测试系统硬件设计与车辆发动机载荷谱及其应用

测试系统的硬件组成主要包括传感器、采集卡、调理模块、笔记本计算机以及连接线，如图3－24所示。

图3－24　测试系统的硬件组成

1.采集卡选配

采集卡主要用于将模拟信号量转换为离散的数字信号，以实现A/D转换的功能。目前的数据采集卡主要有PCI、USB和网口三种形式。PCI类采集卡需要插入计算机的PCI插槽内使用，只能安装在台式计算机上，不适用于移动式数据采集设备；USB和网口数据采集卡均可外置使用，且支持即插即用。因此，实车试验载荷测试系统选用USB 2828数据采集卡。(www.xing528.com)

USB 2828卡是一种基于USB总线的数据采集卡，可直接与计算机的USB接口相连，广泛应用于实验室、产品质测中心等领域的数据采集、波形分析和处理系统。该采集卡配置了12位分辨率的A/D转换器和D/A转换器，采样精度可控制在0.02%以内，最高采样频率为100 kHz，最低采样频率为31 Hz；A/D量程为±10 V、±5 V、0～10 V。在试验过程中，信号通道数设置为8，根据需要可最多拓展到10通道，采样频率设定为1 kHz。

2.调理模块选配

信号调理电路在小信号、高精度信号的采集中非常实用，一般包括小信号的放大、滤波、零点校正、线性化处理、温度补偿、误差修正和量程切换等电路模块。经调理电路处理后的信号将以模拟量或数字量的形式经光电隔离的数据采集卡传输至计算机终端，并在主界面以数字或图形方式显示。

在测试系统中加入了前置放大电路，用于对小输入信号进行放大和带通滤波。由于传感器布置在动力舱、驾驶员挡位盘及车外主动轮等处，距离数据采集卡较远，因此将放大电路布置在靠近传感器的一端，即传感器信号在输出时就进行放大，从而有效地抑制信号在传输过程中引入的噪声。滤波电路应布置在靠近采集卡的一端，用于过滤信号在传输过程中引入的噪声。