CN107588936B - 一种利用虚拟仪器技术对汽车踏板回弹时间测量的方法 - Google Patents
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Abstract
一种利用虚拟仪器技术对汽车踏板回弹时间测量的方法，通过对应的传感器线束插头连接各类汽车脚踏板，使用数据采集卡采集汽车脚踏板下压释放过程中的电压信号，通过程序对电压信号进行计算从而判断汽车脚踏板是否下压及回弹到位然后计算出回弹时间，相关操作数据按设置好的命名方式保存至指定区域，可由用户选择查看或打印。该测试台极大地提高了回弹时间测量的准确性与速度，保障了操作人员的安全，具有极大的商用价值。
Description
技术领域
本发明涉及汽车踏板测量技术领域，特别涉及一种利用虚拟仪器技术对汽车踏板回弹时间测量的方法。
背景技术
随着国民经济水平的不断提高，汽车已经成为人们生活中重要的交通工具，提高汽车相关零件检验的效率与准确性有着重大的意义。汽车脚踏板作为每个汽车必备的零件，它的质量对汽车有着重要的影响。
汽车脚踏板一般用于控制汽车离合、油门和刹车，它的回弹时间是汽车脚踏板质量的重要指标之一。汽车行业要求各类汽车脚踏板被压至最低位置后能够快速的回弹至原位，故需要对汽车脚踏板的回弹时间进行测量，从而判断该脚踏板是否合格。目前，多数汽车零件生产厂商在检测汽车脚踏板的回弹时间时，采用的是人工判断的方式，由工人自己按住脚踏板底座，然后下压释放，人为判断该脚踏板是否合格。这种方法容易引入人为操作及判断的误差，如下压不到位、回弹不到位以及不同工人对时间长短感知不同等都会造成判断不准确。而且汽车脚踏板回弹力度较大，如工人操作过程中未压牢脚踏板底座，很容易造成安全事故。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足,本发明的目的在于提供一种利用虚拟仪器技术对汽车踏板回弹时间测量的方法，采用数据采集卡对汽车踏板回弹测试过程进行电压信号采集，通过算法计算得出汽车踏板回弹时间，用于实现汽车踏板回弹时间测试的自动化，提高汽车踏板回弹时间测试的准确度和速度。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种利用虚拟仪器技术对汽车踏板回弹时间测量的方法，包括以下步骤；
Step 1、根据汽车踏板的型号选择相应的操作台，操作台上有用于固定汽车踏板的位置限定孔和压爪；
Step 2、根据汽车踏板的型号选择相应的传感器线束插头，连接汽车踏板与数据采集卡；
Step 3、打开工控机桌面的测量软件中的测量程序，根据汽车踏板的型号选择对应参数，若无此型号的参数，则进行参数测量后设定新参数，保存后选择；
Step 4、点击开始测量按钮，将汽车踏板下压至最低位置后释放，使其自由返回，测量电压信号；测量程序开始后会自动发送指令至电源，使其输出对应的电流通过连接在电源和汽车踏板之间的传感器线束为传感器供电使其开始工作，传感器采集到的电压信号也通过传感器线束传到数据采集卡，数据采集卡将该信号传送至工控机中的测量软件；
Step 5、对采集的全部电压信号进行处理；测量软件对电压信号进行简单的滤波之后，通过电压信号的幅值和变化特征判断本产品回弹时间是否合格；
Step6、将电压变化曲线图总高度1％以下和99％以上的电压分别求平均值，得出高电平参考电压和低电平参考电压；
Step7、高低电平参考电压与电压信号上升段的交点即为要求的上升起点t1和上升终点t2；找到t1和t2点后根据其Y轴坐标的电压值，对应找出其X轴坐标的时间点，根据X、Y轴坐标在电压变化曲线图中可找到这两个的位置，计算出上升起点t1和上升终点t2的位置；Step8、上升起点t1和上升终点t2对应的时间轴上两个时间点相减得出汽车踏板的返回时间T；
Step9、将返回时间T与参数中的上限进行比较，若测得的返回时间T小于上限值则合格，超过上限值则不合格；
Step10、测试结果以报表格式自动保存至指定文件夹；
Step11、点击查看结果按钮，选择并打开报表，可选择打印。
所述的Step8中的返回时间测量分为以下两步：
确定高低参考电平，采用直方图的方法统计测量曲线中所有的电压幅值，直方图宽度设为0.1V，用波形上下区域中具有最多波形点的直方图区间的中心高度做为高低参考电平的高度，波形的上下区域分别为从波峰波谷开始算起、包含峰峰值50％的上下范围，如果高低参考电平相应的直方图区间不超过总波形点得5％，则搜索整个波形的最大和最小高度作为高低参考电平。
所述的参数上限设置在1000ms—3000ms之间。
本发明的有益效果是：
实验结果表明，本发明可以实现汽车踏板返回时间的自动测量，具有自动、无损、准确度高、速度快、操作方便的特点，若将本发明应用于汽车踏板返回时间的测量中，能够快速准确地测量出不同型号的汽车踏板返回时间，提高测量的准确性和效率，同时可自动将测量数据保存为报表格式，方便查看与打印。
附图说明
图1为本发明的脚踏板回弹时间计算的流程图。
图2为本发明的操作流程图。
图3为本发明的测试台整体图。
图4为传感器线束示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作详细叙述。
如图1图2所示；一种利用虚拟仪器技术对汽车踏板回弹时间测量的方法，包括以下步骤；
Step 1、根据汽车踏板的型号选择相应的操作台，用于固定汽车踏板的定制机械产品，操作台上有位置限定孔和压爪，可以把汽车踏板固定在测试台上，然后将其固定到操作台上；即通过把对应型号的工装板安装到操作台上后，再将汽车踏板固定在工装板上，从而将汽车踏板固定。(由于汽车踏板型号较多且不同型号其外形有差异，本测试台根据汽车踏板的几大类型定制了对应的工装板用于固定汽车踏板，汽车踏板外形变化后可更换工装板，使得本测试台可测试多种型号的汽车踏板；
Step 2、根据汽车踏板的型号选择相应的传感器线束插头，连接汽车踏板与数据采集卡；
Step 3、打开工控机桌面测量软件中的测量程序，根据汽车踏板的型号选择对应参数，若无此型号的参数，则进行参数测量后设定新参数，保存后选择；
Step 4、点击开始测量按钮，将汽车踏板下压至最低位置后释放，使其自由返回，测量电压信号；测量程序开始后会自动发送指令至电源，使其输出对应的电流通过连接在电源和汽车踏板之间的传感器线束为传感器供电使其开始工作，传感器采集到的电压信号也通过传感器线束传到数据采集卡，数据采集卡将该信号传送至工控机中的测量软件；
Step 5、对采集的全部电压信号进行处理；测量软件对电压信号进行简单的滤波之后，通过电压信号的幅值和变化特征判断本产品回弹时间是否合格；
Step6、将电压信号图总高度1％以下和99％以上的电压分别求平均值，得出高电平参考压和低电平参考电压；
Step7、高低电平参考电压与电压信号上升段的交点即为要求的上升起点t1和上升终点t2；找到t1和t2点后根据其电压值，Y轴坐标，对应找出其时间点，X轴坐标，根据X、Y轴坐标在电压变化曲线图中可找到这两个的位置，计算出上升起点t1和上升终点t2的位置；
Step8、上升起点t1和上升终点t2对应的时间轴上两个时间点相减得出汽车踏板的返回时间T；
Step9、将返回时间T与参数中的上限进行比较，若测得的返回时间T小于上限值则合格，超过上限值则不合格；
Step10、测试结果以报表格式自动保存至指定文件夹；
Step11、点击查看结果按钮，选择并打开报表，可选择打印。
所述的Step8中的返回时间测量分为以下两步：
确定高低参考电平，采用直方图的方法统计测量曲线中所有的电压幅值，直方图宽度设为0.1V，用波形上下区域中具有最多波形点的直方图区间的中心高度做为高低参考电平的高度，波形的上下区域分别为从波峰波谷开始算起、包含峰峰值50％的上下范围，如果高低参考电平相应的直方图区间不超过总波形点得5％，则搜索整个波形的最大和最小高度作为高低参考电平。
所述的参数上限一般设置在1000ms—3000ms之间，用户可根据产品型号对应的检测标准自行设置。
如图3所示：瞬态持续期是极性为上升瞬态时，上升波形与低参考电平之间的交点为上升瞬态的起始点，上升波形与高参考电平之间的交点为上升瞬态的结束点；从波形与低参考电平相交到波形与高参考电平相交时的时间间隔，以毫秒为单位；测量从波形的左边沿起始，查找位于波形与高参考电平的第一个交点前，波形与低参考电平的所有交点；波形与低参考电平的最后一个交点用于计算；极性为上升瞬态时的持续期也称为上升时间；极性为下降瞬态时的持续期也称为下降时间。
该测试台配备了适用多种汽车脚踏板型号的工装固定板，可将汽车脚踏板牢牢固定住，通过对应的传感器线束插头连接各类汽车脚踏板，使用NI的数据采集卡采集汽车脚踏板下压释放过程中的电压信号，通过程序对电压信号进行计算从而判断汽车脚踏板是否下压及回弹到位然后计算出回弹时间。相关操作数据按设置好的命名方式保存至指定区域，可由用户选择查看或打印。该测试台极大地提高了回弹时间测量的准确性与速度，保障了操作人员的安全，具有极大的商用价值。
如图4所示：传感器线束插头1包括型号：M99传感器线束插头，适用于：F043 F047F057 F076 F094 F095 F107 F108 F115 F119。
传感器线束插头2包括型号：F081传感器线束插头，适用于：F026。
传感器线束插头3包括型号：F031/F056/F069/APM1.2传感器线束插头、F174/F226传感器线束插头、F055/F080/F095/F189/APM1.2传感器线束插头，适用于：传感器线束插头F031:F018 F020 F022 F045 F051 F054 F056 F067 F071 F072 F081 F114；传感器线束插头F056:F024 F027 F040 F100；传感器线束插头F069:F025 F036 F058 F062 F063 F092F096 F098 F112 F113；传感器线束插头APM1.2:F011 F014 F044；传感器线束插头F174:F069 F070 F091 F093；传感器线束插头F226:F042；传感器线束插头F055:F023 F029 F032F037 F039 F049 F050 F052 F061 F064 F065 F073 F075 F077 F078 F079 F085 F086F087 F088 F103 F104 F110；传感器线束插头F080:F031 F038 F046；传感器线束插头F189:F082 F109；传感器线束插头F095:F041 F080 F111；传感器线束插头APM1.2:F005F006 F008。
传感器线束插头4包括型号：F127传感器线束插头(APM6)。
Claims (2)
1.一种利用虚拟仪器技术对汽车踏板回弹时间测量的方法，其特征在于，包括以下步骤；
Step 1、根据汽车踏板的型号选择相应的操作台，操作台上有用于固定汽车踏板的位置限定孔和压爪；
Step 2、根据汽车踏板的型号选择相应的传感器线束插头，连接汽车踏板与数据采集卡；
Step 3、打开工控机桌面的测量软件中的测量程序，根据汽车踏板的型号选择对应参数，若无此型号的参数，则进行参数测量后设定新参数，保存后选择；
Step 4、开始测量，将汽车踏板下压至最低位置后释放，使其自由返回，测量电压信号；测量程序开始后会自动发送指令至电源，使其输出对应的电流通过连接在电源和汽车踏板之间的传感器线束为传感器供电使其开始工作，传感器采集到的电压信号也通过传感器线束传到数据采集卡，数据采集卡将该信号传送至工控机中的测量软件；
Step 5、对采集的全部电压信号进行处理；测量软件对电压信号进行简单的滤波之后，通过电压信号的幅值和变化特征判断本产品回弹时间是否合格；
Step6、将电压变化曲线图总高度1％以下和99％以上的电压分别求平均值，得出高电平参考电压和低电平参考电压；
Step7、高低电平参考电压与电压信号上升段的交点即为要求的上升起点t1和上升终点t2；找到t1和t2点后根据其Y轴坐标的电压值，对应找出其X轴坐标的时间点，根据X、Y轴坐标在电压变化曲线图中可找到这两个的位置，计算出上升起点t1和上升终点t2的位置；
Step8、上升起点t1和上升终点t2对应的时间轴上两个时间点相减得出汽车踏板的返回时间T；
Step9、将返回时间T与参数中的上限进行比较，若测得的返回时间T小于上限值则合格，超过上限值则不合格；
Step10、测试结果以报表格式自动保存至指定文件夹；
Step11、点击查看结果按钮，选择并打开报表，选择打印。
2.根据权利要求1所述的一种利用虚拟仪器技术对汽车踏板回弹时间测量的方法，其特征在于，所述的参数上限设置在1000ms—3000ms之间。
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