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在测试和评估车辆操控性和动力学时,会记录许多不同的参数,如车轮力、转向扭矩、速度、RPM、振动、踏板位置等,以确定它们之间的因果关系。这些数据通常来自不同的传感器和系统,如车轮力传感器、方向盘传感器、速度和加速度传感器、速度矢量传感器、距离传感器、应变计、GPS和惯性导航系统(INS),以及CAN或FlexRay等现场总线。这为车辆动力学测试提出了一些挑战,因为所有测量变量必须同时同步采集。
特别是在试验台或测试轨道上,在某些情况下,一次记录超过一百个通道,高度精确的实时测量数据采集对于车辆动力学测试是必不可少的。特别是在测试和优化互联系统时,如电子控制单元(ECU)——从简单的驾驶员助理到ADAS和自动驾驶系统——这种形式的数据采集是至关重要的。
为了提供可靠的测量结果,了解精确同步数据采集的基本标准很重要。以下是成功数据采集的5个关键组成部分:
1.时间同步:
所有传感器和数据源的时间同步对于评估车辆动力学研究结果至关重要。目的是评估驾驶行为和驾驶辅助系统干预。精确的时间同步确保数据点的精确对齐,并有助于避免可能导致错误分析的时间差异。通常,车辆动力学测试中的数据来自多个传感器和系统,这些传感器和系统具有不同的延迟时间和同步机制。因此,建立同步性是很重要的。
现代数据采集系统 imc CRONOSflex 负责这项任务。例如,在数据采集过程中,imc CRONOSflex DAQ自动将所有放大器的通道调整为最慢放大器的延迟,从而保持系统中所有活动通道的同步性。
2. 缓冲、数据质量和传输:
没有什么比在测量后发现数据实际上已被采集过或采集到的数据不可用更令人沮丧。为了处理传入的数据流,数据采集系统必须具有强大的数据存储技术。使用环形缓冲区,可以安全地将数据存储到内部存储介质或将数据传输到外部介质,并避免在处理或传输延迟时丢失数据。随着电动汽车发展带来的全新挑战,测量技术必须对电磁辐射不敏感,测量数据的早期数字化是一个重要方面。这使得传感器和测量系统对外部影响更加稳健。
3.可扩展性和灵活性:
车辆已装备齐全,准备运输至测试轨道。突然,您被告知需要额外的测量点。拥有一个高度灵活的数据采集系统意味着您总能完成每一个测量任务。车辆动力学测试通常与疲劳测试和数据采集中的其他任务齐头并进。因此,DAQ系统不仅要处理来自不同来源的数据,还要具有可扩展性,为额外的通道提供连接选项,并且要灵活易拓展。例如,您的DAQ系统应该以空间分布的方式安装,且不影响同步。
具有模块化设备架构的现代DAQ系统,如 imc CRONOSflex,允许将任意数量的测量模块卡扣式连接到基本设备上,并以空间分布的方式安装在测量点附近。它还提供了 imc WFT-Cx 车轮力传感器的无缝集成,通过一个单独的测量模块进行车辆动力学测试。
4. 硬件和软件同步:
如何同时查看所有系统和传感器?为了确保同步数据采集,硬件和测量软件应在DAQ解决方案中无缝配合。由于车辆动力学测试通常是大型测量活动的一部分,因此通过软件对测量解决方案进行集中控制和自动化是必要的。
测量软件可用于设置所有测量变量和通道,节省现场时间。除了配置之外,数据采集系统的中央启动和传感器功能的监控也是优势之一。理想情况下,传感器的配置和控制直接集成到系统中。现代DAQ系统通过进一步的自动化功能支持这一过程,例如,通过实时执行测量数据的合理性检查,以使用触发器自动进行测量。
5. 校正及信号处理:
测量数据异常和数据分析软件中特定通道的数据分配异常的原因是什么?在大多数情况下,特别是在具有许多不同传感器的复杂数据采集任务中,由于混淆和缺乏测试设备数据库,使用中的传感器没有经过校准。对传感器进行适当的校准是准确可靠测量结果的必要条件。传感器数据库是完成测试挑战的重要基础,以确保正确的传感器和校准数据可用,并可分配给测量软件中的适当通道。将RFID标签用于传感器,可以方便地在数据库中管理传感器,分配和检索传感器数据,避免混淆和人工错误输入。
作者: Florian Sailer, imc 车辆动力学测试技术专家
更多详情,欢迎访问我们的汽车测试数据采集专页。
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