本發(fā)明屬于汽車碰撞安全試驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種安全帶張力計(jì)校準(zhǔn)裝置及其校準(zhǔn)方法。

背景技術(shù)：

隨著汽車的普及，汽車的安全性能越來越多的受到消費(fèi)者的關(guān)注。針對汽車安全性能，中國新車評價(jià)規(guī)程于2006年開始實(shí)施。中國新車評價(jià)規(guī)程c-ncap中規(guī)定了兩種正面碰撞試驗(yàn)：正面100%重疊剛性壁障碰撞試驗(yàn)、40%重疊可變形壁障碰撞試驗(yàn)，這些試驗(yàn)中的假人胸部得分率一直是最低的，主要原因是碰撞過程中安全帶對假人的作用力過大。為了測量安全帶的張力，市場上出現(xiàn)了多種安全帶張力計(jì)。安全帶張力計(jì)其結(jié)構(gòu)和原理基本相似，且由于其結(jié)構(gòu)奇特，其校準(zhǔn)不同于其他形狀相對比較常見的傳感器，校準(zhǔn)比較困難。而目前國內(nèi)對此安全帶張力計(jì)傳感器的校準(zhǔn)沒有統(tǒng)一的技術(shù)方案和規(guī)范。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種安全帶張力計(jì)校準(zhǔn)裝置及其校準(zhǔn)方法，其解決了安全帶張力計(jì)校準(zhǔn)比較困難的問題，可以高精度的校準(zhǔn)安全帶張力計(jì)，進(jìn)而保證碰撞試驗(yàn)過程中用安全帶張力計(jì)測量安全帶對假人的作用力準(zhǔn)確度。

為了解決上述存在的技術(shù)問題，本發(fā)明采用了以下方案：

一種安全帶張力計(jì)校準(zhǔn)裝置，其特征在于：包括上連接頭、下連接頭、加載織帶和數(shù)據(jù)采集及處理裝置，所述上連接頭用于連接試驗(yàn)機(jī)上的標(biāo)準(zhǔn)力傳感器和所述加載織帶，所述下連接頭一端連接所述加載織帶，另一端固定于所述試驗(yàn)機(jī)上；待校準(zhǔn)安全帶張力計(jì)安裝在所述加載織帶上；所述數(shù)據(jù)采集及處理裝置用于采集所述標(biāo)準(zhǔn)力傳感器的輸出信號(hào)和所述安全帶張力計(jì)的信號(hào)，并根據(jù)采集的數(shù)據(jù)計(jì)算出所述安全帶張力計(jì)的輸出靈敏度、非線性誤差。

進(jìn)一步，所述上連接頭包括上連接支架和上連接套筒；所述上連接支架是一個(gè)u型塊結(jié)構(gòu)，所述u型塊結(jié)構(gòu)的底部加工有連接孔以與所述標(biāo)準(zhǔn)力傳感器連接，所述上連接套筒可轉(zhuǎn)動(dòng)的設(shè)置在所述u型塊結(jié)構(gòu)的凹槽內(nèi)以連接所述加載織帶。

進(jìn)一步，所述上連接套筒通過上連接螺釘設(shè)置在所述上連接支架上；所述u型塊結(jié)構(gòu)的兩側(cè)分別加工有安裝孔，所述上連接螺釘穿過該安裝孔后由上連接螺母鎖緊。

進(jìn)一步，所述下連接頭包括下連接支架、下連接套筒和安裝塊，所述下連接支架也是一u型塊結(jié)構(gòu)，所述安裝塊安裝在該u型塊結(jié)構(gòu)的底部外側(cè)，所述下連接套筒可轉(zhuǎn)動(dòng)的設(shè)置在所述下連接支架的凹槽內(nèi)以連接所述加載織帶。

進(jìn)一步，所述下連接套筒通過下連接螺釘設(shè)置在所述下連接支架上；所述下連接支架u型塊結(jié)構(gòu)的兩側(cè)分別加工有安裝孔，所述下連接螺釘穿過該安裝孔后由下連接螺母鎖緊。

進(jìn)一步，所述安裝塊的橫截面是工字型結(jié)構(gòu)，以便于和所述下連接支架、所述試驗(yàn)機(jī)底部的t型槽配合連接。

進(jìn)一步，所述加載織帶采用汽車安全帶織帶，其兩端使用縫線縫紉；所述加載織帶至少能承載20kn的載荷。

進(jìn)一步，所述數(shù)據(jù)采集及處理裝置包括數(shù)據(jù)采集儀及控制計(jì)算機(jī)；所述數(shù)據(jù)采集及處理裝置采用數(shù)據(jù)采集儀同時(shí)采集待校準(zhǔn)安全帶張力計(jì)和標(biāo)準(zhǔn)力傳感器信號(hào),然后依據(jù)最小二乘法計(jì)算傳感器靈敏度,及非線性誤差。

進(jìn)一步，所述試驗(yàn)機(jī)為萬能試驗(yàn)機(jī)。

一種安全帶張力計(jì)校準(zhǔn)方法，其特征在于：首先，將上連接頭一端和加載織帶連接，另一端和萬能試驗(yàn)機(jī)上的標(biāo)準(zhǔn)力傳感器連接；將下連接頭一端和加載織帶連接，另一端安裝在試驗(yàn)機(jī)底部的t型槽內(nèi)；

其次，將待校準(zhǔn)的安全帶張力計(jì)安裝到所述加載織帶上；將所述安全帶張力計(jì)和所述標(biāo)準(zhǔn)力傳感器的數(shù)據(jù)線插入數(shù)據(jù)采集儀及處理裝置的插孔上；將標(biāo)準(zhǔn)力傳感器的靈敏度輸入數(shù)據(jù)采集儀，將待測傳感器的靈敏度設(shè)置為1，設(shè)置采集頻率建議不低于1000hz；

然后，啟動(dòng)所述試驗(yàn)機(jī)，啟動(dòng)所述數(shù)據(jù)采集及處理裝置，設(shè)置所述試驗(yàn)機(jī)的加載速度為20mm/min；在所述試驗(yàn)機(jī)開始試驗(yàn)的同時(shí)，觸發(fā)所述數(shù)據(jù)采集儀采集用所述標(biāo)準(zhǔn)力傳感器的輸出信號(hào)和所述安全帶張力計(jì)的信號(hào)數(shù)據(jù)；待載荷至16kn時(shí)停止所述萬能試驗(yàn)機(jī)并卸載；

最后，根據(jù)所述數(shù)據(jù)采集儀內(nèi)采集到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，根據(jù)不同載荷下采集到的所述安全帶張力計(jì)輸出的電信號(hào)，使用最小二乘法算出所述安全帶張力計(jì)的輸出靈敏度系數(shù)，使用所述標(biāo)準(zhǔn)力傳感器和所述安全帶張力計(jì)的電測量信號(hào)計(jì)算出所述安全帶張力計(jì)的非線性誤差。

該安全帶張力計(jì)校準(zhǔn)裝置及其校準(zhǔn)方法具有以下有益效果：

（1）本發(fā)明安全帶張力計(jì)校準(zhǔn)裝置及方法，將該裝置固定于萬能試驗(yàn)機(jī)上加載荷，通過數(shù)據(jù)采集儀，采集用于校準(zhǔn)張力計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)力傳感器的輸出信號(hào)和張力計(jì)的信號(hào)，根據(jù)采集的數(shù)據(jù)計(jì)算出安全帶張力計(jì)的輸出靈敏度、非線性誤差?？梢愿咝省⒏邷?zhǔn)確性的校準(zhǔn)安全帶張力計(jì)，提高試驗(yàn)數(shù)據(jù)質(zhì)量。

（2）本發(fā)明解決了安全帶張力計(jì)校準(zhǔn)困難的問題，可以高精度的校準(zhǔn)安全帶張力計(jì)，進(jìn)而保證碰撞試驗(yàn)過程中用安全帶張力計(jì)測量安全帶對假人的作用力準(zhǔn)確度。

（3）本發(fā)明成本低、實(shí)用性強(qiáng)。

附圖說明

圖1：本發(fā)明安全帶張力計(jì)校準(zhǔn)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2：本發(fā)明中上連接頭的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3：本發(fā)明中上連接頭的爆炸圖；

圖4：本發(fā)明中下連接頭的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5：本發(fā)明中下連接頭的爆炸圖。

附圖標(biāo)記說明：

1—標(biāo)準(zhǔn)力傳感器；2—上連接頭；21—上連接支架；22—上連接套筒；23—上連接螺釘；24—上連接螺母；3—下連接頭；31—下連接支架；32—下連接套筒；33—安裝塊；34—下連接螺釘；35—下連接螺母；36—安裝塊螺釘；4—加載織帶；5—安全帶張力計(jì)；6—數(shù)據(jù)采集儀及處理裝置。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明做進(jìn)一步說明：

圖1示出了示出了一種安全帶張力計(jì)校準(zhǔn)裝置，包括標(biāo)準(zhǔn)力傳感器1、上連接頭2、下連接頭3、加載織帶4和數(shù)據(jù)采集儀及處理裝置6。加載織帶4使用汽車安全帶織帶，兩端使用縫線縫紉，其至少能承載20kn的載荷。上連接頭2用于連接標(biāo)準(zhǔn)力傳感器1和加載織帶4，下連接頭3一端用于連接加載織帶4，下連接頭3另一端固定于萬能試驗(yàn)機(jī)下方的平板上，對于傳感器下置的萬能試驗(yàn)機(jī)則下連接頭3另一端用來連接下固定裝置。安全帶張力計(jì)5安裝在加載織帶4上。數(shù)據(jù)采集儀及處理裝置6用于采集標(biāo)準(zhǔn)力傳感器1的輸出信號(hào)和安全帶張力計(jì)5的信號(hào)，并根據(jù)采集的數(shù)據(jù)計(jì)算出安全帶張力計(jì)5的輸出靈敏度、非線性誤差。本實(shí)施例中數(shù)據(jù)采集儀及處理裝置6是數(shù)據(jù)采集儀及計(jì)算機(jī)。

如圖2和圖3所示，上連接頭2包括上連接支架21、上連接套筒22、上連接螺釘23和上連接螺母24。上連接支架21是一個(gè)u型塊結(jié)構(gòu)，u型塊結(jié)構(gòu)的底部加工有連接孔以與標(biāo)準(zhǔn)力傳感器1連接，u型塊結(jié)構(gòu)的兩側(cè)分別加工有安裝孔，上連接螺釘23穿過該安裝孔后由上連接螺母24鎖緊。上連接套筒22可轉(zhuǎn)動(dòng)的設(shè)置在上連接螺釘23上且位于u型塊結(jié)構(gòu)的凹槽內(nèi)。本實(shí)施例中上連接螺釘23是圓柱頭內(nèi)六角螺釘gb5281-85-16×60，上連接螺母24是m12的螺母。

如圖4和圖5所示，下連接頭3包括下連接支架31、下連接套筒32、安裝塊33、下連接螺釘34和下連接螺母35。下連接支架31也是一u型塊結(jié)構(gòu)，該u型塊結(jié)構(gòu)的底部加工有兩個(gè)階梯孔以與安裝塊螺釘36配合將安裝塊33安裝在下連接支架31底部外側(cè)。該u型塊結(jié)構(gòu)的兩側(cè)也分別加工有安裝孔，下連接螺釘34穿過該安裝孔后由下連接螺母35鎖緊。下連接套筒32可轉(zhuǎn)動(dòng)的設(shè)置在下連接螺釘34上且位于該u型塊結(jié)構(gòu)的凹槽內(nèi)。安裝塊33的橫截面是工字型結(jié)構(gòu)，以便于和下連接支架31連接，且方便和萬能試驗(yàn)機(jī)底部的t型槽配合。本實(shí)施例中，下連接螺釘34是圓柱頭內(nèi)六角螺釘gb5281-85-16×60，下連接螺母24是m12的螺母，安裝塊螺釘36采用m10的內(nèi)六角螺釘。

設(shè)置數(shù)據(jù)采集儀采樣頻率：1000hz，同步采集標(biāo)準(zhǔn)力傳感器1和待標(biāo)定安全帶張力計(jì)5的輸出信號(hào)，根據(jù)不同載荷下采集到的張力計(jì)輸出的電信號(hào)，使用最小二乘法算出輸出靈敏度系數(shù)，使用標(biāo)準(zhǔn)力傳感器1和安全帶張力計(jì)5的電測量信號(hào)計(jì)算出安全帶張力計(jì)5的非線性誤差。

校準(zhǔn)安全帶張力計(jì)5時(shí)，將上連接頭2按照圖3的示意裝配完成，在安裝上連接套筒22時(shí)一定要把加載織帶4裝進(jìn)去；將下連接頭3按照圖5的示意裝配完成，在安裝下連接套筒32時(shí)一定要把加載織帶4裝進(jìn)去。

然后，將上連接頭2安裝在萬能試驗(yàn)機(jī)的拉壓兩用的標(biāo)準(zhǔn)力傳感器1上；將下連接頭3安裝在萬能試驗(yàn)機(jī)底部的t型槽內(nèi)。

再將安全帶張力計(jì)5安裝到加載織帶4上；將安全帶張力計(jì)5和標(biāo)準(zhǔn)力傳感器1的數(shù)據(jù)線插入數(shù)據(jù)采集儀的插孔上。

最后，啟動(dòng)萬能試驗(yàn)機(jī)，啟動(dòng)數(shù)據(jù)采集儀及計(jì)算機(jī)，設(shè)置萬能試驗(yàn)機(jī)加載速度20mm/min；在萬能試驗(yàn)機(jī)開始試驗(yàn)的同時(shí)，觸發(fā)在數(shù)據(jù)采集儀采集用于校準(zhǔn)張力計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)力傳感器1的輸出信號(hào)和安全帶張力計(jì)5的信號(hào)數(shù)據(jù)；待載荷至16kn停止萬能試驗(yàn)機(jī)，并卸載。

然后根據(jù)數(shù)據(jù)采集儀內(nèi)采集到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，根據(jù)不同載荷下采集到的張力計(jì)輸出的電信號(hào)x和標(biāo)準(zhǔn)傳感器測量值y，使用最小二乘法算出輸出靈敏度系數(shù)，使用標(biāo)準(zhǔn)力傳感器1和安全帶張力計(jì)5的電測量信號(hào)計(jì)算出安全帶張力計(jì)5的非線性誤差。

計(jì)算方法如下:

需要擬合測量直線的方程為，x為待測安全帶張力計(jì)的測量數(shù)據(jù)，y為標(biāo)準(zhǔn)傳感器的度數(shù)。在本標(biāo)定過程中測量值為：x1、x2……xn,y1、y2……yn。，則第i個(gè)測量數(shù)據(jù)與擬合直線上相應(yīng)的殘差為δi=yi-（kxi+b），最小二乘法擬合的原則是為最小，即對k和b的一階導(dǎo)數(shù)為零，從而求得k和b的值，k即是待校準(zhǔn)安全帶張力的靈敏度系數(shù)。標(biāo)準(zhǔn)傳感器測量曲線與擬合直線間的最大偏差（δymax）與滿量程輸出（y）的百分比，非線性誤差（又被稱為線性度）。表示為公式如下：

δ=δymax/y*100%

本發(fā)明安全帶張力計(jì)校準(zhǔn)裝置及方法，將該裝置固定于萬能試驗(yàn)機(jī)上加載荷，通過數(shù)據(jù)采集儀，采集用于校準(zhǔn)張力計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)力傳感器的輸出信號(hào)和張力計(jì)的信號(hào)，根據(jù)采集的數(shù)據(jù)計(jì)算出安全帶張力計(jì)的輸出靈敏度、非線性誤差?？梢愿咝省⒏邷?zhǔn)確性的校準(zhǔn)安全帶張力計(jì)，提高試驗(yàn)數(shù)據(jù)質(zhì)量。

本發(fā)明解決了安全帶張力計(jì)校準(zhǔn)困難的問題，可以高精度的校準(zhǔn)安全帶張力計(jì)，進(jìn)而保證碰撞試驗(yàn)過程中用安全帶張力計(jì)測量安全帶對假人的作用力準(zhǔn)確度。

本發(fā)明成本低、實(shí)用性強(qiáng)。

上面結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)行了示例性的描述，顯然本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)并不受上述方式的限制，只要采用了本發(fā)明的方法構(gòu)思和技術(shù)方案進(jìn)行的各種改進(jìn)，或未經(jīng)改進(jìn)將本發(fā)明的構(gòu)思和技術(shù)方案直接應(yīng)用于其它場合的，均在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。