數(shù)據(jù)采集板的設(shè)計(jì)原理及汽車碰撞實(shí)驗(yàn)車載測(cè)試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

　　一種在自行研制的車載測(cè)試系統(tǒng)中使用的數(shù)據(jù)采集板，闡述了其硬件結(jié)構(gòu)和軟件設(shè)計(jì)。該數(shù)據(jù)采集板采用單獨(dú)的MCU控制，采集電路以一片12位高速A/D芯片MAX120為核心，數(shù)據(jù)采用了循環(huán)存儲(chǔ)的思想，數(shù)據(jù)采集實(shí)現(xiàn)了多通道的同步、高速，并實(shí)現(xiàn)了沖擊條件下的大容量數(shù)據(jù)的可靠保存。實(shí)驗(yàn)證明了這種采集板的可靠性。

　　在汽車被動(dòng)安全性研究中，碰撞實(shí)驗(yàn)是一項(xiàng)關(guān)鍵性的實(shí)驗(yàn)，而通過(guò)合適的測(cè)量技術(shù)取得整車或零部件和模型假人的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)才能保證實(shí)驗(yàn)的成功。汽車碰撞實(shí)驗(yàn)中的電測(cè)量技術(shù)主要有兩大類：一類是拖長(zhǎng)線測(cè)量方式，一類是車載數(shù)據(jù)采集。隨著研究的深入和對(duì)測(cè)量技術(shù)要求的提高，對(duì)后一種測(cè)量方式的需求更加迫切。汽車碰撞實(shí)驗(yàn)作為一項(xiàng)高速大沖擊的實(shí)驗(yàn)，車載測(cè)試系統(tǒng)需要具備能承受大沖擊、通道數(shù)多、大容量數(shù)據(jù)可靠存儲(chǔ)及觸發(fā)準(zhǔn)確的特點(diǎn)。國(guó)外的碰撞實(shí)驗(yàn)車載測(cè)試系統(tǒng)已形成比較成熟的產(chǎn)品，但價(jià)格相當(dāng)昂貴。而國(guó)內(nèi)的測(cè)試設(shè)備也都是在各自領(lǐng)域研制．不適合在碰撞實(shí)驗(yàn)的惡劣環(huán)境條件下使用。

　　數(shù)據(jù)采集板是這種車載測(cè)試設(shè)備的核心，本文比較深入研究了一種用于該車載設(shè)備中的數(shù)據(jù)采集板。按照正面碰撞乘員保護(hù)的設(shè)計(jì)規(guī)則（ CMVDR294）中對(duì)測(cè)試儀器的規(guī)定，特本車載測(cè)試系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)采集板每個(gè)通道采樣頻率設(shè)計(jì)為lOkHz，模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字量采用12位的數(shù)字長(zhǎng)度?？紤]到信號(hào)后續(xù)分析處理的需要，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)上使各通道信號(hào)采集完全同步。

　1 數(shù)據(jù)采集板的設(shè)計(jì)原理

　　車載測(cè)試系統(tǒng)采用多塊數(shù)據(jù)采集板并行工作的方式，由單獨(dú)主模塊負(fù)責(zé)觸發(fā)判斷。每個(gè)數(shù)據(jù)采集板作為整個(gè)測(cè)試系統(tǒng)中的一個(gè)獨(dú)立子模塊，使用單獨(dú)的MCU完成采集板的控制工作。同類采集板中大多是用一塊A/D芯片負(fù)責(zé)一路通道信號(hào)采集來(lái)滿足同時(shí)性的要求，但這樣使大數(shù)目通道擴(kuò)展很困難，并且使整個(gè)系統(tǒng)很龐雜，降低了碰撞時(shí)的可靠性。在本板設(shè)計(jì)中每塊數(shù)據(jù)采集板使用一塊A/D芯片實(shí)現(xiàn)四個(gè)通道信號(hào)的同步采集。這樣通過(guò)減少芯片數(shù)量使采集板的可靠性得到提高。采集板結(jié)構(gòu)示意圖如圖l。