本發(fā)明屬于汽車碰撞安全試驗技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種安全帶張力計校準(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，中國新車評價規(guī)程于2006年開始實施。中國新車評價規(guī)程c-ncap中規(guī)定了兩種正面碰撞試驗：正面100%重疊剛性壁障碰撞試驗、40%重疊可變形壁障碰撞試驗，這些試驗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。安全帶張力計其結(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)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明設(shè)計了一種安全帶張力計校準(zhǔn)裝置及其校準(zhǔn)方法，其解決了安全帶張力計校準(zhǔn)比較困難的問題，可以高精度的校準(zhǔn)安全帶張力計，進(jìn)而保證碰撞試驗過程中用安全帶張力計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機(jī)上；待校準(zhǔn)安全帶張力計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和所述安全帶張力計的信號，并根據(jù)采集的數(shù)據(jù)計算出所述安全帶張力計的輸出靈敏度、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)采集儀同時采集待校準(zhǔn)安全帶張力計和標(biāo)準(zhǔn)力傳感器信號,然后依據(jù)最小二乘法計算傳感器靈敏度,及非線性誤差。

進(jìn)一步，所述試驗機(jī)為萬能試驗機(jī)。

一種安全帶張力計校準(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，另一端安裝在試驗機(jī)底部的t型槽內(nèi)；

其次，將待校準(zhǔn)的安全帶張力計安裝到所述加載織帶上；將所述安全帶張力計和所述標(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，啟動所述試驗機(jī)，啟動所述數(shù)據(jù)采集及處理裝置，設(shè)置所述試驗機(jī)的加載速度為20mm/min；在所述試驗機(jī)開始試驗的同時，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和所述安全帶張力計的信號數(shù)據(jù)；待載荷至16kn時停止所述萬能試驗機(jī)并卸載；

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

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

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

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

（3）本發(fā)明成本低、實用性強(qiáng)。

附圖說明

圖1：本發(fā)明安全帶張力計校準(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；6—數(shù)據(jù)采集儀及處理裝置。

具體實施方式

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機(jī)下方的平板上，對于傳感器下置的萬能試驗機(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的輸出信號和安全帶張力計5的信號，并根據(jù)采集的數(shù)據(jù)計算出安全帶張力計5的輸出靈敏度、非線性誤差。本實施例中數(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，且方便和萬能試驗機(jī)底部的t型槽配合。本實施例中，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5的輸出信號，根據(jù)不同載荷下采集到的張力計輸出的電信號，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5的電測量信號計算出安全帶張力計5的非線性誤差。

校準(zhǔn)安全帶張力計5時，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安裝在萬能試驗機(jī)底部的t型槽內(nèi)。

再將安全帶張力計5安裝到加載織帶4上；將安全帶張力計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，啟動萬能試驗機(jī)，啟動數(shù)據(jù)采集儀及計算機(jī)，設(shè)置萬能試驗機(jī)加載速度20mm/min；在萬能試驗機(jī)開始試驗的同時，觸發(fā)在數(shù)據(jù)采集儀采集用于校準(zhǔn)張力計的標(biāo)準(zhǔn)力傳感器1的輸出信號和安全帶張力計5的信號數(shù)據(jù)；待載荷至16kn停止萬能試驗機(jī)，并卸載。

然后根據(jù)數(shù)據(jù)采集儀內(nèi)采集到的實驗數(shù)據(jù)，根據(jù)不同載荷下采集到的張力計輸出的電信號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5的電測量信號計算出安全帶張力計5的非線性誤差。

計算方法如下:

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

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

本發(fā)明成本低、實用性強(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)。