车载式表面平整度测量的位移传感器选择的方法

摘要

一种动态测量领域的车载式表而平整度测量的位移传感器选择的方法，针对车载系统的行驶和振动特点，综合考虑车辆行驶的动态特性、位移传感器解析度和响应频率，开发了基于多参数综合最优算法的测量系统设计模块，测量系统设计模块接收三种输入参数，即测量系统性能指标输入、车辆振动特性输入和车速输入，经过多参数综合最优算法，得到两个输出量的合理区间，即传感器响应频率和传感器解析度，然后与现有的传感器产品进行比较，选择符合合理区间的且价格最低的产品。本发明既可以达到系统精度要求，又使得系统成本最低，具有可靠性，先进性和实用性。

主权项

1、一种车载式表面平整度测量的位移传感器选择的方法，其特征在于，针对车载系统的行驶和振动特点，综合考虑车辆行驶的动态特性、位移传感器解析度和响应频率，开发了基于多参数综合最优算法的测量系统设计模块，测量系统设计模块接收三种输入参数，即测量系统性能指标输入、车辆振动特性输入和车速输入，经过多参数综合最优算法，得到两个输出量的合理区间，即传感器响应频率和传感器解析度，然后与传感器产品进行比较，选择符合合理区间的且价格最低的产品，所述的多参数综合最优算法，步骤如下：(1)测量系统性能指标输入要求，表面平整度精度R达到3毫米，表面采样间隔S大于或者等于0.01米；(2)车辆行驶速度为v米/秒，根据FVV(v)和FVP(v)分别计算得到序列A_vv和A_vp，FVV(v)和FVP(v)分别为车辆的垂直振动特性和俯仰振动特性：垂直振动特性：A_vv(i)＝FVV(v)|_fvv(i)，i＝1，Λ，100俯仰振动特性：A_vp(i)＝FVP(v)|_fvi(i)，i＝1，Λ，100其中，FVV(v)为车辆垂直振动的振动模态随车速变化的函数，每个车速对应了一组[A_vv，f_vv]，f_vv表示振动频率，f_vv(i)表示频率为i赫兹，A_vv表示振动幅值，单位为毫米，A_vv(i)表示频率成分为f_vv(i)时的振幅大小；FVP(v)为车辆俯仰振动的振动模态随车速变化的函数，每个车速对应了一组f_vp表示振动频率，f_vp(i)表示频率为i赫兹，A_vp表示振动幅值，单位为毫米，A_vp(i)表示频率成分为f_vp(i)时的振幅大小，FVV(v)、FVP(v)通过车辆系统动力学分析或试验获得；(3)计算车速为v时A_vv(i)的最大值MAX(A_vv)；(4)计算车速为v时A_vp(i)的最大值MAX(A_vp)；(5)计算车速为v时的系统要求的最低水平采样频率为赫兹；(6)位移传感器解析度r_e的合理区间为：对于单个传感器测量系统，计算MAX(A_vv)和MAX(A_vp)的最大值MAX(A)，传感器解析度须满足：MAX(A)＜r_e＜R，如果MAX(A)≥R，则不管采用哪种传感器，都无法满足测量要求；对于前后两个传感器的测量系统，传感器解析度须满足：MAX(A_vp)＜r_e＜R，如果MAX(A_vp)≥R，则不管采用哪种传感器，都无法满足测量要求；(7)位移传感器响应频率f_e的合理区间为： $f_e>\frac{v}{S};$(8)依据上述(7)和(8)，将现有传感器产品进行比较和选择，首先选择属于合理区间的产品，然后在这些产品中选择成本低者，即为本测量系统所需要的传感器。