Kompleksowa rejestracja parametrów dynamiki pojazdu i obciążeń mechanicznych - systemy akwizycji IMC

imc Test & Measurement specjalizuje się w kompleksowych rozwiązaniach pomiarowych dla branży automotive. Oprócz sprzętu i oprogramowania do tradycyjnej akwizycji danych obejmującej m.in. klasyczne pomiary z wykorzystaniem mikrofonów i akcelerometrów, portfolio producenta oferuje innowacyjne i wyspecjalizowane czujniki do zaawansowanej analizy parametrów pojazdu. Doskonałym przykładem jest zintegrowanie standardowych sygnałów z danymi pochodzącymi z unikalnych przetworników, takich jak bezprzewodowe czujniki mocy mechanicznej na wałach napędowych czy precyzyjne systemy rejestrujące dynamikę pracy kierownicy.

Dzięki takiemu podejściu inżynierowie mogą opracować wysoce zintegrowane środowisko testowe, w którym wszystkie kluczowe parametry układów badane są całościowo w ramach jednego, spójnego systemu. Co istotne, wytrzymała konstrukcja czujników oraz szerokie zastosowanie telemetrii pozwalają na płynne przejście z pomiarów laboratoryjnych na stanowiskach badawczych do rzeczywistych testów drogowych w trakcie jazdy, gwarantując niezawodną transmisję danych nawet w najtrudniejszych warunkach.

Integracja z systemem akwizycji

Rejestratorem sygnału z czujników jest zaawansowana platforma akwizycji danych imc CRONOSflex. Jest to modułowy system, który w łatwy sposób synchronizuje ze sobą wiele typów urządzeń i czujników. Przykładowo, wykorzystując dedykowane moduły zatrzaskowe, cronosFLEX potrafi automatycznie, w czasie rzeczywistym zsynchronizować sygnały z bezprzewodowych czujników kół z resztą podłączonych kanałów pomiarowych, magistralami polowymi oraz systemami GPS.

Czujnik Dx-BrakeTemp

Opis i zastosowanie:

Dx-BrakeTemp to wysoce precyzyjny system przeznaczony do rejestracji temperatur bezpośrednio na kołach pojazdów drogowych, w tym w szczególności na tarczach hamulcowych. Sygnały z termopar są dygitalizowane na obracającym się kole, a następnie przesyłane telemetrycznie za pośrednictwem anten (montowanych np. na lusterkach) do jednostki odbiorczej wewnątrz kabiny. Ze względu na swoją wytrzymałą konstrukcję, system ten doskonale nadaje się do trudnych pomiarów drogowych realizowanych w zmiennych warunkach środowiskowych.

Przykładowe pomiary:

• Badanie rozkładu temperatur i skuteczności chłodzenia tarcz hamulcowych podczas zjazdów ze stromych wzniesień.
• Walidacja odporności układu hamulcowego na przegrzewanie w cyklach gwałtownego, powtarzalnego hamowania.
• Ocena wpływu czynników atmosferycznych (deszcz, śnieg) na temperaturę roboczą hamulców.

Parametry:

• Dokładność pomiaru: ±1 K
• Zakres temperatur pracy elektroniki: od -40°C do 60°C
• Obsługa czujników: Możliwość wpięcia 3 lub 6 termopar (typu J lub K) na jedno koło.

Kluczowe cechy:

• Dygitalizacja sygnału bezpośrednio na obracającym się obiekcie.
• Bezprzewodowa transmisja danych eliminująca potrzebę stosowania skomplikowanego okablowania.
• Wysoka odporność konstrukcji na wstrząsy i zanieczyszczenia.

Czujnik Dx-Speed

Opis i zastosowanie:

System ten służy do wygodnej, bezprzewodowej rejestracji prędkości obrotowej kół. W przeciwieństwie do tradycyjnych rozwiązań, Dx-Speed montowany jest bezpośrednio na obracającym się kole badanego pojazdu i nie wymaga on użycia statora ani dodatkowego, nieruchomego punktu odniesienia do wykonania precyzyjnego pomiaru.

Przykładowe pomiary:

• Analiza uślizgu kół w fazie gwałtownego przyspieszania pojazdu.
• Kalibracja i testy systemów ABS oraz kontroli trakcji na śliskich nawierzchniach (lód, śnieg).
• Walidacja pracy napędu w trudnych warunkach terenowych typu off-road.

Parametry:

• Dokładność pomiaru: lepsza niż 0.5% (w przedziale od 10°C do 50°C).

Kluczowe cechy:

• Brak konieczności stosowania zewnętrznego statora odniesienia.
• Całkowita niewrażliwość na uderzenia i wstrząsy w osi wzdłużnej pojazdu.
• Odporność na trudne warunki pogodowe i terenowe (błoto, śnieg, kurz).

Czujnik Dx-Power

Opis i zastosowanie:

Dx-Power to instrument zaprojektowany do pomiaru mocy mechanicznej na wałach i osiach napędowych pojazdu. Nadajnik umieszczany jest bezpośrednio na półosi, gdzie rejestruje moment obrotowy z tensometrów oraz prędkość obrotową za pomocą zintegrowanego czujnika wewnętrznego. Te synchroniczne zmienne trafiają drogą radiową do odbiornika, który na bieżąco wylicza z nich rzeczywistą moc mechaniczną układu.

Przykładowe pomiary:

• Wyznaczanie rzeczywistych strat mocy w układzie przeniesienia napędu w warunkach drogowych.
• Rejestracja profili obciążeń wału napędowego podczas cykli jazdy miejskiej i autostradowej.
• Analiza drgań skrętnych w układzie napędowym.

Parametry:

• Maksymalna prędkość obrotowa: ±7200 obr./min.

Kluczowe cechy:

• Wyliczanie synchronizowanej mocy mechanicznej w czasie rzeczywistym.
• Bezprzewodowa transmisja danych.
• Elastyczne podejście do zasilania (akumulatorowe lub indukcyjne poprzez tzw. stator pierścieniowy).

Sześcioosiowy przetwornik siły WFT-Cx

Opis i zastosowanie:

WFT-Cx to sześcioosiowy czujnik pomiarowy, bazujący na aplikacjach tensometrycznych z wbudowaną kompensacją temperatury. Przeznaczony jest do bardzo dokładnego pomiaru wszystkich sił i momentów obrotowych oddziałujących bezpośrednio na koło. Konstrukcja ta jest kluczowym elementem w testach dynamiki pojazdu, rygorystycznych badaniach układów hamulcowych oraz przy wyznaczaniu widm obciążeń zmęczeniowych (zarówno na stanowiskach laboratoryjnych, jak i w terenie).

Przykładowe pomiary:

• Badanie sił poprzecznych i wzdłużnych działających na zawieszenie podczas ekstremalnych manewrów omijania przeszkody (test łosia).
• Rejestracja wieloosiowych obciążeń dynamicznych na wyboistych torach testowych.
• Pomiary rzeczywistych oporów toczenia i charakterystyki przyczepności opon.

Parametry:

• Błędy pomiarowe: Histereza, nieliniowość i przesłuch poniżej 0.2%.
• Odporność mechaniczna: Wytrzymałość na udary rzędu 100 g.

Kluczowe cechy:

• Błyskawiczny czas uruchomienia. Instalacja czterech kół zajmuje zaledwie godzinę i nie wymaga kalibracji po zamontowaniu.
• Wysoka klasa szczelności IP67.
• Odporność na ekstremalne warunki temperaturowe generowane np. przez układ hamulcowy.

Przetwornik momentu koła WTT-Dx

Opis i zastosowanie:

Sensor WTT-Dx to specjalistyczne rozwiązanie do pozyskiwania precyzyjnych danych o rzeczywistych momentach napędowych i hamujących wzdłuż osi symetrii koła. Czujnik ten rejestruje mechaniczne obciążenia bezpośrednio u źródła ich powstawania (na styku opony z drogą), a następnie przesyła je cyfrowo i telemetrycznie, umożliwiając jednoczesną i synchroniczną akwizycję z maksymalnie czterech kół badanego pojazdu.

Przykładowe pomiary:

• Testy rozkładu momentu napędowego (torque vectoring) w zaawansowanych systemach napędu na cztery koła.
• Badanie efektywności systemów odzyskiwania energii (rekuperacji) w pojazdach hybrydowych i elektrycznych.
• Mapowanie asymetrycznych momentów hamujących wywoływanych przez poszczególne koła.

Parametry:

• Zasilanie: Praca na baterii do 50 godzin w trybie ciągłym.

Kluczowe cechy:

• W pełni bezprzewodowa infrastruktura transmisji danych.
• Wodoodporna obudowa (klasa IP67).
• Zdolność do jednoczesnego pomiaru z czterech kół, co jest niezbędne podczas testów gwałtownego manewrowania pojazdem.

Czujnik dynamiki kierownicy CLSx

Opis i zastosowanie:

Wieloparametrowy sensor CLSx przekształca fabryczną kolumnę kierowniczą w zaawansowany instrument badawczy. Precyzyjnie mierzy on przyłożony przez kierowcę moment skrętny, kąt skrętu kierownicy, jej prędkość obrotową oraz przyspieszenia i wibracje w osiach X, Y i Z. Sensor wpina się bezpośrednio pomiędzy kolumnę a kierownicę, wykorzystując do pomiaru wysokiej klasy tensometry, enkodery optyczne oraz 24-bitowe przetworniki analogowo-cyfrowe.

Przykładowe pomiary:

• Ocena płynności i wyczucia układu wspomagania kierownicy podczas jazdy po torze i w mieście.
• Walidacja działania systemów wspomagających utrzymanie pasa ruchu (Lane Assist) i układów zautomatyzowanego parkowania.
• Analiza drgań przenoszonych na koło kierownicy w celu poprawy komfortu NVH (Noise, Vibration, Harshness).

Parametry:

• Rozmiar obudowy: ok. 30 mm grubości (najmniejszy i najlżejszy korpus na świecie).
• Rozdzielczość pomiarowa: Wykrywanie minimalnych momentów docisku poniżej 3 Nm.

Kluczowe cechy:

• Całkowity brak zaszumień sygnału dzięki zaawansowanym 24-bitowym przetwornikom.
• Ultrapłaska konstrukcja minimalizująca wpływ na naturalną ergonomię stanowiska kierowcy.
• Optymalizacja pod kątem testowania systemów jazdy autonomicznej oraz asystentów ADAS.