畢業(yè)設(shè)計(jì)-汽車車速傳感器檢測系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、目 錄 TOC o 1-3 u 摘要與關(guān)鍵詞 PAGEREF _Toc198635762 h II引言 PAGEREF _Toc198635766 h 11 工作原理 PAGEREF _Toc198635767 h 11.1 汽車車速傳感器的工作原理 PAGEREF _Toc198635768 h 11.2 車速傳感器 PAGEREF _Toc198635769 h 11.2.1 霍爾式車速傳感器 PAGEREF _Toc198635770 h 11.2.2 磁電式車速傳感器 PAGEREF _Toc198635771 h 31.2.3 加速度傳感器 PAGEREF _Toc198635772

2、 h 31.3 控制裝置的工作原理 PAGEREF _Toc198635773 h 41.3.1 ABS控制原理 PAGEREF _Toc198635774 h 41.3.2 ECU控制原理 PAGEREF _Toc198635775 h 52 車輛限速裝置的設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc198635776 h 52.1 控制裝置系統(tǒng)的設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc198635777 h 52.2 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc198635778 h 62.3 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc198635779 h 73 車輛限速裝置的性能測試83.1 性能指標(biāo)83.2 測

3、試方法與結(jié)果 PAGEREF _Toc198635783 h 93.3 干擾問題94 車輛限速裝置的應(yīng)用 PAGEREF _Toc198635789 h 95結(jié)語 PAGEREF _Toc198635790 h 10參考文獻(xiàn)10致 謝 PAGEREF _Toc198635792 h 11汽車車速傳感器檢測系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘 要 汽車車速傳感器檢測系統(tǒng)設(shè)計(jì)是一種傳感器檢測裝置。利用車速傳感器把檢測到的轉(zhuǎn)速信號(hào)轉(zhuǎn)變成的電壓信號(hào)輸送給計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)通過變頻器來控制電機(jī)速度，利用傳感器檢測的速度值與規(guī)定值進(jìn)行比較，達(dá)到對(duì)傳感器的檢測目的。本文介紹了車速傳感器檢測系統(tǒng)的工作原理，詳細(xì)講述了系統(tǒng)的組成、原理和檢測

4、方法。系統(tǒng)采用硬件兼軟件對(duì)測量過程及測量結(jié)果進(jìn)行處理。與傳統(tǒng)的檢測技術(shù)相比，此種傳感器檢測裝置有結(jié)構(gòu)簡單、新穎、易于實(shí)現(xiàn)的特點(diǎn)。實(shí)踐證明在檢測，維修范圍內(nèi)都取得了良好的效果，系統(tǒng)具有良好的穩(wěn)態(tài)精度及動(dòng)態(tài)響應(yīng)性能，檢測實(shí)用性強(qiáng)、準(zhǔn)確度高,具有廣闊的應(yīng)用前景。關(guān)鍵詞數(shù)據(jù)采集；控制裝置；傳感器；速度檢測Auto speed sensor detection system designAbstractAuto speed sensor detection system design is a kind of sensor detection device. Use the detection spee

5、d sensor to the speed signal into a voltage signal transmission to the computer, the computer through the inverter to control motor speed, using sensor test speed value and comparison, achieve e. of sensor detection purpose. This paper introduces the working speed sensor detection system, the system

6、 are described in detail the principle component, the principle and test methods. Hardware and software system adopts the measuring process and measurement results for processing. Compared with the traditional test technology, this kind of sensor detection device has simple structure, the characteri

7、stics of novelty, easy to realize. Practice has proved in the test, repair within achieved good effect, the system has good dynamic response performance steady precision and practicability, detection, high accuracy, has the broad application prospect.KeywordsData acquisition; Control device; Sensors

8、; Speed detection引言隨著電子技術(shù)的發(fā)展，汽車電子化程度不斷提高，通常的機(jī)械系統(tǒng)已經(jīng)難以解決某些與汽車功能要求有關(guān)的問題，而被電子控制系統(tǒng)代替。傳感器的作用就是根據(jù)規(guī)定的被測量的大小，定量提供有用的電輸出信號(hào)的部件，亦即傳感器把光、時(shí)間、電、溫度、壓力及氣體等的物理、化學(xué)量轉(zhuǎn)換成信號(hào)的變換器。傳感器作為汽車電控系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，它直接影響汽車的技術(shù)性能的發(fā)揮。近年來，汽車保有量迅速增加，車輛安全性已成為人們最關(guān)心的問題。為了保障人民生命財(cái)產(chǎn)安全，政府部門制定了相關(guān)的道路交通安全法規(guī)，為了滿足安全法規(guī)和消費(fèi)者對(duì)車輛安全性的要求，廠商采取了多方面措施來改善車輛的安全性能，其中電子技術(shù)

9、起了很大的作用。隨著現(xiàn)代電子技術(shù)的發(fā)展，車輛電子化的程度越來越高，車輛傳感器成為汽車電子控制系統(tǒng)的重要組成部件，也是車輛電子技術(shù)領(lǐng)域研究的核心技術(shù)之一。車輛內(nèi)傳感器的工作環(huán)境十分惡劣，因此對(duì)傳感器的要求也十分嚴(yán)格。這些傳感器必須要經(jīng)受40150的溫度變化，而且要求精度高、可靠性好、反應(yīng)快、抗干擾和抗振動(dòng)能力強(qiáng)，才能準(zhǔn)確地實(shí)時(shí)檢測車輛運(yùn)行的有關(guān)狀態(tài)，速度傳感器是列車安全行駛的重要設(shè)備，它能否穩(wěn)定工作，將直接影響到車輛的正常運(yùn)行。作為現(xiàn)代信息技術(shù)三大支柱之一的傳感器技術(shù),已成為21世紀(jì)人們在高新技術(shù)發(fā)展方面爭奪的一個(gè)制高點(diǎn)。在現(xiàn)代汽車電子控制中，傳感器廣泛用于發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)、底盤控制系統(tǒng)、車身控制

10、系統(tǒng)和導(dǎo)航系統(tǒng)中，傳感器的使用數(shù)量和技術(shù)水平?jīng)Q定了現(xiàn)代車輛控制系統(tǒng)的性能，為汽車性能的改善提供了有力保障。傳感器是汽車電子控制系統(tǒng)的信息源，是促進(jìn)汽車高檔化、電子化、自動(dòng)化的關(guān)鍵部件，也是汽車電子技術(shù)領(lǐng)域研究的核心內(nèi)容之一。普通汽車上大約裝有10-20只傳感器，高級(jí)豪華轎車則更多。傳感器能及時(shí)識(shí)別外界和系統(tǒng)本身的變化，對(duì)溫度、壓力、位置、轉(zhuǎn)速、體積流量等信息進(jìn)行實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確的測量，并將信息傳遞給電腦進(jìn)行處理，從而實(shí)現(xiàn)汽車各系統(tǒng)的電子控制。現(xiàn)代社會(huì)對(duì)車輛性能的要求越來越高，促使汽車傳感器技術(shù)不斷發(fā)展，今后汽車傳感器的發(fā)展趨勢是實(shí)現(xiàn)微型化、智能化和多功能化，開發(fā)新材料、新工藝和新型傳感器。1 工作原

11、理1.1 汽車車速傳感器的工作原理車輛自動(dòng)強(qiáng)制限速裝置，包括傳感器、控制電路和操控機(jī)構(gòu)。車輛限速器分為兩種：一種是在車輛超速時(shí)發(fā)出語音警報(bào)，提醒駕駛者減速；另一種限速器是在車輛超過限定速度后，通過車載電腦發(fā)出指令，強(qiáng)制降低車輛行駛速度。車輛遙控自動(dòng)限速器由發(fā)射器和接收器組成，采用遙控專用編碼集成塊。通過對(duì)遙控限速進(jìn)行編碼，使每一組編碼對(duì)應(yīng)一種車速限制，并利用設(shè)置在路碼表與之刻度同步上的光電傳感器進(jìn)而控制執(zhí)行繼電器切斷和接續(xù)汽車起動(dòng)、點(diǎn)火和熄火回路，從而達(dá)到控制車速的目的。限速器的發(fā)射器包括固定發(fā)射器和移動(dòng)發(fā)射器，固定發(fā)射器安裝在需限速道路路段的出入口處，移動(dòng)發(fā)射器由執(zhí)法人員掌握，接收器安裝在各

12、受控車輛的駕駛室內(nèi)。車輛智能限速器由汽車傳感器、微電腦速度控制儀和智能機(jī)械手組成。 其工作原理是：當(dāng)車輛速度低于設(shè)定值時(shí)，控制儀不啟動(dòng)機(jī)械手，車輛行駛?cè)绯?；?dāng)車輛速度臨界設(shè)定值時(shí)，控制器立即啟動(dòng)機(jī)械手拉起油門，等同于司機(jī)放松油門，汽車只能滑行減速不能加速，從而使車速得到控制；當(dāng)車輛速度低于設(shè)定值時(shí)，控制器立即反向放松油門，使油門恢復(fù)如初。由于它的科學(xué)控速原理，車輛限速時(shí)呈自然、平穩(wěn)狀態(tài)，不易被站立的乘客察覺。電子限速的作用是限制車速過高，防止因車速過高造成事故。電子限速器可以實(shí)時(shí)監(jiān)測車輛的速度，當(dāng)車速達(dá)到一定值的時(shí)候，它就會(huì)控制供油系統(tǒng)和發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，這時(shí)即使踏下油門踏板，供油系統(tǒng)也不會(huì)供油。

13、1.2 汽車車速傳感器1.2.1 霍爾式車速傳感器霍爾效應(yīng)是一種磁電效應(yīng)，是德國物理學(xué)家霍爾1879年研究載流導(dǎo)體在磁場中受力的性質(zhì)時(shí)發(fā)現(xiàn)的。流垂直于外磁場方向通過導(dǎo)體時(shí)，在垂直于磁場和電流方向的導(dǎo)體的兩個(gè)端面之間出現(xiàn)電勢差的現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)，該電勢差稱為霍爾電勢差（霍爾電壓）。根據(jù)霍爾效應(yīng)，人們用半導(dǎo)體材料制成霍爾元件，它具有對(duì)磁場敏感、結(jié)構(gòu)簡單、體積小、頻率響應(yīng)寬、 輸出電壓變化大和使用壽命長等優(yōu)點(diǎn)，因此，在測量、自動(dòng)化、計(jì)算機(jī)和信息技術(shù)等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用?；魻栃?yīng)在應(yīng)用技術(shù)中特別重要，如果對(duì)位于磁場(B)中的導(dǎo)體(d)施加一個(gè)電壓(V)，該磁場的方向垂直于所施加電壓的方向，那么則在既與

14、磁場垂直又和所施加電流方向垂直的方向上會(huì)產(chǎn)生另一個(gè)電壓(UH)，人們將這個(gè)電壓叫做霍爾電壓，產(chǎn)生這種現(xiàn)象被稱為霍爾效應(yīng)。好比一條路, 本來大家是均勻的分布在路面上, 往前移動(dòng)。當(dāng)有磁場時(shí), 大家可能會(huì)被推到靠路的右邊行走。故路(導(dǎo)體)的兩側(cè), 就會(huì)產(chǎn)生電壓差。這個(gè)就叫“霍爾效應(yīng)”。其原理圖如下圖1所示。圖1 霍爾效應(yīng)原理圖霍爾傳感器常用來檢測車輛上車速和轉(zhuǎn)速的信號(hào)?；魻杺鞲衅饔蓚鞲蓄^和齒心組成，其傳感頭由永磁體、霍爾元件和電子電路等組成?；魻栜囁賯鞲衅鞯墓ぷ髟恚涸邶X蹦轉(zhuǎn)動(dòng)的過程中，使得通過霍爾元件的磁力線密度發(fā)生變化，從而引起霍爾電壓的變化，霍爾元件將輸出一準(zhǔn)正旋波電壓，此信號(hào)由電子電路轉(zhuǎn)換

15、成表中的脈沖電壓。由霍爾原理可知，霍爾傳感器的輸出電壓與被測物體的運(yùn)動(dòng)速度無關(guān)，因此它的高、低、速特性都很好，若用其測量物體的轉(zhuǎn)速，其下限速度可以接近于0，上限速度從理論上講可以不受限制，即它可以滿足工程中各種運(yùn)行速度的測量?；魻栞喫賯鞲衅鬟€有1000Km/h，以下優(yōu)點(diǎn)：一是輸出信號(hào)電壓幅值不受轉(zhuǎn)速的影響；二是頻率響應(yīng)高，其幅頻響應(yīng)可高達(dá),相當(dāng)于車速為時(shí)所檢測的信號(hào)頻率；三是抗電磁波干擾能力強(qiáng)。正因?yàn)槿绱?，車輛上的車速傳感器大都采用霍爾式傳感器。霍爾元件產(chǎn)生的霍爾電壓U的大小為：式中：控制電流，A；：帶電粒子的電荷，=；B：磁感應(yīng)強(qiáng)度，T；d：半導(dǎo)體的厚度，mm；n：電子濃度。當(dāng)齒圈轉(zhuǎn)到兩個(gè)齒

16、輪都與霍爾元件對(duì)正時(shí)，永磁體轉(zhuǎn)到霍爾元件的磁力線分散，磁場較弱，輸出的霍爾電壓較小；當(dāng)齒圈轉(zhuǎn)到一個(gè)齒與霍爾元件對(duì)正時(shí)，永磁體轉(zhuǎn)到霍爾元件的磁力線集中，磁場較強(qiáng)，輸出的霍爾電壓較大。齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，使得通過霍爾元件的磁力線密度發(fā)生變化，從而引起霍爾電壓的變化，霍爾元件將輸出一準(zhǔn)正弦波電壓，此信號(hào)由電子電路轉(zhuǎn)換成表中的脈沖電壓。1.2.2 磁電式車速傳感器磁電式傳感器與霍爾式傳感器是車輛上常用來檢測車速和轉(zhuǎn)速的信號(hào)。磁電式傳感器是利用電磁感應(yīng)原理工作的，即：當(dāng)閉合回路中的磁通量發(fā)生變化時(shí)，回路中就產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢，其大小與磁通量的變化率有關(guān)，即 ：感應(yīng)電動(dòng)勢；：導(dǎo)電回路中線圈的匝數(shù)；：穿越線圈磁通量

17、的變化率；通過改變就可以改變感應(yīng)電動(dòng)勢E的變化，而在實(shí)際應(yīng)用過程當(dāng)中，改變的方式有3種，即移動(dòng)線圈、移動(dòng)磁鐵或改變磁阻，與之對(duì)應(yīng)的分別稱為動(dòng)圈式磁電傳感器、動(dòng)鐵式磁電傳感器及磁阻式磁電傳感器。而在車輛上應(yīng)用最廣的是磁阻式磁電傳感器。下面以磁阻式磁電傳感器為例來講磁電式傳感器在車輛上的應(yīng)用情況。磁阻式磁電傳感器在車輛上的應(yīng)用可以用來檢測發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和車輪轉(zhuǎn)速，一般由傳感頭和齒圈組成，而傳感頭主要由永磁體、磁極和感應(yīng)線圈組成。當(dāng)齒圈的齒隙與傳感器的極軸端部相對(duì)時(shí)，極軸端部與齒圈之間的空氣間隙最大，磁阻也最大，通過感應(yīng)線圈的磁通量最小。而當(dāng)齒圈的齒頂與傳感器的極軸端部相對(duì)應(yīng)時(shí)，極軸端部與齒圈之間的空氣

18、間隙最小，磁阻也最小，通過感應(yīng)線圈的磁通量最大。當(dāng)齒圈隨同車輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，齒圈的齒頂和齒隙就交替地與傳感器極軸頂部相對(duì)，傳感器感應(yīng)線圈周圍的磁場隨之發(fā)生強(qiáng)弱交替變化，在感應(yīng)線圈中就會(huì)感應(yīng)出交變電動(dòng)勢，其頻率與齒圈的齒數(shù)和轉(zhuǎn)速成正比。磁電式輪速傳感器結(jié)構(gòu)簡單、成本低、工作穩(wěn)定可靠,幾乎不受溫度、灰塵等環(huán)境因素的影響，缺點(diǎn)是：一是輸出信號(hào)的幅值隨轉(zhuǎn)速的變化而變化。若車速過慢，其輸出信號(hào)低于1V，電控單元就無法檢測；二是響應(yīng)頻率不高。當(dāng)轉(zhuǎn)速過高時(shí)，傳感器的頻率響應(yīng)跟不上；三是抗電磁波干擾能力差。目前，國內(nèi)外ABS系統(tǒng)的控制速度范圍一般為15km/h160km/h，今后要求控制速度范圍擴(kuò)大到8km/h26

19、0km/h以至更大，顯然磁電式輪速傳感器很難適應(yīng)。1.2.3 加速度傳感器加速度傳感器是由加速度敏感頭、高精度電橋放大器、溫度補(bǔ)償電路、輸出飽和控制及輸入輸出接口構(gòu)成。其原理框圖如圖2所示。圖2 加速度傳感器原理圖智能加速度傳感器的工作原理是：敏感元件將測點(diǎn)的加速度信號(hào)轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電信號(hào)，進(jìn)入前置放大電路，經(jīng)過信號(hào)調(diào)理電路改善信號(hào)的信噪比，再進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換得到數(shù)字信號(hào)，最后送人計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)再進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和顯示。本加速度傳感器是采用MEMS (MicroElectro Mechanical System)技術(shù)成果研制而成的高穩(wěn)定、高精度、可靠性高、低漂溫、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)的新型加速度傳感器。其輸出信

20、號(hào)可直接送入記錄儀器。1.3 控制裝置的工作原理控制裝置是變速器的中央控制單元，它的核心是ECU控制裝置，所有傳感器和信號(hào)都匯集于此，由它分析后，發(fā)出指令并實(shí)施監(jiān)控。 控制理論在汽車電控中得到了廣泛的應(yīng)用，主要有PID控制、最優(yōu)控制、自適應(yīng)控制、滑模控制、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制以及預(yù)測控制等。就其結(jié)構(gòu)而言，電控系統(tǒng)主要由傳感器、電子控制組件ECU、執(zhí)行器三個(gè)部分組成。1.3.1 ABS控制原理汽車ABS(Antilock Braking System)是改善汽車主動(dòng)安全性的重要裝置，通過調(diào)節(jié)制動(dòng)力，使汽車獲得良好的制動(dòng)效能并保持較高方向操縱穩(wěn)定性。ABS最重要的功能并不是為了縮短制動(dòng)距離，而是

21、為了能夠盡量保持制動(dòng)時(shí)汽車的方向穩(wěn)定性。ABS起作用時(shí)，車輪與路面的摩擦屬滾動(dòng)摩擦，它會(huì)充分利用車輪與路面之間的最大附著力進(jìn)行制動(dòng)，從而提高制動(dòng)加速度，縮短制動(dòng)距離，但最重要的還是保證汽車的方向穩(wěn)定性。ABS工作時(shí)就相當(dāng)于以很高的頻率進(jìn)行點(diǎn)剎。于是，在緊急情況下如果將制動(dòng)踏板踩到底，肯定會(huì)感到制動(dòng)踏板在顫動(dòng)，同時(shí)也會(huì)聽到制動(dòng)總泵發(fā)出的“噠噠”聲，這便是ABS在正常工作。制動(dòng)總泵不斷調(diào)整制動(dòng)壓力，從而對(duì)制動(dòng)踏板產(chǎn)生連續(xù)的反饋力。防抱死制動(dòng)系統(tǒng)（簡稱ABS）是一種防止制動(dòng)過程車輪抱死的車輛主動(dòng)安全裝置。ABS是改善車輛主動(dòng)安全性能的重要裝置，其核心是通過調(diào)節(jié)制動(dòng)車輪滑移率，使得在制動(dòng)過程中，車輪滑

22、移率盡量在附著系數(shù)相對(duì)應(yīng)的滑移率區(qū)域，從而獲得盡量大的制動(dòng)效能，并保持較高的方向操縱性能6。為描述車輪制動(dòng)過程中與道路接觸的狀態(tài)，引入滑移率： （1）式中：為車輪半徑，為車輪制動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)速，輪速，為車速。通常，車輛要經(jīng)過大量的道路試驗(yàn)，才能獲得ABS制動(dòng)時(shí)車速變化規(guī)律和其相應(yīng)的控制邏輯?；谳喐讐毫瘮?shù)的制動(dòng)時(shí)參考車速計(jì)算方法，適合制動(dòng)時(shí)有穩(wěn)定壓力源的液壓制動(dòng)系統(tǒng)。選擇合適的加速度傳感器可以檢測車輛制動(dòng)過程的車速。 （2） 制動(dòng)前根據(jù)制動(dòng)時(shí)傳感器給出的輪速和加速度，用梯形公式計(jì)算出不同時(shí)刻的速度值。由加速度求車速的表達(dá)式為:(3)式中：為采樣周期，、為第、時(shí)刻測量的加速度值。ABS系統(tǒng)在制動(dòng)過程中

23、通過傳感器感知車輪與路面的滑移，由ABS電控單元做出判斷，并通過電磁閥調(diào)整制動(dòng)力的大小，使輪胎滑移率保持在一個(gè)理想的范圍（10%20%），來保證車輛制動(dòng)時(shí)有較大的縱向制動(dòng)和抗側(cè)向外力的能力，防止可能發(fā)生的后輪側(cè)滑，甩尾，提高車輛在制動(dòng)過程中的方向穩(wěn)定和轉(zhuǎn)向操縱的能力，并能提高附著系數(shù)利用率，縮短制動(dòng)距離，減少輪胎磨損。電子控制防抱死系統(tǒng)是目前提高車輛行駛安全性的有效措施之一。汽車驅(qū)動(dòng)防滑系統(tǒng)ASR（Automobile dynamic-control system）是在汽車起步和加速時(shí)將滑移率控制在一定范圍（5%15%）內(nèi)，防止驅(qū)動(dòng)輪快速滑動(dòng)，提高汽車的驅(qū)動(dòng)力。ASR在控制中，通過輪速傳感器反

24、饋來的信號(hào)經(jīng)控制單元處理后發(fā)出指令，調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩，從而調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)輪的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩。目前ASR的裝備大多是在ABS系統(tǒng)增設(shè)一部分部件的方法來實(shí)現(xiàn)，可看成是對(duì)ABS系統(tǒng)的完善和補(bǔ)充。1.3.2 ECU控制原理車輛電子控制器常稱為ECU，也叫電子控制單元。它是發(fā)動(dòng)機(jī)的一種綜合電子控制裝置。其核心部件是電腦(ECU或電子計(jì)算機(jī))，簡稱微處理機(jī)或微機(jī)。電子控制器包括硬件和軟件兩部分控制裝置是變速器的中央控制單元，該裝置由一個(gè)電子控制單元和一個(gè)電動(dòng)液壓控制單元組成，它安裝在變速器內(nèi)并浸在DSG機(jī)油中。所有傳感器和其他控制單元的信號(hào)都匯集到此，并由它分析后，向各個(gè)執(zhí)行器發(fā)出指令并監(jiān)控。2 車輛限速裝置的設(shè)

25、計(jì)2.1 控制裝置系統(tǒng)的設(shè)計(jì)電子控制器ECU硬件的作用是：根據(jù)電子控制器存儲(chǔ)的程序和數(shù)據(jù)，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)(或汽車)傳感器輸入的各種信息(模擬數(shù)字)進(jìn)行運(yùn)算、處理、判斷。然后輸出動(dòng)作指令，控制各有關(guān)執(zhí)行器進(jìn)行工作，達(dá)到快速、準(zhǔn)確、自動(dòng)地控制發(fā)動(dòng)機(jī)(或汽車)工作的目的5。若系統(tǒng)中采用硬件較多，則處理信息的速度加快，可改善控制系統(tǒng)的性能，但系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜化；若系統(tǒng)中多采用軟件替代一些硬件，則可減少電器元件數(shù)目，但系統(tǒng)的處理速度減慢，響應(yīng)度也降低。因而電子控制器合理地選配硬件與軟件兩者的比例是至關(guān)重要的，應(yīng)按控制系統(tǒng)的具體要求來確定電子控制器的硬件有專用控制微機(jī)、電路、輸入與輸出接口等。即主要是集成電路、電

26、子元件與印刷電路板。汽車發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制器ECU的組成如圖2所示。主要由輸入電路、A/D轉(zhuǎn)換器(中轉(zhuǎn)換電路)、微型計(jì)算機(jī)(ECU)和輸出回路等四部分組成。輸入電路的作用是將系統(tǒng)中各傳感器檢測到的信息(號(hào))通過I/O (輸入輸出接口電路)接口送入ECU，完成汽車發(fā)動(dòng)機(jī)在運(yùn)行過程中對(duì)其工況狀態(tài)的實(shí)時(shí)檢測任務(wù)。在檢測過程中，需要檢測與輸入的信號(hào)有模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)兩種。從傳感器送來的信號(hào)，首先進(jìn)入輸入回路。在輸入回路中，對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理。一般是去除雜波和將正弦波變?yōu)榫匦畏讲ê?，再轉(zhuǎn)換成輸入電平，其大致過程如圖3所示。圖3 發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制的組成從傳感器送出的信號(hào)有模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)兩種，其中的模擬信

27、號(hào)ECU不能直接識(shí)別與處理，需經(jīng)過相應(yīng)的A/D中轉(zhuǎn)換電路將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)后才能輸入ECU(微機(jī))。從傳感器送出的信號(hào)有模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)兩種，其中的模擬信號(hào)ECU不能直接識(shí)別與處理，需經(jīng)過相應(yīng)的A/D中轉(zhuǎn)換電路將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)后才能輸入ECU(微機(jī))。輸入的模擬信號(hào)有吸入空氣流量、空氣溫度、發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水溫度、發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷(轉(zhuǎn)速)、電源電壓等多個(gè)信號(hào)。這幾個(gè)信號(hào)分別經(jīng)過相應(yīng)的處理電路后，再經(jīng)過模數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換之后，才以數(shù)字量的形式送入到中央處理器CPU，控制系統(tǒng)采集的數(shù)字信號(hào)主要是來自轉(zhuǎn)速傳感器的轉(zhuǎn)速信號(hào)與活塞上止點(diǎn)參考信息，它們都是脈沖信號(hào)。這兩個(gè)信號(hào)經(jīng)過處理電路之后，通

28、過I/O (輸入輸出接口電路)接口就可直接送入ECU。其過程如圖4所示。圖4 A/D轉(zhuǎn)換工作過程示意圖2.2 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)車輛行駛記錄儀大多采用輪速傳感器記錄制動(dòng)過程中的車速曲線。國內(nèi)研制的車輛行駛記儀大多采用輪速傳感器記錄制動(dòng)過程中的車速曲線(如圖5所示) 。實(shí)際上，目前國內(nèi)車輛大多沒有配置防抱死制動(dòng)系統(tǒng)(ABS)，在緊急制動(dòng)時(shí)，如果路面的附著系數(shù)較低，車輛車輪有時(shí)會(huì)發(fā)生抱死，車輛滑行速度遠(yuǎn)大于車輪轉(zhuǎn)動(dòng)的速度(如圖5中的車身速度、車輪速度)，此時(shí)輪速不能反映汽車真實(shí)的行駛狀況，有必要測量記錄實(shí)時(shí)車速。傳統(tǒng)上測量車速主要有五輪儀、非接觸式五輪儀，僅適用于測量系統(tǒng)，不適用于控制系統(tǒng)，且價(jià)格

29、也較高。圖5 車輛制動(dòng)過程的輪速與車速因此，這里提出一種利用加速度傳感器測量加速度，然后進(jìn)行積分求出速度的汽車行駛記錄系統(tǒng)。同時(shí)利用微處理器的存儲(chǔ)功能記錄汽車在最近360h內(nèi)的行駛狀態(tài)數(shù)據(jù)，并且具有數(shù)據(jù)鎖死功能。在AD處理電路中，由于壓力傳感器送到采集板的壓力信號(hào)是電流信號(hào)，因此在輸入端利用精密電阻將其轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)，并經(jīng)放大電路對(duì)其進(jìn)行放大。對(duì)于輪速信號(hào)，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)使用了霍爾式傳感器處理電路，集和處理輪速信號(hào)。其電路圖如圖6所。開關(guān)量輸入處理電路主要指人踩下制動(dòng)踏板所發(fā)出的信號(hào)。這里用MAX6816對(duì)其進(jìn)行防抖整形處理。然后輸入到MCU的中斷口。30301TLP5211VccWHEEPT7

30、4LSVcc圖6 霍爾傳感器速度采集轉(zhuǎn)換電路2.3 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)汽車車速傳感器是車輛安全行駛的重要設(shè)備，它能否穩(wěn)定工作，將直接影響到車輛的正常運(yùn)行：車輛的運(yùn)行離不開速度信號(hào)。而速度信號(hào)的可靠性主要取決于以下幾個(gè)方面：其一，速度傳感器本身的內(nèi)在質(zhì)量好壞；其二，速度傳感器與車輛輪對(duì)是否可靠連接；其三，車輛正常行駛狀態(tài)下，車輛輪對(duì)是否出現(xiàn)空轉(zhuǎn)的現(xiàn)象。針對(duì)以上情況，本文設(shè)計(jì)了一種實(shí)現(xiàn)方法。 車輛速度處理裝置的主要原理是：綜合檢測車輛輪對(duì)上安裝的多個(gè)(多路)速度傳感器，經(jīng)過有效性檢測、分析、運(yùn)算，得到速度的平均值和有效值，并根據(jù)設(shè)定輸出相應(yīng)的速度信號(hào)。車輛的速度是通過機(jī)械傳動(dòng)方式傳到儀表頭內(nèi)的，經(jīng)過齒輪

31、變換，達(dá)到轉(zhuǎn)行程/車速的測量就是將這一模擬信號(hào)經(jīng)A/D得到數(shù)字信號(hào)，最后成為對(duì)方波信號(hào)的測量。由于中國公路條件復(fù)雜，規(guī)定不同等級(jí)的公路允許的最高速度不同。所以取中等平均速度，當(dāng)取中等平均速度為,采樣信號(hào)為方波，而采樣后進(jìn)行8倍頻時(shí)，采樣后方波的頻率為 (4)式(1)中： 為汽車中速行駛時(shí)的平均速度；汽車每行駛1公里到達(dá)表頭內(nèi)的轉(zhuǎn)速；倍率為設(shè)計(jì)值，此值取值越大，采樣精度就越高；如果取km/h；轉(zhuǎn)；倍率=，則取樣方波的頻率為Hz。由分析可知，當(dāng)把信號(hào)周期作為一次測量的周期時(shí)，對(duì)車速的測量大約要810ms。這樣，在1s內(nèi)最多可測量100次，為了保證數(shù)據(jù)的有效性和準(zhǔn)確性，又有足夠的時(shí)間來顯示報(bào)警，對(duì)車

32、速的測量周期為10次/s。整個(gè)工作過程是：經(jīng)光電轉(zhuǎn)換取得的代表車速的脈沖信號(hào)，經(jīng)過分頻整形后，再由多路電子開關(guān)電路，送至CPU，方脈沖的下沿觸發(fā)中斷。此時(shí)控制器對(duì)2次中斷之間的(周期)時(shí)間進(jìn)行測量。再將周期轉(zhuǎn)換為頻率。CPU的作為計(jì)數(shù)脈沖的輸人端，作為控制定時(shí)器使用。只要車輛停止行駛時(shí)，CPU亦停止測量。當(dāng)選擇CPU的定時(shí)時(shí)間為10ms，晶振頻率為12MHz時(shí)，CPU的初值按下式計(jì)算得：，整個(gè)車輛速度控制報(bào)警系統(tǒng)主要由速度測量判斷識(shí)別、行車安全報(bào)警決策模塊、譯碼顯示、隨機(jī)刷新存儲(chǔ)、語音報(bào)警提示、高壓延時(shí)控制等幾部份組成。統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方框圖如圖7所示。圖7 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖車輛限速的控制過程：通過機(jī)械傳動(dòng)

33、方式傳到儀表頭內(nèi)的，經(jīng)過齒輪變換，達(dá)到行程的轉(zhuǎn)速，車速的測量就是將這一模擬信號(hào)經(jīng)AD變換得到數(shù)字信號(hào)，最后成為對(duì)方波信號(hào)的測量。然后對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的分析，采用實(shí)時(shí)報(bào)警、延時(shí)控制等方法實(shí)現(xiàn)車輛的安全行駛，并將行駛速度進(jìn)行隨機(jī)的存儲(chǔ)，提高了系統(tǒng)對(duì)復(fù)雜路況處理能力。最后系統(tǒng)對(duì)車輛行駛的速度及其它車況參數(shù)進(jìn)行采樣、測量、計(jì)算。并將測量結(jié)果顯示出來，進(jìn)行語音報(bào)警，從而達(dá)到限速控制。 3 車輛限速裝置的性能測試3.1 性能指標(biāo)本裝置選用了國產(chǎn)CS3020霍爾開關(guān)元件，主要參數(shù)如下： 4.524V 最大灌電流100kHz；工作效率100kHz；供電電源：DC110(1-30%)110(125%)V；檢測控制

34、器的總功耗1W；環(huán)境溫度：-2570絕緣電壓：AC1500V，1rain；體積:285n ln l185 n ln l75 n ln l；本加速度傳感器是高穩(wěn)定、高精度、可靠性高、低漂溫、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)的新型加速度傳感器。其輸出信號(hào)可直接送入記錄儀器。其主要指標(biāo)： 量程：-2g+2g； 輸出信號(hào)范圍：05V；輸出信號(hào)(DC)：2.50000.40V；頻率響應(yīng)：0100Hz；電源電壓(DC)：125%；輸入電流：0.1A； (4.55.5)V控制裝置技術(shù)參數(shù)如下：電源輸入：(11010)V；信號(hào)輸入：(11010)V；單片機(jī)工作電壓：(4.55.5)V；壓力開關(guān)動(dòng)作值：560kPa；電空閥工作電壓

35、：(11010)V；3.2 測試方法與結(jié)果方法一：為了測試該速度傳感器的精度和誤差范圍，特在實(shí)驗(yàn)條件下對(duì)其進(jìn)行了測試。所得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表1所列?？梢钥闯觯瑢?shí)驗(yàn)所測得的數(shù)據(jù)漂移較小，低速情況下相對(duì)誤差范圍在1r/min以內(nèi)，高速情況下在3r/rain以內(nèi)，能夠滿足車輛速度傳感器檢測的要求。該校驗(yàn)儀的低速特性非常好、轉(zhuǎn)速平穩(wěn)，而且車輛的正常行駛速度在其所能檢測的范圍之內(nèi)。本文介紹的車輛速度傳感器在線校驗(yàn)儀已通過試用。使用過程中，車輛輪徑9001200mm可調(diào)，速度范圍2200Km/h，精度0.3 Km/h，穩(wěn)定性2r/min。該裝置體積小、使用簡單、運(yùn)行穩(wěn)定、可靠性好，可準(zhǔn)確地檢測車輛速度傳感器

36、的精度和性能。表1 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)速（r/min）1350100200400600800100012001400漂移（r）111-1-1-1-11+1-2+2+1+2+2-2+1時(shí)間（min）4433222333方法二：利用永磁同步電動(dòng)機(jī)定子交軸電流和轉(zhuǎn)速方程構(gòu)造降維線性Luenberger觀測器來獲得電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，觀測器簡單易行，通過特征值的配置可以獲得快速的收斂速度。采用直接反饋線性控制策略來設(shè)計(jì)系統(tǒng)控制器，使系統(tǒng)具有良好的速度跟蹤和轉(zhuǎn)矩響應(yīng)。通過Mat lab的仿真，驗(yàn)證了系統(tǒng)設(shè)計(jì)的有效性和可行性。方法三：OES二維速度傳感器能夠以非接觸方式測量傳感器與被測物體表面的相對(duì)位移和速度，它的研制

37、成功，解決了我國汽車制動(dòng)側(cè)滑量的難題，實(shí)用且可靠性強(qiáng)，對(duì)于提高我國汽車安全性能檢測有著重要意義。3.3 干擾問題硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)中都存在著很多干擾因素。在測控系統(tǒng)中，主要存在空間輻射干擾、信號(hào)通道干擾、電源干擾和數(shù)字電路引起的干擾。本設(shè)計(jì)中有較多經(jīng)傳感器轉(zhuǎn)換和放大器放大的電信號(hào)，由于測試環(huán)境的電磁干擾、傳感器和放大器自身的影響，往往會(huì)含有多種頻率成分的噪音信號(hào)。嚴(yán)重時(shí),這種噪音信號(hào)會(huì)淹沒待提取的輸入信號(hào)，造成測試系統(tǒng)無法獲取被測信號(hào)。這時(shí)就要對(duì)其采取抗干擾措施。硬件抗干擾是應(yīng)用系統(tǒng)最基本和最主要的抗干擾手段，一般從防和抗兩方面入手來抑制干擾。其總原則是：抑制或消除干擾源；切斷干擾對(duì)系統(tǒng)的耦合

38、通道；降低系統(tǒng)對(duì)干擾信號(hào)的敏感性對(duì)于本系統(tǒng)，硬件抗干擾設(shè)計(jì)的具體措施有：光耦隔離、接地、屏蔽、濾波去耦等方法。軟件抗干擾措施有：數(shù)字濾波技術(shù)（有算術(shù)平均法、中值法、抑制脈沖算術(shù)平均法、一階慣性濾波法、程序判斷濾波法和遞推平均濾波法等）、軟件冗余、設(shè)備軟件陷阱等方法。4 汽車車速傳感器裝置的應(yīng)用汽車車速傳感器電子限速的作用是限制車速過高，防止因車速過高造成事故。電子限速器可以實(shí)時(shí)監(jiān)測車輛的速度，當(dāng)車速達(dá)到一定值的時(shí)候，它就會(huì)控制供油系統(tǒng)和發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，這時(shí)即使踏下油門踏板，供油系統(tǒng)也不會(huì)供油。電子限速器的臨界值在車輛出廠時(shí)已經(jīng)設(shè)置好，一般是無法改變的。在國外，汽車的最高時(shí)速一般被限制在250km

39、，而在國內(nèi)，因?yàn)榇蟛糠謬a(chǎn)車輛的最高時(shí)速只是200km多一點(diǎn)，很多都達(dá)不到200km，所以一般都沒有電子限速器。電子限速器的應(yīng)用，可以在很大程度上降低交通事故的發(fā)生率，減少人員傷亡及財(cái)產(chǎn)損失。車輛的微機(jī)控制時(shí)代已經(jīng)來臨，并且隨著微機(jī)、電子技術(shù)的日臻完善蓬勃發(fā)展，再加上控制理論的不斷成熟完善，發(fā)動(dòng)機(jī)電控技術(shù)有望取得更大的突破?，F(xiàn)代車輛電控技術(shù)的理論基礎(chǔ)就是現(xiàn)代控制理論。從早期的經(jīng)典控制到目前的智能控制，控制理論在車輛電控中得到了廣泛的應(yīng)用。主要有PID控制、最優(yōu)控制、自適應(yīng)控制、滑?？刂?、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制以及預(yù)測控制等。現(xiàn)代控制理論的發(fā)展使得電控系統(tǒng)更能適應(yīng)復(fù)雜的多變量系統(tǒng)、時(shí)變系統(tǒng)和非線

40、性系統(tǒng)，甚至對(duì)于數(shù)學(xué)模型不甚精確的系統(tǒng)也能實(shí)施精確有效的控制。近二十年里，自動(dòng)化技術(shù)已在工業(yè)、科學(xué)應(yīng)用和軍事方面得到迅猛的發(fā)展?？墒?，由于缺少精確可靠的測量儀器，自動(dòng)控制技術(shù)的應(yīng)用受到嚴(yán)得的阻礙。一種具有良好線性度的熱偶流速度傳感器已在英國TROLEXLTD服了許多傳感器因?yàn)榉蔷€性失真（精度5%F.S）而不能在工業(yè)上應(yīng)用的問題。國外目前的智能制動(dòng)控制，已經(jīng)由ABS發(fā)展到TCS(Tractive force control system牽引力控制系統(tǒng))，又進(jìn)一步發(fā)展到VDC（Automobile dynamic control system汽車動(dòng)態(tài)控制系統(tǒng)）。VDC系統(tǒng)能夠把汽車的制動(dòng)、驅(qū)動(dòng)、懸

41、架、轉(zhuǎn)向、發(fā)動(dòng)機(jī)等各主要總成的控制系統(tǒng)，在功能、結(jié)構(gòu)上有機(jī)的綜合在一起。在系統(tǒng)安裝中，增加車輛轉(zhuǎn)向行駛時(shí)橫向擺動(dòng)的角速度傳感器，通過控制內(nèi)外、前后車輪的驅(qū)動(dòng)力和制動(dòng)力，確保車輛行駛的穩(wěn)定狀態(tài)。VDC的開發(fā)，使車輛的主動(dòng)安全系統(tǒng)能夠在大部分的工作狀態(tài)下，都能對(duì)駕駛員提供主動(dòng)的行駛安全保證。今后在車輛制動(dòng)技術(shù)方面的研究，通過CAN總線，把車輛在行駛過程中產(chǎn)生的信息共享，進(jìn)行整個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)的控制。5汽車車速傳感器裝置的應(yīng)用及發(fā)展趨勢由于汽車傳感器在汽車電子控制系統(tǒng)中的重要作用和快速增長的市場需求，世界各國對(duì)其理論研究、新材料應(yīng)用和新產(chǎn)品開發(fā)都非常重視。未來的汽車用傳感器技術(shù)，總的發(fā)展趨勢是微型化、多功

42、能化、集成化和智能化。 微型傳感器基于半導(dǎo)體集成電路技術(shù)發(fā)展而來的MEMS(微電子機(jī)械系統(tǒng))，微型傳感器利用微機(jī)械加工技術(shù)將微米級(jí)的敏感元件、信號(hào)處理器、數(shù)據(jù)處理裝置封裝在一快芯片上，由于具有體積小、價(jià)格便宜、便于集成等特點(diǎn)，可以明顯提高系統(tǒng)測試精度。目前該技術(shù)日漸成熟，可以制作各種能敏感和檢測力學(xué)量、磁學(xué)量、熱學(xué)量、化學(xué)量和生物量的微型傳感器。由于基于MEMS技術(shù)的微型傳感器在降低汽車電子系統(tǒng)成本及提高其性能方面的優(yōu)勢，它們已開始逐步取代基于傳統(tǒng)機(jī)電技術(shù)的傳感器。多功能化是指一個(gè)傳感器能檢測2個(gè)或者兩個(gè)以上的特性參數(shù)或者化學(xué)參數(shù)，從而減少汽車傳感器數(shù)量，提高系統(tǒng)可靠性。 集成化是指利用IC制

43、造技術(shù)和精細(xì)加工技術(shù)制作IC式傳感器。 智能化是指傳感器與大規(guī)模集成電路相結(jié)合，帶有CPU，具有智能作用，以減少ECU的復(fù)雜程度，減少其體積，并降低成本。 總之，隨著電子技術(shù)的發(fā)展和汽車電子控制系統(tǒng)應(yīng)用的日益廣泛，汽車傳感器市場需求將保持高速增長，微型化、多功能化、集成化和智能化的傳感器將逐步取代傳統(tǒng)的傳感器，成為汽車傳感器的主流。6結(jié)語本文設(shè)計(jì)的車輛速度控制系統(tǒng)能針對(duì)不同汽車行駛速度，得出車輛的行駛的安全程度，并采取有效的措施針對(duì)性的防護(hù)。該裝置工作可靠，操作簡單，對(duì)確保車輛安全有極其重要的作用。系統(tǒng)裝置在經(jīng)過實(shí)驗(yàn)和測試后效果良好，試驗(yàn)表明，其性能非?？煽?。參考文獻(xiàn)1董愛華主編.檢測與轉(zhuǎn)換技

44、術(shù).中國電力出版社.2007.122陳杰.黃鴻.傳感器與檢測技術(shù)M.北京：高等教育出版社,20023李娟.一種廉價(jià)的基于霍爾元件的電機(jī)轉(zhuǎn)速測量裝置的實(shí)現(xiàn)J.儀表技術(shù)與傳感器,2002(1).4康華光.電子技術(shù)基礎(chǔ)（模擬部分）M.北京：高等教育出版社,2006（5） 5樓然苗.李光飛.單片機(jī)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)M.北京：北京航空航天大學(xué)出版社，20076鐘秉林.黃仁.機(jī)械故障診斷學(xué)M北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006 7崔健.汽車測速儀M.北京：高等教育出版社,20068張佳凱.關(guān)于國內(nèi)城市汽車的研究北京：機(jī)械工業(yè)出版社，20069謝自美主編.電子線路設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)測試.華中理工大學(xué)出版社. 200010張友漢主

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47、：138-140 24吳有林，安玉，熊飛橋，吳先緒智能化汽車速度傳感器控制報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)J重慶大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科(4)學(xué)版）2004 (12) ：85-8625 莫易敏，趙玉霞機(jī)車速度傳感器在線校驗(yàn)儀測控系統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)車J2005 (01)：32-3526John P Bentley Principles of Measurement SystemsJLong man Group Ltd, 198327 徐輝，岑文遠(yuǎn)OES二維測速傳感器在汽車試驗(yàn)中的應(yīng)用J上海汽車2001:000(009)：21-2328Wu Xia, Xu Hua, Li Qing. A method of measuring l

48、ow rotation speeds based on 89C51 single-chipJ.JOURNAL OF CHINA INSTITUTE OF METROLOGY.2000(06)29KUANG Fu Hua. Application of Hall-Effect Sensor A3144 in Precise Displacement Measurement. J PROCESS AUTOMATION INSTRUMENTATION.2005(10)附錄資料：不需要的可以自行刪除電氣設(shè)備系統(tǒng)布線規(guī)范1目的和分類 1.1 合適的布線（包括線纜選擇與布敷、屏蔽連接與工藝）可以有效地減少

49、外部環(huán)境對(duì)信號(hào)的干擾以及各種線纜之間的相互干擾，提高設(shè)備運(yùn)行的可靠性。同時(shí)，也便于查找故障原因和維護(hù)工作，提高產(chǎn)品的可用性。 1.2線纜大致分成以下幾種類型： A類：敏感信號(hào)線纜 B類：低壓信號(hào)線纜 D類：輔助電路配電電纜 E類：主電路配電電纜 1.3 A類 指各種串行通信（如以太網(wǎng)、RS485等）電纜、數(shù)據(jù)傳輸總線、ATC天線和通信電纜，無線電、以及各類毫伏級(jí)（如熱電偶、應(yīng)變信號(hào)等）信號(hào)線。 1.4 B類 指5V、15V、24V、010mA、420mA等低壓信號(hào)線（如各種傳感器信號(hào)、同步電壓等）以及廣播音頻、對(duì)講音頻電纜。 1.5 D類 指220/400V、連接各種輔助電機(jī)、輔助逆變器的電纜

50、。 1.6 E類 指額定電壓3kV（最大3600V）以下，500V以上的電力電纜。1.7 這4類信號(hào)中，就易被干擾而言，按AE的順序排列，A類線最易被干擾；就發(fā)射的電磁騷擾而言，按EA的順序排列，E類發(fā)射的騷擾最強(qiáng)。 2線纜選擇的基本原則 2.1 應(yīng)選擇阻燃、無鹵（或低鹵）、無毒的絕緣線纜，線纜應(yīng)具備良好的拉伸強(qiáng)度、耐磨損性和柔軟性，以適應(yīng)振動(dòng)沖擊的環(huán)境。 2.2 根據(jù)信號(hào)的電壓等級(jí)、額定電流、預(yù)期短路電流、頻率、環(huán)境條件、電磁兼容性要求及預(yù)期壽命來選擇電纜的型號(hào)和規(guī)格。線纜應(yīng)符合TB/T 1484的要求。 2.3 配電電纜截面積按發(fā)熱條件選擇，負(fù)載電流必須小于允許載流量（安全載流量）。 2.

51、4 電纜以線芯長期允許工作溫度分成：A組（不超過100）和B組（不超過125）。 2.5 交流系統(tǒng)中，電纜的額定電壓至少應(yīng)等于系統(tǒng)的標(biāo)稱電壓；直流系統(tǒng)中，該系統(tǒng)的標(biāo)稱電壓應(yīng)不大于該電纜額定電壓的1.5倍。 2.6 T同軸電纜的抗干擾性能較好，傳輸距離長，可用作視頻、射頻信號(hào)的電纜。2.7 銅母線一般應(yīng)根據(jù)GB 5584.2及GB5585.2，選擇采用TBY、TBR型扁銅線及TMY、TMR型銅母線。 2.8 對(duì)于A類和B類應(yīng)采用雙絞屏蔽電纜，A類中的通信線必要時(shí)可采用光纖。 2.9 T配電電纜宜用屏蔽電纜，以防止對(duì)外部的輻射干擾。 3布線的基本要求 3.1 電氣設(shè)備的布線應(yīng)符合設(shè)計(jì)規(guī)定的電路圖及

52、裝置布線圖要求。 4電子裝置的布線 4.1 布線原則 4.1.1機(jī)車電子裝置內(nèi)兩接線端子間電線不允許剪接。 4.1.2導(dǎo)線穿過金屬板（管）孔時(shí)，應(yīng)在板（管）孔上裝有絕緣護(hù)套（出線環(huán)或出線套）。 4.1.3導(dǎo)線彎曲時(shí)，過渡半徑應(yīng)為導(dǎo)線直徑的3倍以上，導(dǎo)線束彎曲時(shí)也應(yīng)符合該要求，并圓滑過渡。 4.1.4電線和各接線端子、電氣設(shè)備及插頭插座連接時(shí)，要留一定的弧度，以利于解連和重新連接。 4.1.5 導(dǎo)線連接原則上應(yīng)通過接頭，視具體情況采用壓接、焊接、插接、繞接等方式。 4.1.6除繞接線外，每根導(dǎo)線兩端必須有清晰牢固的線號(hào)，線號(hào)套管在導(dǎo)線上不易移動(dòng)，視看方便，至少要保持一個(gè)大修期。 4.1.7電線槽

53、安裝應(yīng)牢固，導(dǎo)線要用扎線帶、線卡等以適當(dāng)間隔可靠固定，防止振動(dòng)造成損傷。 4.1.8電線電纜出入線槽、線管時(shí)必須加以保護(hù)，管口應(yīng)加絕緣套（有油處應(yīng)耐油）或用絕緣物包扎。 4.1.9對(duì)外有一定干擾或自身需防止干擾的信號(hào)，在對(duì)外布線及裝置內(nèi)部布線時(shí)需采用屏蔽線，屏蔽層應(yīng)接至機(jī)箱外部的專用接地母排或通過連接器外殼接至機(jī)箱箱體上。 4.1.10 T插體箱內(nèi)部各電路板間的連接宜采用繞接或插接布線。在布線密度過高時(shí)宜采用背板工藝方式。 4.1.11所有繞接布線起碼應(yīng)符合IEC 60352-1規(guī)定的改進(jìn)型。同一位置不能既有焊接又有繞 接。繞接線應(yīng)適合于選定的繞接工序，且至少應(yīng)緊繞3匝以上。 4.1.12設(shè)計(jì)

54、繞接布線時(shí)應(yīng)考慮同一針上最多繞接3根導(dǎo)線。 4.1.13在插件箱布線時(shí)，對(duì)A、B、C三類信號(hào)要分區(qū)走線，盡量減少C類對(duì)A、B類的干擾。C類中的電源線宜用雙絞線插接布線，脈沖信號(hào)線應(yīng)用雙絞線繞接。A類應(yīng)用雙絞線最后繞接并避開C類導(dǎo)線。 4.1.14多芯電纜應(yīng)留有10%或至少2根備用絕緣線芯。連接器中應(yīng)留有相應(yīng)數(shù)量的備用接點(diǎn)。 4.1.15 T蓄電池供電電纜的分支應(yīng)盡可能地靠近蓄電池。 4.2電子裝置中使用的接頭應(yīng)符合TB/T 1507-93中第7章的要求。插頭及插座應(yīng)符合TB/T15082005中5.6條的規(guī)定。 4.3 線槽的出口邊緣必須光滑，不得有尖角和毛刺。 4.4電線綁扎及固定 4.4.

55、1在金屬扎線桿、板的所有長度上，應(yīng)用絕緣帶半疊繞一層后再扎線。疊繞方向由下至上（水平方向疊繞除外）。 4.4.2電子裝置中的電線和線束，在扎線桿、板端部、分岔線束根部及線束拐彎處均應(yīng)有束帶緊固。其它區(qū)段視情況可以連續(xù)包扎，也可以分段綁扎，但分段間隔不超過200mm。 4.4.3 線卡或綁扎帶應(yīng)有足夠的電氣強(qiáng)度和機(jī)械強(qiáng)度。 4.4.4 T電源濾波器的進(jìn)線宜單獨(dú)走線，不宜與出線綁扎在一束中。 4.5線號(hào) 4.5.1 線號(hào)標(biāo)記可采用下列形式之一： 線號(hào)的數(shù)字； 連接處的電氣設(shè)備項(xiàng)目代號(hào)與端子代號(hào)的組合。 4.5.2 線號(hào)的標(biāo)注為機(jī)械制圖標(biāo)注法，具體見TB/T 15082005第5.4.8款。 4.5

56、.3 線號(hào)應(yīng)固定在線適當(dāng)位置，不得因振動(dòng)而丟失。 5E類、D類的布線 5.1安全措施 5.1.1 電氣設(shè)備外殼必須有良好的接地。 5.1.2 電氣設(shè)備應(yīng)具有GB 4208規(guī)定的IP 32級(jí)以上的防護(hù)等級(jí)。 5.1.3 帶有插座輸出的電路應(yīng)有防止相關(guān)人員接近的安全保護(hù)措施。 5.1.4 對(duì)有大電容器的設(shè)備必須有在電容放完電后才允許接近的措施。 5.2銅母線及其連接 5.2.1 母線落料、鉆孔和沖孔后，應(yīng)去毛刺。 5.2.2銅母線、扁銅線平彎時(shí)，彎曲內(nèi)半徑不小于窄邊寬度；扁彎時(shí)彎曲內(nèi)半徑不小于母線寬邊寬度。 5.2.3 母線焊接處的焊縫必須牢固、均勻、無虛焊、裂紋、氣泡和夾渣等現(xiàn)象。 5.2.4

57、母線應(yīng)平整、調(diào)直，表面不得有高于1mm的折皺。母線彎制后不應(yīng)有裂紋或裂口。 5.2.5母線和母線連接處，母線與電器端子連接處的連接長度不小于銅排的寬度，并應(yīng)采用鍍（搪）錫、鍍銀等防電化腐蝕措施。對(duì)銅母線的其余部分可以采用鍍（搪）錫、刷油漆、包扎絕緣等防護(hù)措施。 5.2.6 母線和母線、母線和電器端子連接處應(yīng)平整、密貼。必要時(shí)可采用接合電阻等方法檢查。 5.2.7 母線和母線間的電氣間隙和爬電距離應(yīng)符合TB/T 1508的規(guī)定。 5.2.8 連接應(yīng)做到安全和接觸可靠，在容易接觸到霧滴的連接處，要有可靠的防水措施。 5.3 電線電纜的彎曲半徑應(yīng)滿足以下要求且應(yīng)圓滑過渡： 當(dāng)電纜直徑小于或等于10m

58、m時(shí)，不小于電纜外徑的2倍； 當(dāng)電纜直徑大于10mm而小于20mm時(shí)，不小于電纜外徑的4倍； 當(dāng)電纜直徑大于20mm時(shí)，不小于電纜外徑的6倍。 5.4 電纜接頭應(yīng)按照TB/T 1507中7.17.4條的規(guī)定，根據(jù)電纜的截面選用。 5.5布線原則 5.5.1 E類電纜應(yīng)遠(yuǎn)離A、B類電纜至少0.5m，離C類電纜0.4m，離D類電纜0.3m。各類電纜應(yīng)分束、分槽布線。 5.5.2 T如果不同類的電纜發(fā)生交叉，電纜與電纜之間宜成直角。 5.5.3應(yīng)注意使電纜盡量遠(yuǎn)離發(fā)熱器件。 發(fā)熱溫度在100以內(nèi)的發(fā)熱器件，電線與之距離需20mm； 發(fā)熱溫度在100300的發(fā)熱器件，電線與之距離需30mm； 發(fā)熱在3

59、00以上，如無隔熱、防火措施者，電線與之距離需80mm；如有隔熱、防火措施，則以實(shí)際可能的溫度考慮。達(dá)不到此距離時(shí)，允許穿瓷套來解決。 5.5.4電纜可以采用線槽、線管，也可以裸露布線。線槽管的端部以及電線引出口不得浸漏油、水。裸露布置的電線必須充分注意不得浸入油、水。 5.5.5 電纜布線經(jīng)過設(shè)備柜體上金屬隔板的孔應(yīng)不影響柜體的強(qiáng)度。 5.5.6 穿入線管的高壓電纜，外徑面積之和不應(yīng)超過線管內(nèi)孔截面積的60%（一根電線的可以例外） 5.5.7 高壓電纜兩端接線應(yīng)采用接頭壓接（與接插件相連者除外），符合TB/T 1507中7.5條的規(guī)定。 5.5.8 T干線與支線連接宜采用接線座，4mm2以下

60、電線電纜可采用焊接形式。 5.5.9 每個(gè)螺栓接線座（端子）上接線數(shù)： 用于供電連接時(shí)，不應(yīng)超過2根； 用于控制和接地連接時(shí)，不應(yīng)超過4根。 5.5.10導(dǎo)體標(biāo)稱截面積16mm2的單芯或多芯電纜敷設(shè)在機(jī)車車輛上時(shí)，備用長度不宜太長，但在每一端留有的備用長度應(yīng)允許進(jìn)行至少3次的重新端接。 5.6布線工藝 5.6.1 兩接線端子間電纜不允許剪接，電纜應(yīng)在接線端子或電器接線處連接。 5.6.2 與接線端子相連的電線電纜，剝線長度按TB/T 15071993的規(guī)定，剝線時(shí)線芯不應(yīng)有損傷、斷股現(xiàn)象。 5.6.3 電線管、槽安裝應(yīng)牢固、電纜要用扎線帶、線卡等以適當(dāng)間隔可靠固定，防止振動(dòng)造成損傷。 5.6.