制动仪和道路系数坡度仪的研究

《机动车运行安全技术条件》（gb7258-1997）规定了两种行车制动性能检验方法，即路试检验和台试检验。当车辆经台架检验后对其制动性能有质疑时，可用路试检验进行复检，并以满载路试的检验结果为准。因为只有路试才能最真实地反映制动性能的好坏。路试检验行车制动性能又可用制动距离和制动稳定性，充分发出的平均减速度（mfdd）、制动协调时间（t协）和制动稳定性来检验。路试检验行车制动性能的仪器，目前主要是五轮仪。五轮仪有两种，一种是常规的第五轮仪---车轮由被检车辆拖曳前进测量出距离信号，另一种是非接触式五轮仪，利用光学原理测量出车辆与地面的相对移动距离信号。这种仪器的共同特点是测量单位时间的距离变化量，制动距离、制动时间可以直接测出，由距离和时间计算出速度和加速度。精度较高，但这些仪器安装费事，即使是容易安装的车型也要半个小时，有些车型安装困难，甚至要制作专用的支架后才能安装。并且要求五轮仪的精度和分辨率都很高，才能从大量记录的数字中找出0.8 v0（v0为制动初速度）的制动距离和0.1 v0时的制动距离，经计算得到mfdd，由试验记录中找出车辆达到规定的充分发出的平均减速度75%的时间确定为t协 ，因此测试工作量大。
用五轮仪测试制动距离，对判断制动性能好坏是最直观和准确的，如果测试结果表明制动距离不合格，要进一步分析原因，还要进行很多计算，才能得到mfdd 、t协 ，非常繁杂。所以五轮仪主要适用于对制动性能的试验分析，不适合频繁的日常检测。因此，按照国家标准标准gb7258-1997对机动车制动性能检验的要求，还缺少一种便携式直接测定制动协调时间和充分发出的平均减速度的仪器。
车辆运动性能的测试，可以用距离和时间信号计算得到速度、加速度、制动距离等。也可以用加速度值和时间信号计算得到速度、制动距离等数值，用这种方法的前提是要有高精度的加速度传感器和准确的计算方法。优点是用加速度法制成的仪器安装方便快捷，仪器可制成便携式。
早在六十年代，日本生产一种自记式制动减速度仪，利用重块、弹簧测出车辆加速度，用机械式走纸机构记录下时间---加速度历程， 由于是重块，惯量大，灵敏度稍差，分辨率更是不够，因此只能大致地看一下汽车的减速度情况。
随着技术的发展，以前难以做到的小量程、高灵敏度，可以从0 hz开始工作的耐冲击传感器，我国也已开发出来，计算机技术也能满足快速采集、计算数据的要求，因此研制用加速度传感器测量车辆的纵向加速度变化值为基础的便携式制动测试仪成为可能。
一、 技术特征
符合gb7258-1997《机动车运行安全技术条件》标准要求，能够直接测出充分发出的平均减速度（mfdd）和制动协调时间（t协），仪器工作可靠，操作方便，价格合理，精度高，适合于我国车辆安全检测。
该仪器将填补国内空白，为交警提供现代的检测设备。
1、用加速度传感器测量车辆在单位时间内纵向加速度的变化值，用计算机计算出充分发出的平均减速度和协调时间，符合gb7258-1997 6.14.1.2条及表格3的判别要求。
2、用可充电电池供电。
3、仪器由制动踏板触点开关触发启动。
4、在吸盘式支架上安装加速度传感器，吸盘可方便地安装在汽车前挡风玻璃上，并能方便地调整传感器处于大致水平的位置。
5、仪器具有启动后立即自动标定传感器零位的功能，因此操作方便，测试迅速。
6、仪器可以由驾驶员单人操作。
二、总体性能指标：
1、 测量范围：±2g
2、 分辨率：±0.05m/s2
3、 传感器误差：小于±1%
4、 重复性误差：小于±2%
5、 采样时间：16ms（计算精度）
6、 电源：6v(4.4s~6.3v)
7、 功耗：0.3w
三、 与国内外同类产品比较的先进性
国内外测试制动性能仪器设备有两种，一种是五轮仪，包括接触式和非接触式，此种仪器测试项目多、精度高；但测试过程较复杂，需专业人员操作；测试结果主要用于分析研究；仪器体积较大，不宜对摩托车、助动车进行测试；价格昂贵。另一种仪器是自记式惯性减速度仪，此种仪器只能记录制动曲线，精度低，无法进行计算测量，只能定性说明制动性能，对于执法缺乏公证性。况且上述仪器都无法测定标准要求的性能指标：充分发出的平均减速度（mfdd）、制动协调时间（t协），因此对于车辆管理部门进行车辆安全检测不是很适宜。该便携式制动性能测试仪的研制，将填补国内空白。
来源：安全资讯网