷轮轴上，负荷轮处于自由状态，保持负荷轮静止，先测量系统的初始偏移量，然后在负荷轮的外边缘安装标定托盘与挂钩、砝码，支撑杆用于支撑托盘与挂钩，每添加一个砝码，测量一次数据。将所得电压数据与给定载荷量，应用最小二乘法求得该系统径向灵敏度。侧向标定方法与径向标定一致，在侧向上直接加砝码，加一次测一次数据即可，再计算对应侧向灵敏度。在此同样可验证径向和侧向的耦合现象，将侧向上方放置100kg的力，测量径向电压的变化，其变化量几乎为零，故该系统不存在径向和侧向的耦合现象。本发明标定结构较为简单，标定方法简单易行，成本较低，其具有很好的经济性。应用最小二乘法拟合所测数据，得出的结果精度较高。

Description

一种轮胎均匀性检测装置的标定方法

技术领域

本发明涉及轮胎均匀性检测领域，尤其涉及一种轮胎均匀性检测装置的标定方法。

背景技术

随着我国的汽车工业、公路交通运输的迅猛发展及家庭轿车普及率的提高，人们对汽车的重要组成部件轮胎认识不断提高，同时对轮胎质量提出了越来越高的要求。轮胎均匀性是轮胎出厂的必检项目，直接影响到车辆的操纵稳定性和行驶安全性。现代道路交通和汽车工业对轮胎均匀性的要求越来越高，尤其是在高速行驶条件下。轮胎均匀性对汽车的性能有十分重要的影响，如汽车的振动，噪声，乘坐舒适度，操纵稳定性和高速行驶安全性以及汽车零部件的寿命。

轮胎均匀性试验机是利用检测手段测量轮胎均匀性参数的试验设备，由所测参数反映轮胎均匀性的优劣，定性分析轮胎经加工硫化等过程后轮胎胶质缺陷。由于我国轮胎检测行业起步较晚，相对比较落后，国家出台了相关轮胎检测技术及相关技术标准推动我国轮胎制造业检测设备的发展。同时，轮胎均匀性试验机的研制成功对推动我国轮胎制造业的发展具有一定的指导意义。

工程应用中，轮胎均匀性试验机进行正式测量之前，要对测试系统进行标定，标定出其采集电压量和载荷之间的灵敏度，该量将用于以后正式测量的过程中。因此该值的准确性对测量的准确性至关重要。

发明内容

目前常规的轮胎均匀性检测装置类型主要分为两种，由传感器安装位置加以区分，第一种是传感器安装在轮胎转动轴上，第二种传感器安装在负荷轮轴上。本发明所述的标定方法适用于第二种轮胎均匀性检测装置。

一种轮胎均匀性检测装置的标定方法，该标定方法为适应于轮胎均匀性检测装置。

由系统灵敏度可知：S是载荷变化量ΔF和测得电压变化量ΔV的比值。通常测量灵敏度是给定一个已知载荷，测量输出电压的变化量求得。本系统为提高所测数据精度，采用多次加载测量，并对所得数据应用最小二乘法拟合所测电压数据与载荷关系的斜率即系统灵敏度。

设测得一组实验数据(x_i,y_i)＝(x_i,f(x_i)),i＝0,1,...,m及各点权系数ρ(x_i)(i为实验的次数)，要求在函数类Φ＝span{φ₀，φ₁，...φ_n}中求上函数。

满足

式(1)中为Φ中的任意函数。称这种函数近似表达式的方法为数据(曲线)拟合的最小二乘法，称s^*(x)为最小二乘解。

该系统采用代数多项式做拟合函数，且直线拟合。假设拟合函数为

P(x)＝a₀+a₁x (2)

那么误差满足极值点的条件。令F(a₀,a₁)对式(2)中a₀,a₁导数为零，则有方程组

式(3)中m为样本个数；

x为电压量；

y为载荷量。

由式(3)可得灵敏度

径向标定方法步骤如下：传感器(1)固定在负荷轮轴上，负荷轮(2)处于自由状态，保持负荷轮(2)静止，先测量系统的初始偏移量，然后在负荷轮(2)的外边缘安装标定托盘与挂钩(4)、砝码(5)，支撑杆(3)用于支撑托盘与挂钩(4)，每添加一个砝码(5)，测量一次数据。将所得电压数据与给定载荷量，应用最小二乘法求得该系统径向灵敏度。侧向标定方法与径向标定一致，在侧向上直接加砝码，加一次测一次数据即可，再计算对应侧向灵敏度。在此同样可验证径向和侧向的耦合现象，将侧向上方放置100kg的力，测量径向电压的变化，其变化量几乎为零，故该系统不存在径向和侧向的耦合现象。

鉴于本发明的上述内容，本发明具有如下优点：

1、标定结构较为简单，标定方法简单易行，成本较低，其具有很好的经济性。

2、应用最小二乘法拟合所测数据，得出的结果精度较高。

附图说明

图1为径向力标定原理图；

图中；1、传感器，2、负荷轮，3、支撑杆，4、托盘与挂钩，5、砝码。

具体实施方式

下面结合图1对本发明具体实施例做进一步说明：

由系统灵敏度可知：S是载荷变化量ΔF和测得电压变化量ΔV的比值。通常测量灵敏度是给定一个已知载荷，测量输出电压的变化量求得。本系统为提高所测数据精度，采用多次加载测量，并对所得数据应用最小二乘法拟合所测电压数据与载荷关系的斜率(即系统灵敏度)。

设给定一组实验数据(x_i,y_i)＝(x_i,f(x_i)),i＝0,1,...,m及各点权系数ρ(x_i)(可以是实验的次数或的可信程度等)，要求在函数类Φ＝span{φ₀，φ₁，...φ_n}中求上函数。

满足

式(1)中为Φ中的任意函数。称这种函数近似表达式的方法为数据(曲线)拟合的最小二乘法，称s^*(x)为最小二乘解。

该系统采用代数多项式做拟合函数，且直线拟合。假设拟合函数为

P(x)＝a₀+a₁x (2)

那么误差满足极值点的条件。令F(a₀,a₁)对式(2)中a₀,a₁导数为零，则有方程组

式(3)中m为样本个数；

x为电压量；

y为载荷量。

由式(3)可得灵敏度

径向标定方法步骤如下：如图所示，传感器(1)固定在负荷轮轴上，负荷轮(2)处于自由状态，保持负荷轮(2)静止，先测量系统的初始偏移量，然后在负荷轮(2)的外边缘安装标定托盘与挂钩(4)、和砝码(5)，支撑杆(3)用于支撑托盘与挂钩(4)，每添加一个砝码(5)，测量一次数据。将所得电压数据与给定载荷量，应用最小二乘法求得该系统径向灵敏度。侧向标定方法与径向标定一致，在侧向上直接加砝码，加一次测一次数据即可，再计算对应侧向灵敏度。在此同样可验证径向和侧向的耦合现象，将侧向上方放置100kg的力，测量径向电压的变化，其变化量几乎为零，故该系统不存在径向和侧向的耦合现象。

本发明的应用途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种轮胎均匀性检测装置的标定方法，其特征在于：该标定方法为适应于轮胎均匀性检测装置；

由系统灵敏度可知：S是载荷变化量ΔF和测得电压变化量ΔV的比值；通常测量灵敏度是给定一个已知载荷，测量输出电压的变化量求得；本系统为提高所测数据精度，采用多次加载测量，并对所得数据应用最小二乘法拟合所测电压数据与载荷关系的斜率即系统灵敏度；

设测得一组实验数据(x_i,y_i)＝(x_i,f(x_i)),i＝0,1,...,m及各点权系数ρ(x_i)，i为实验的次数，要求在函数类Φ＝span{φ₀，φ₁，...φ_n}中求上函数；

$s^{*}\left(x\right)={a^{*}}_0{\mathrm{\φ}}_0\left(x\right)+{a^{*}}_1{\mathrm{\φ}}_1\left(x\right)+...+{a^{*}}_n{\mathrm{\φ}}_n\left(x\right)=\underset{k=0}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{a^{*}}_k{\mathrm{\φ}}_k\left(x\right),m\≥n---\left(1\right)$

满足

式(1)中为Φ中的任意函数；称这种函数近似表达式的方法为数据(曲线)拟合的最小二乘法，称s^*(x)为最小二乘解；

该系统采用代数多项式做拟合函数，且直线拟合；假设拟合函数为

P(x)＝a₀+a₁x (2)

那么误差满足极值点的条件；令F(a₀,a₁)对式(2)中a₀,a₁导数为零，则有方程组

$\left[\begin{array}{cc}\underset{i=0}{\overset{m-1}{\mathrm{\Σ}}}1& \underset{i=0}{\overset{m-1}{\mathrm{\Σ}}}{x}_i\\ \underset{i=0}{\overset{m-1}{\mathrm{\Σ}}}{x}_i& \underset{i=0}{\overset{m-1}{\mathrm{\Σ}}}{x_i}^2\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}{a}_0\\ a_1\end{array}\right]=\left[\begin{array}{c}\underset{i=0}{\overset{m-1}{\mathrm{\Σ}}}{y}_i\\ \underset{i=0}{\overset{m-1}{\mathrm{\Σ}}}{y}_i{x}_i\end{array}\right]---\left(3\right)$

式(3)中m为样本个数；

x为电压量；

y为载荷量；

由式(3)可得灵敏度

径向标定方法步骤如下：传感器(1)固定在负荷轮轴上，负荷轮(2)处于自由状态，保持负荷轮(2)静止，先测量系统的初始偏移量，然后在负荷轮(2)的外边缘安装标定托盘与挂钩(4)、砝码(5)，支撑杆(3)用于支撑托盘与挂钩(4)，每添加一个砝码(5)，测量一次数据；将所得电压数据与给定载荷量，应用最小二乘法求得该系统径向灵敏度；侧向标定方法与径向标定一致，在侧向上直接加砝码，加一次测一次数据即可，再计算对应侧向灵敏度；在此同样可验证径向和侧向的耦合现象，将侧向上方放置100kg的力，测量径向电压的变化，其变化量几乎为零，故该系统不存在径向和侧向的耦合现象。