一種擺式摩擦系數(shù)測(cè)量裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種擺式摩擦系數(shù)測(cè)量裝置，其包括：位置傳感單元，其與擺連接，用于測(cè)量擺的擺動(dòng)角度；中央處理單元，其與所述位置傳感單元通信連接，以基于測(cè)得的擺動(dòng)角度按照摩擦系數(shù)算法計(jì)算與擺臂上的擺錘擺動(dòng)時(shí)接觸的被測(cè)對(duì)象上的摩擦系數(shù)的實(shí)際值，然后根據(jù)預(yù)先確定的校準(zhǔn)因子校準(zhǔn)測(cè)得的摩擦系數(shù)；顯示器，實(shí)時(shí)顯示校準(zhǔn)后的摩擦系數(shù)，接口單元，其與所述位置傳感單元連接，用于將所述位置傳感單元與中央處理單元進(jìn)行接口，以傳送往來于所述位置傳感單元與所述中央處理單元之間的數(shù)據(jù)。采用數(shù)字顯示來替代機(jī)械式指針，測(cè)量結(jié)果不會(huì)受到指針緊固狀態(tài)的影響，測(cè)量數(shù)據(jù)更為準(zhǔn)確可靠。
【專利說明】一種擺式摩擦系數(shù)測(cè)量裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及測(cè)控【技術(shù)領(lǐng)域】，具體而言，涉及一種數(shù)字化擺式摩擦系數(shù)測(cè)量裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]路面、機(jī)場(chǎng)跑道的防滑性能是關(guān)系到車輛、飛機(jī)行駛安全的關(guān)鍵性技術(shù)指標(biāo)。隨著交通運(yùn)輸事業(yè)的發(fā)展，公路、城市道路及機(jī)場(chǎng)跑道等表面的防滑問題，已引起有關(guān)部門的普遍重視。
[0003]擺式摩擦系數(shù)測(cè)定儀(簡(jiǎn)稱“擺式儀”)是一種測(cè)定公路、機(jī)場(chǎng)跑道、道路標(biāo)線、石料等表面摩擦系數(shù)的儀器，也可用于典型路面摩擦系數(shù)的測(cè)定，作為確定汽車輪胎配方的重要依據(jù)。它是根據(jù)“擺的位能損失等于安裝于擺臂末端橡膠片滑過被測(cè)表面時(shí)，克服摩擦所做的功”這一基本原理進(jìn)行摩擦系數(shù)測(cè)量的。
[0004]擺式儀因其攜帶方便、機(jī)動(dòng)靈活，適用于現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試及試驗(yàn)室測(cè)試，應(yīng)用較為廣泛。普通指針式擺式儀測(cè)量數(shù)據(jù)受指針阻力的影響較大，不同的操作者因?qū)χ羔樥{(diào)節(jié)力度不同，所測(cè)量的結(jié)果也會(huì)有較大差異。而且，在測(cè)試之前，需要多次調(diào)整緊固螺母以使指針調(diào)零，測(cè)試過程中，指針也經(jīng)常出現(xiàn)過松或過緊現(xiàn)象，需重新進(jìn)行調(diào)整，測(cè)量效率不高。
[0005]現(xiàn)有指針式擺式儀如圖1所示，其利用機(jī)械指針101指示擺值，擺102被釋放后，由擺桿頂端的頂絲推動(dòng)指針101運(yùn)動(dòng)，并停留在的擺動(dòng)的最高位置，此時(shí)指針101的讀數(shù)即為擺式儀所測(cè)的量值。為防止測(cè)量過程中指針101抖動(dòng)，采用松緊調(diào)節(jié)螺母103調(diào)整指針101與機(jī)架之間的壓力，以調(diào)節(jié)機(jī)架對(duì)指針101的摩擦力，起到支撐指針101的作用。指針與機(jī)架之間安裝有氈圈，用于增加機(jī)架對(duì)指針101的摩擦力。如圖1所示，還示出了底座調(diào)平裝置，其包括:調(diào)平螺栓104和水準(zhǔn)泡105。
[0006]采用指針式擺式儀進(jìn)行路面摩擦系數(shù)測(cè)量的主要步驟為:
[0007]調(diào)平步驟:將擺式儀置于清潔路面的待測(cè)量位置處，轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)平螺栓104，使水準(zhǔn)泡104居中；
[0008]指針調(diào)零步驟:將擺式儀調(diào)整至可自由擺動(dòng)的高度，釋放擺錘105使其帶動(dòng)指針101擺動(dòng)，通過緊固把手106旋緊或旋松擺的調(diào)節(jié)螺母103，使空擺時(shí)的指針指向O值位置；
[0009]校核滑動(dòng)長(zhǎng)度步驟:通過升降把手109調(diào)整擺式儀的高度，使擺錘105與被測(cè)路面的接觸長(zhǎng)度為如圖1所示的126mm或者76mm長(zhǎng)度；
[0010]將擺102固定在右側(cè)懸臂上，使擺處于水平位置，并把指針101撥至右端與擺102平行處；
[0011]當(dāng)路面處于濕潤(rùn)狀態(tài)時(shí)，按下懸臂上的釋放開關(guān)108，使擺102在路面滑過，讀取測(cè)量結(jié)果；
[0012]重復(fù)上述兩個(gè)步驟多次，例如5次，讀記每次測(cè)定的擺值；
[0013]用溫度計(jì)測(cè)量測(cè)點(diǎn)位置的表面溫度，每個(gè)測(cè)點(diǎn)測(cè)3個(gè)單點(diǎn)，取平均值作為測(cè)點(diǎn)代表值；
[0014]根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)溫度進(jìn)行測(cè)值的溫度校準(zhǔn)。
[0015]現(xiàn)有技術(shù)的主要缺點(diǎn)有:
[0016]I)機(jī)械式指針采用調(diào)節(jié)螺母固定，因調(diào)節(jié)螺母的旋轉(zhuǎn)方向與測(cè)試過程中指針的運(yùn)動(dòng)方向相同或相反，即使指針完成了調(diào)零，在測(cè)試過程中也會(huì)因?yàn)橹羔樀念l繁擺動(dòng)而影響調(diào)節(jié)螺母，從而出現(xiàn)指針變松或變緊的情況，因此會(huì)影響到擺式儀測(cè)量摩擦系數(shù)的精度；
[0017]2)機(jī)械式指針的調(diào)零操作取決于操作人員對(duì)松緊調(diào)節(jié)螺母旋緊力度的把握，比較煩瑣，一般需消耗較多時(shí)間；
[0018]3)現(xiàn)有擺式儀不具備數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)，需通過人工讀記結(jié)果，現(xiàn)場(chǎng)操作的工作量較大，也不利于數(shù)據(jù)的后期分析和報(bào)告整理；
[0019]4)現(xiàn)有擺式儀不具備溫度校準(zhǔn)功能，需現(xiàn)場(chǎng)記錄溫度并進(jìn)行大量的后期處理工作。
[0020]為此，需要提供一種高精度測(cè)量的數(shù)字化擺式摩擦系數(shù)測(cè)定儀以及測(cè)量方法。實(shí)用新型內(nèi)容
[0021]本實(shí)用新型針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出了一種擺式摩擦系數(shù)測(cè)量裝置，其包括:
[0022]機(jī)架；
[0023]擺臂，其一端可旋轉(zhuǎn)地安裝于所述機(jī)架一側(cè)；
[0024]位置傳感單元，其連接到所述擺臂上，以測(cè)量擺的擺動(dòng)角度，其中，所述位置傳感單元包括非接觸式角度測(cè)量單元，所述非接觸式角度測(cè)量單元包括磁感應(yīng)部件和旋轉(zhuǎn)輪，所述旋轉(zhuǎn)輪安裝在擺的轉(zhuǎn)軸上并與所述轉(zhuǎn)軸同心，所述磁感應(yīng)部件安裝在所述擺臂上以檢測(cè)旋轉(zhuǎn)輪隨擺轉(zhuǎn)動(dòng)的角度；
[0025]顯示器，其安裝在所述機(jī)架上，以顯示摩擦系數(shù)；
[0026]接口單元，其與所述位置傳感單元連接。
[0027]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，所述裝置還包括與所述接口單元連接的溫度傳感器，其用于檢測(cè)測(cè)點(diǎn)上的溫度并實(shí)時(shí)通過中央處理單元傳送給顯示器，使得顯示器上除了顯示校準(zhǔn)后的摩擦系數(shù)外還顯示測(cè)試環(huán)境的溫度。
[0028]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，所述裝置還包括輸入單元，其用于在測(cè)試開始時(shí)接收用戶的模式選擇輸入。
[0029]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，所述輸入單元為鍵盤，其包括模式選擇按鍵、數(shù)字按鍵、方向按鍵以及“準(zhǔn)備”、“就緒”按鍵。
[0030]本實(shí)用新型帶來了以下有益效果:
[0031]I)采用數(shù)字顯示方式，不采用機(jī)械式指針，測(cè)量結(jié)果不會(huì)受到指針緊固狀態(tài)的影響，測(cè)量數(shù)據(jù)更為準(zhǔn)確可靠；
[0032]2)采用嵌入式處理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)數(shù)字化擺式儀的零值標(biāo)定，標(biāo)定過程無(wú)須調(diào)整機(jī)械部件，且測(cè)試過程不會(huì)影響到標(biāo)定狀態(tài)；
[0033]3)嵌入式處理系統(tǒng)配有足夠容量的存儲(chǔ)裝置，可實(shí)時(shí)記錄測(cè)量數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)“無(wú)紙化”測(cè)量，測(cè)量結(jié)果可聯(lián)機(jī)導(dǎo)入計(jì)算機(jī)進(jìn)行后期處理；
[0034]4)系統(tǒng)配置有溫度傳感器，可實(shí)時(shí)獲取測(cè)點(diǎn)溫度，并通過算法軟件進(jìn)行溫度修正，原始結(jié)果和溫度修正后的結(jié)果同時(shí)保存，省去大量的后期處理工作；
[0035]5)擺值計(jì)算方法中引入校準(zhǔn)因子，可通過修改軟件的校準(zhǔn)因子來實(shí)現(xiàn)儀器的計(jì)量溯源，可省去大部分儀器維修調(diào)校的時(shí)間和費(fèi)用。
[0036]本實(shí)用新型的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的說明書中闡述，并且部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實(shí)施本實(shí)用新型而了解。本實(shí)用新型的目的和其他優(yōu)點(diǎn)可通過在說明書、權(quán)利要求書以及附圖中所特別指出的結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)和獲得。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0037]圖1顯示了一種現(xiàn)有技術(shù)的擺式摩擦系數(shù)測(cè)定儀，其中顯示裝置包括指針和度盤；
[0038]圖2是根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的數(shù)字化擺式摩擦系數(shù)測(cè)定裝置的結(jié)構(gòu)框圖；
[0039]圖3是根據(jù)本實(shí)用新型采用摩擦系數(shù)測(cè)定裝置進(jìn)行測(cè)量的流程圖；
[0040]圖4是根據(jù)本實(shí)用新型的擺式摩擦系數(shù)測(cè)定裝置的示意圖；
[0041]圖5是根據(jù)本實(shí)用新型第一實(shí)施例采用摩擦系數(shù)測(cè)定裝置進(jìn)行測(cè)量的流程圖；
[0042]圖6是根據(jù)本實(shí)用新型的第二實(shí)施例采用摩擦系數(shù)測(cè)定裝置進(jìn)行測(cè)量的流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0043]以下將結(jié)合附圖來詳細(xì)說明本實(shí)用新型的實(shí)施方式，借此對(duì)本實(shí)用新型如何應(yīng)用技術(shù)手段來解決技術(shù)問題，并達(dá)成技術(shù)效果的實(shí)現(xiàn)過程能充分理解并據(jù)以實(shí)施。需要說明的是，只要不構(gòu)成沖突，本實(shí)用新型各實(shí)施例以及各實(shí)施例中的各個(gè)特征可以相互結(jié)合，所形成的技術(shù)方案均在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
[0044]本實(shí)用新型在現(xiàn)有擺式摩擦測(cè)量系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增加如圖2所示的摩擦系數(shù)自動(dòng)測(cè)量裝置200。
[0045]在該裝置200中包括中央處理單元(CPU) 201、輸入單元202 (例如4*4鍵盤)、顯示器203、接口單元204、存儲(chǔ)器205以及溫度傳感單元207和位置傳感單元208。
[0046]位置傳感單元208與擺連接，用于測(cè)量擺的擺動(dòng)角度。在一個(gè)實(shí)施例中，如圖4所示，位置傳感單元208包括非接觸式角度測(cè)量單元408，其采用例如IGS05-128-T1024型分體磁感應(yīng)式編碼器作為主要測(cè)量單元編碼器或者，也可以采用RTK6035-1024T型分體式光電編碼器。無(wú)論采用哪種編碼器均不作為本實(shí)用新型的限制。編碼器可包括非接觸感應(yīng)部件408a和旋轉(zhuǎn)輪408b。這種設(shè)計(jì)適應(yīng)于小空間的安裝并采用了高級(jí)的保護(hù)措施，可用于惡劣環(huán)境。在分體磁感應(yīng)式編碼器的實(shí)施例中，該非接觸式角度測(cè)量單元以磁場(chǎng)理論為基礎(chǔ)，整合磁感原件設(shè)計(jì)成感應(yīng)式非接觸感應(yīng)部件來感應(yīng)旋轉(zhuǎn)輪上的齒數(shù)信息，并以電路校準(zhǔn)信號(hào)或分割信號(hào)處理成正弦波(IVpp)或方波(TTL)信號(hào)。旋轉(zhuǎn)輪408b安裝在擺轉(zhuǎn)軸上，并與擺動(dòng)軸心有很高的同心度，保證旋轉(zhuǎn)輪408b在擺活動(dòng)過程中的跳動(dòng)符合規(guī)定的要求例如0.2_范圍，感應(yīng)部件安裝在懸臂上并與旋轉(zhuǎn)輪保持特定的位置關(guān)系。擺轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)動(dòng)，在感應(yīng)部件中產(chǎn)生與轉(zhuǎn)動(dòng)角度成正比的方波信號(hào)，該信號(hào)經(jīng)采集并轉(zhuǎn)換為角度信號(hào)，用于量值的計(jì)算。
[0047]本實(shí)用新型還可以采用普通光電編碼器及連軸器等實(shí)現(xiàn)角度測(cè)量。角度測(cè)量傳感器可以用普通光電編碼器、連軸器及固定支架來替代，即在擺桿的轉(zhuǎn)動(dòng)軸的外端加裝連軸器，連接轉(zhuǎn)動(dòng)軸及光電編碼器的軸，使光電編碼器的軸能與擺桿的轉(zhuǎn)軸同步轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)擺桿轉(zhuǎn)角的測(cè)量。根據(jù)本實(shí)用新型的原理采用這些具體實(shí)施的方式均落于本實(shí)用新型要保護(hù)的范圍中。
[0048]接下來，如圖2所示的中央處理單元201與位置傳感單元208通信連接，以基于測(cè)得的擺動(dòng)角度按照摩擦系數(shù)算法計(jì)算與擺臂上的擺錘擺動(dòng)時(shí)接觸的被測(cè)對(duì)象上的摩擦系數(shù)的實(shí)際值，然后根據(jù)預(yù)先確定的校準(zhǔn)因子校準(zhǔn)測(cè)得的摩擦系數(shù)。
[0049]摩擦系數(shù)算法如下式:
r nmgL (cos θ - cos θ,,) ,
[0050]μ = ^ ν-^-X100(I)

NS
[0051]在式(I)中，μ為測(cè)得的摩擦系數(shù)，m代表擺錘的質(zhì)量，g為重力加速度，Θ為測(cè)試時(shí)的擺動(dòng)角度，Qtl為擺錘空擺時(shí)的擺動(dòng)角度。擺錘空擺即擺動(dòng)過程擺錘不與任何面接觸，這里所說的擺動(dòng)角度為擺桿與豎直方向的夾角
[0052]本實(shí)用新型按照以下公式校準(zhǔn)所測(cè)得的摩擦系數(shù):
[0053]μ 校=μ XCfC2 ⑵
[0054]其中C1和C2為校準(zhǔn)因子，μ ^為校準(zhǔn)后的摩擦系數(shù)。公式中校準(zhǔn)因子的確定可以通過將本實(shí)用新型的測(cè)量裝置在一定條件下的測(cè)得的摩擦系數(shù)曲線與獲得認(rèn)證的更高精度的測(cè)量裝置在相同條件下測(cè)得摩擦系數(shù)曲線進(jìn)行擬合而得到。Cl相當(dāng)于斜率，C2相當(dāng)于截距。這樣可以通過式(2)將測(cè)量裝置的系統(tǒng)誤差以及其他原因的隨機(jī)誤差基本上消除。
[0055]在本實(shí)用新型的實(shí)際應(yīng)用中，中央處理單元201可為例如STM32F103R8T6型增強(qiáng)型微控制器，該控制器的核心處理器為ARM Cortex-M3?0
[0056]該芯片的性能參數(shù)如下:尺寸為32-位，其運(yùn)行速度為72MHz，支持CAN、I2C、IrDA、LIN、SP1、UART/USART、USB 接口，RAM 容量為 20kBX8,電壓(Vcc/Vdd)為 2V ?3.6V，工作溫度為_40°C?85°C。
[0057]顯示器203實(shí)時(shí)顯示校準(zhǔn)后的摩擦系數(shù)。顯示器203可采用JLX12864G-109型的液晶模塊。該模塊可以顯示128列X 64行點(diǎn)陣單色圖片，或顯示8字/行X 4行16 X 16點(diǎn)陣的漢字，或顯示16字/行X8行8X8點(diǎn)陣的英文、數(shù)字、符號(hào)。視窗面積為65.5mmX 38.0mm,帶PCB、背光、鐵框，集成電路型號(hào)為ST7565R。該顯示器的功能強(qiáng)大，穩(wěn)定性好。可工作在-20°C?70°C的溫度范圍下。使用壽命可達(dá)50，000小時(shí)(25°C )。在一個(gè)實(shí)施例中，顯示器203可實(shí)時(shí)顯示日期、時(shí)間、傳感器狀態(tài)、溫度、電量、存儲(chǔ)容量、測(cè)量結(jié)果等信息。此夕卜，本測(cè)量裝置采用SOOOmAh大容量可充電鋰電池，配合系統(tǒng)的省電設(shè)計(jì)，單次充電可滿足不少于12小時(shí)的正常測(cè)量需求。
[0058]如圖2所示，該裝置還包括溫度傳感單元207，其用于檢測(cè)測(cè)點(diǎn)上的溫度并實(shí)時(shí)傳送給顯示器203，使得顯示器203上除了顯示校準(zhǔn)后的摩擦系數(shù)外還顯示測(cè)試環(huán)境的溫度。溫度傳感器采用MLX90614紅外線溫度傳感器，傳感器采用4腳金屬圓筒封裝，由4根引線引出安裝于擺式測(cè)量裝置的機(jī)架底座下方。傳感器由系統(tǒng)主機(jī)板提供3.3V直流電源，傳感器頂端開口朝向被測(cè)路面，可測(cè)溫度范圍為-70°C?380°C，分辨率為0.02°C。
[0059]在本實(shí)用新型中，實(shí)時(shí)檢測(cè)的溫度傳送給中央處理單元，在校準(zhǔn)測(cè)得的摩擦系數(shù)之后進(jìn)一步根據(jù)溫度值基于溫度校準(zhǔn)算法計(jì)算出室溫下對(duì)應(yīng)的摩擦系數(shù)并由顯示器203進(jìn)行顯示。由于系統(tǒng)采用紅外溫度傳感器，可以實(shí)現(xiàn)待測(cè)表面溫度的非接觸式實(shí)時(shí)測(cè)量，測(cè)量的溫度數(shù)據(jù)直接用于擺值測(cè)量過程的溫度校準(zhǔn)。因此，擺值測(cè)量與溫度測(cè)量過程是完全同步的，保證了溫度校準(zhǔn)的準(zhǔn)確性。
[0060]此外，該測(cè)量裝置200還包括輸入單元如鍵盤202，其用于在測(cè)試開始時(shí)接收用戶的模式選擇輸入，其中模式包括查看模式、測(cè)試模式和標(biāo)定模式，在測(cè)試模式中，所述輸入單元還用于接收用戶輸入的被測(cè)對(duì)象的位置信息，在標(biāo)定模式中，輸入單元還用于接收用戶輸入的調(diào)校信息，其包括預(yù)先確定的校準(zhǔn)因子、摩擦系數(shù)算法或溫度校準(zhǔn)算法中的參數(shù)。鍵盤202包括模式選擇按鍵、數(shù)字按鍵、方向按鍵以及“準(zhǔn)備就緒”、“取消”等按鍵。
[0061]其他使用的主要元件型號(hào)如下表所示:
[0062]表I
[0063]
元件名稱型號(hào)廠家
雙反向施密特觸

SN74LVC2G14TEXAS INSTRUMENT
發(fā)器___
微處理器重置電，

MAX803TMaxim Integrated Products
___:_
裡由対j奮由粹朱丨丨
'TP4056南京拓微集成電路有限公司
___
Shcngbang Microclcctronics Co,
運(yùn)算放大器SGM358
___Ltd_
Flash 閃存W25Q64Winbond Electronics Corp
升壓轉(zhuǎn)換器__TP8350__南京拓微集成電路有限公司
Uk芯)'丨.H Γ7333Holtck Scmiconduclor Inc.
[0064]為保證數(shù)字化擺式測(cè)量裝置野外工作時(shí)長(zhǎng)，本實(shí)用新型中采用的省電設(shè)計(jì)方案是前導(dǎo)式供電技術(shù)。即對(duì)于相對(duì)比較耗能的位置傳感單元中的編碼器，只有在機(jī)械結(jié)構(gòu)準(zhǔn)備就緒時(shí)方進(jìn)行供電，一次測(cè)量完成后，便會(huì)物理切斷對(duì)編碼器的供電。此外，本實(shí)用新型測(cè)量裝置在輸入單元上設(shè)置了 “準(zhǔn)備就緒”功能鍵，當(dāng)擺錘回位至初始狀態(tài)后，按“準(zhǔn)備就緒”功能鍵實(shí)現(xiàn)編碼器供電及脈沖計(jì)數(shù)值的歸零。也就是說，在一次測(cè)量操作前或后，中央處理單元可自動(dòng)接通或切斷所述位置傳感單元與電源的連接。
[0065]以下分別參照?qǐng)D3、圖5和圖6來詳細(xì)介紹本實(shí)用新型測(cè)量裝置的測(cè)量方法流程。
[0066]如圖3所示，在步驟S301中，執(zhí)行開機(jī)，打開測(cè)量裝置電源開關(guān)，即接通電源。長(zhǎng)按“模式”按鈕實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)開機(jī)，開機(jī)后液晶屏顯示器顯示當(dāng)前系統(tǒng)狀態(tài)，包括:日期、時(shí)間、當(dāng)前溫度、存儲(chǔ)器空間等信息。
[0067]在步驟S302中，進(jìn)行模式選擇。本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例可通過以下方式進(jìn)行模式選擇:例如，可以短按“模式”按鈕，系統(tǒng)進(jìn)行模式選擇界面，有“測(cè)試、標(biāo)定、查看”三種模式可供選擇，光標(biāo)自動(dòng)定位于“測(cè)試模式”。再次短按“模式”按鈕，光標(biāo)可在“測(cè)試、標(biāo)定、查看”三種模式之間輪換，切換到合適的模式后，按確定按鈕進(jìn)入相應(yīng)的模式界面。當(dāng)然選擇操作的實(shí)現(xiàn)不限于此，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以想到任何可以實(shí)現(xiàn)選擇的方式。
[0068]其中，在標(biāo)定模式S303中可執(zhí)行以下操作:
[0069]S304,屏幕顯示當(dāng)前系統(tǒng)需要設(shè)置的參數(shù)及其當(dāng)前值；
[0070]S305，逐一設(shè)置擺值計(jì)算公式中的參數(shù)；
[0071]S306，擺的初始擺角通過釋放空擺的方式獲得；
[0072]S307，設(shè)置溫度校準(zhǔn)公式中的參數(shù)；
[0073]S308設(shè)置校準(zhǔn)系數(shù)等其他參數(shù)。
[0074]在測(cè)試模式S309中可執(zhí)行以下操作:
[0075]S310，屏幕顯示當(dāng)前測(cè)點(diǎn)的進(jìn)程位置及測(cè)點(diǎn)編號(hào)，里程位置格式為:“K林*+林*”，測(cè)點(diǎn)編號(hào)格式為“ΧΧΧΝΜ”；
[0076]S311，通過“一一丨丨”或直接輸入數(shù)字修改樁號(hào)位置及測(cè)點(diǎn)編號(hào)；
[0077]S312，調(diào)整擺錘至水平位置；
[0078]S313，按“就緒”按鈕實(shí)現(xiàn)編碼器的初始化；
[0079]S314，釋放擺錘，由嵌入式擺值測(cè)量系統(tǒng)自動(dòng)獲取擺錘擺動(dòng)的最大角度，
[0080]S315，計(jì)算擺值，并根據(jù)溫度傳感器所測(cè)的溫度進(jìn)行擺值修正，同時(shí)顯示原始擺值及修正后的擺值；
[0081]S316，測(cè)量人員初步判斷測(cè)量過程是否正常，按“確定”保存擺值至存儲(chǔ)器，測(cè)點(diǎn)編號(hào)自動(dòng)遞增，如不進(jìn)行任何操作則放棄保存測(cè)值；
[0082]S317，如需進(jìn)行下一次測(cè)量，則重復(fù)上述S313?S316的步驟。
[0083]在查看模式S318中除了可以執(zhí)行如圖3所示的顯示被測(cè)對(duì)象的位置和擺置外，還可執(zhí)行如圖5所示的以下操作:
[0084]屏幕顯示當(dāng)前測(cè)點(diǎn)編號(hào)及對(duì)應(yīng)的擺值、當(dāng)前存儲(chǔ)的測(cè)量結(jié)果的數(shù)量及當(dāng)前所顯示的結(jié)果的序號(hào)；
[0085]按“丨丨”鍵查看上一個(gè)或下一個(gè)測(cè)點(diǎn)的結(jié)果；
[0086]按“一一”鍵，輸入點(diǎn)在測(cè)點(diǎn)編號(hào)的“ XXX ”、“ N ”、“ M ”三個(gè)熱點(diǎn)間切換，按“ t丨”鍵，
或直接輸入數(shù)字可進(jìn)行測(cè)點(diǎn)編號(hào)修改，修改后按“確定”鍵，查看新位置的擺值。
[0087]S319，關(guān)機(jī)操作。測(cè)量任務(wù)完成后可持續(xù)按下“模式”按鈕關(guān)閉測(cè)量裝置。
[0088]此時(shí)，省電的設(shè)計(jì)方式使得位置傳感單元的電源也切斷。
[0089]如圖5和圖6所示，其顯示了根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例進(jìn)行測(cè)量的另一方法流程圖。
[0090]其大部分與圖3的類似。以下僅就不同部分進(jìn)行介紹。
[0091]在圖6所示的標(biāo)定模式處理中，首先，將系統(tǒng)通過USB連接至PC機(jī)；在PC機(jī)中打開測(cè)量裝置的存儲(chǔ)器中的標(biāo)定參數(shù)文件；逐項(xiàng)修改標(biāo)定參數(shù)或者說是調(diào)校信息，并保存文件；重新開機(jī)后，系統(tǒng)自動(dòng)加載調(diào)校信息。
[0092]此外，本實(shí)用新型的測(cè)量裝置具有斷電保護(hù)電路，測(cè)量任務(wù)完成后按電源開關(guān)直接關(guān)閉測(cè)量裝置，不會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失。
[0093]以下再次總結(jié)本實(shí)用新型的有利之處:
[0094]1、采用分體式角度編碼器進(jìn)行擺角測(cè)量，編碼器的齒輪或碼盤直接安裝于擺動(dòng)軸，并保持同心轉(zhuǎn)動(dòng)，所測(cè)擺轉(zhuǎn)角即可用于計(jì)算摩擦系數(shù)擺值(BPN)。
[0095]2、本實(shí)用新型的測(cè)量裝置為嵌入式擺值測(cè)量裝置，其集成了中央處理單元、存儲(chǔ)器、液晶顯示器、鍵盤、數(shù)據(jù)接口、可充電電池、系統(tǒng)軟件等。集成存儲(chǔ)卡插槽，實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)容量的擴(kuò)展。系統(tǒng)包含例如USB數(shù)據(jù)/充電兩用接口、編碼器數(shù)據(jù)輸入接口、溫度傳感器數(shù)據(jù)輸入接口等接口單元，集成4X4數(shù)字及方向鍵盤及“模式”、“就緒”、“確定”、“取消”4個(gè)功能鍵，用于傳感器數(shù)據(jù)采集及位置、標(biāo)定信息的輸入。采用液晶顯示屏，用于實(shí)時(shí)顯示日期、時(shí)間、傳感器狀態(tài)、溫度、電量、存儲(chǔ)容量、測(cè)量結(jié)果等信息。采用8000mAh大容量可充電鋰電池，配合系統(tǒng)的省電設(shè)計(jì)，單次充電可滿足不少于12小時(shí)的正常測(cè)量需求，適合野外作業(yè)。
[0096]3、嵌入式擺值測(cè)量裝置還集成溫度傳感器接口，連接紅外溫度傳感器實(shí)時(shí)進(jìn)行擺值的溫度校準(zhǔn)，擺值測(cè)量與溫度測(cè)量過程完全同步。
[0097]4、在計(jì)算方法中引入Cl，C2線性校準(zhǔn)因子，通過軟件方法解決儀器量值偏移的問題。
[0098]5、本實(shí)用新型采用前導(dǎo)式供電技術(shù)，即對(duì)于相對(duì)比較耗能部件，如編碼器，只有在機(jī)械結(jié)構(gòu)準(zhǔn)備就緒時(shí)方進(jìn)行供電，一次測(cè)量完成后，即自動(dòng)物理切斷對(duì)編碼器的供電。
[0099]本實(shí)用新型還可以通過例如普通臺(tái)式電腦、工控機(jī)或筆記本電腦、手持機(jī)、測(cè)量軟件等方式來搭建擺值測(cè)量系統(tǒng)。測(cè)量系統(tǒng)中采用脈沖計(jì)數(shù)卡進(jìn)行計(jì)數(shù)用于計(jì)算擺轉(zhuǎn)角度，另需開發(fā)專用的擺值測(cè)量軟件，用于實(shí)現(xiàn)擺值計(jì)算、溫度校準(zhǔn)、數(shù)據(jù)記錄等功能。
[0100]雖然本實(shí)用新型所揭露的實(shí)施方式如上，但所述的內(nèi)容只是為了便于理解本實(shí)用新型而采用的實(shí)施方式，并非用以限定本實(shí)用新型。任何本實(shí)用新型所屬【技術(shù)領(lǐng)域】?jī)?nèi)的技術(shù)人員，在不脫離本實(shí)用新型所揭露的精神和范圍的前提下，可以在實(shí)施的形式上及細(xì)節(jié)上作任何的修改與變化，但本實(shí)用新型的專利保護(hù)范圍，仍須以所附的權(quán)利要求書所界定的范圍為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種擺式摩擦系數(shù)測(cè)量裝置，其特征在于，所述裝置包括: 機(jī)架； 擺臂，其一端可旋轉(zhuǎn)地安裝于所述機(jī)架一側(cè)； 位置傳感單元，其連接到所述擺臂上，以測(cè)量擺的擺動(dòng)角度，其中，所述位置傳感單元包括非接觸式角度測(cè)量單元，所述非接觸式角度測(cè)量單元包括磁感應(yīng)部件和旋轉(zhuǎn)輪，所述旋轉(zhuǎn)輪安裝在擺的轉(zhuǎn)軸上并與所述轉(zhuǎn)軸同心，所述磁感應(yīng)部件安裝在所述擺臂上以檢測(cè)旋轉(zhuǎn)輪隨擺轉(zhuǎn)動(dòng)的角度； 顯示器，其安裝在所述機(jī)架上，以顯示摩擦系數(shù)； 接口單元，其與所述位置傳感單元連接。
2.如權(quán)利要求1所述的測(cè)量裝置，其特征在于，所述裝置還包括與所述接口單元連接的溫度傳感器，以檢測(cè)測(cè)點(diǎn)上的溫度并實(shí)時(shí)傳送給顯示器，使得顯示器上除了顯示校準(zhǔn)后的摩擦系數(shù)外還顯示測(cè)試環(huán)境的溫度。
3.如權(quán)利要求1所述的測(cè)量裝置，其特征在于，所述裝置還包括輸入單元，其安裝在所述機(jī)架上，用于在測(cè)試開始時(shí)接收用戶的模式選擇輸入。
4.如權(quán)利要求3所述的測(cè)量裝置，其特征在于，所述輸入單元為鍵盤，其包括模式選擇按鍵、數(shù)字按鍵、方向按鍵以及“準(zhǔn)備”、“就緒”按鍵。
【文檔編號(hào)】G01N19/02GK203981557SQ201320726300
【公開日】2014年12月3日 申請(qǐng)日期:2013年11月15日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月15日
【發(fā)明者】荊根強(qiáng), 郭鴻博, 張金凝, 冷正威, 周毅姝 申請(qǐng)人:中路高科交通科技集團(tuán)有限公司