AB Dynamics采用奇石樂(lè)Kistler全新的數(shù)字式電荷放大器5074A，以面對(duì)車輛工程領(lǐng)域中運(yùn)動(dòng)學(xué)及彈性學(xué)試驗(yàn)設(shè)備日益現(xiàn)代化的挑戰(zhàn)。該產(chǎn)品包含一組載荷單元的數(shù)字化測(cè)量鏈，實(shí)現(xiàn)了輪胎力和力矩的實(shí)時(shí)測(cè)量，無(wú)懼任何可能的復(fù)雜測(cè)試需求。

今天的汽車是高性能的技術(shù)樞紐，各種機(jī)電一體化部件促使輔助駕駛水平源源不斷地提升；這些系統(tǒng)甚至可以自主執(zhí)行一些駕駛操作。 然而，如此令人印象深刻的特性和功能，都需要通過(guò)由特定設(shè)備和專業(yè)技術(shù)支持的全面測(cè)試。 這些測(cè)試資源的主要提供者之一便是AB Dynamics公司，一家位于英格蘭西南部風(fēng)景如畫的Bradford on Avon鎮(zhèn)的英國(guó)公司。 它隸屬AB Dynamics國(guó)際集團(tuán)，該集團(tuán)為測(cè)量和分析系統(tǒng)、仿真及試驗(yàn)場(chǎng)自動(dòng)化提供整體解決方案。

“近年來(lái)，我們公司經(jīng)歷了一個(gè)高速增長(zhǎng)的階段，因此我們位于Bradford on Avon鎮(zhèn)的新總部已經(jīng)不能滿足使用了。”AB Dynamics市場(chǎng)經(jīng)理Joanna Maddams表示。“這是我們正在總部辦公室對(duì)面增加新辦公樓的原因。我們?nèi)虻墓蛦T人數(shù)已經(jīng)從2015年的70人增加到如今超過(guò)200人。我們也在歐洲，日本和美國(guó)設(shè)立了辦公室來(lái)向全球汽車主機(jī)廠，零部件供應(yīng)商乃至汽車測(cè)試中心的業(yè)務(wù)提供車輛驗(yàn)證和可靠性的解決方案。”

與前沿機(jī)器設(shè)計(jì)的無(wú)縫集成

AB Dynamics試驗(yàn)室測(cè)試系統(tǒng)產(chǎn)品經(jīng)理Matthew Dustan列舉了當(dāng)前汽車測(cè)試領(lǐng)域的一些趨勢(shì)： “測(cè)試先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng) (ADAS)的進(jìn)展引發(fā)了對(duì)復(fù)雜路徑跟蹤測(cè)試解決方案的更高需求，并為試驗(yàn)場(chǎng)地測(cè)試自動(dòng)化創(chuàng)造了一些激動(dòng)人心的機(jī)會(huì)。在車輛研發(fā)和建模方面，也有向仿真方向更進(jìn)一步的趨勢(shì)——這在新的電動(dòng)汽車制造商中尤為明顯?！?/p>

世界各地的許多汽車開發(fā)者都在應(yīng)用AB Dynamics的領(lǐng)先解決方案之一：懸架參數(shù)測(cè)量機(jī)(SPMM)，這是一種復(fù)雜的試驗(yàn)臺(tái)，它可以通過(guò)在移動(dòng)平臺(tái)上施加側(cè)傾、俯仰、彈跳和橫擺運(yùn)動(dòng)來(lái)模擬汽車的行為。 在每個(gè)四輪站下，壓電載荷單元組成的多分量力測(cè)量鏈確保了所有力和力矩的精確測(cè)量：Kistler 9366CC系列是一個(gè)可定制的工具包，具有四個(gè)傳感元件，它們的極高的剛性和固有頻率確保了最大的測(cè)量精度。 “來(lái)自Kistler的載荷傳感器一直是該產(chǎn)品成功的關(guān)鍵部分，它們高度集成到整個(gè)系統(tǒng)中。當(dāng)車輛在試驗(yàn)臺(tái)上安裝時(shí)，它們以高分辨率提供零值輔助安裝；在運(yùn)動(dòng)學(xué)和彈性學(xué)測(cè)試期間，它們承擔(dān)著精確測(cè)量所有施加于車輪上的高載荷力的任務(wù)。此外，它們有助于防止超載和潛在的損壞，“Dustan解釋說(shuō)。

面對(duì)日益復(fù)雜汽車測(cè)試需求，AB Dynamics 的工程師希望將整個(gè)SPMM系統(tǒng)數(shù)字化，為未來(lái)的高級(jí)測(cè)試需求提供更高的帶寬。 “我們的目標(biāo)是基于全數(shù)字測(cè)量鏈和閉環(huán)力控制系統(tǒng)創(chuàng)造一個(gè)升級(jí)的SPMM，”Dustan 繼續(xù)介紹。

“我們花了2年時(shí)間完成項(xiàng)目的開發(fā)，Kistler數(shù)字電荷放大器對(duì)項(xiàng)目成功起到重要作用?！盇B Dynamics試驗(yàn)室測(cè)試系統(tǒng)產(chǎn)品經(jīng)理 Matthew Dustan

在新的SPMM 5000e中，來(lái)自每個(gè)車輪站的信號(hào)由兩個(gè)5074A數(shù)字電荷放大器（每個(gè)具有四個(gè)通道）實(shí)現(xiàn)數(shù)字化；它們構(gòu)成了分布式EtherCAT拓?fù)涞囊徊糠郑瑢?shí)現(xiàn)高頻下的力測(cè)量。

“我們目前機(jī)器以2kHz的周期運(yùn)行，但是Kistler放大器能夠做得更多——項(xiàng)目瓶頸在其他地方，” Dustan解釋道。 “我們計(jì)劃在不久的將來(lái)將運(yùn)行周期提升至4kHz。我們還將電器柜的尺寸減少了大約40%；這臺(tái)機(jī)器現(xiàn)在需要的電纜和布線要少得多，安裝工作量也大幅降低。其他優(yōu)點(diǎn)例如：它具有高帶寬、低延遲和即使在潮濕環(huán)境下也能適應(yīng)漂移。“AB Dynamics 已經(jīng)向歐洲和亞洲的幾個(gè)客戶提供了其最新的先進(jìn)的解決方案。

實(shí)時(shí)力和力矩測(cè)量：精確，可靠以及高分辨率

Kistler 5074A數(shù)字放大器的一個(gè)突出優(yōu)點(diǎn)是它的測(cè)量范圍可切換。這使得精確的測(cè)量覆蓋了50倍程的幅值范圍，為許多應(yīng)用提供了更大的靈活性。它也是優(yōu)化測(cè)量鏈的一種實(shí)用儀器：“測(cè)量范圍的設(shè)定可以確保設(shè)備以最佳負(fù)載能力和分辨率適應(yīng)不同測(cè)試需求。使用16位信號(hào)，我們可以從估計(jì)負(fù)載開始，然后根據(jù)首次的測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)整，“Dustan解釋說(shuō)。這一過(guò)程確保了高的數(shù)據(jù)質(zhì)量_這對(duì)AB Dynamics的客戶十分關(guān)鍵，他們?cè)谡麄€(gè)車輛研發(fā)過(guò)程中將使用這些數(shù)據(jù)來(lái)完成他們的設(shè)計(jì)決策。

Dustan總結(jié)了兩家公司之間的合作： “如果沒有Kistler的數(shù)字電荷放大器，我們就不可能完成這臺(tái)新機(jī)器項(xiàng)目。它允許我們?cè)诟哳l下實(shí)現(xiàn)閉環(huán)力控制，而且，由于放大器的合適的外形因素，我們能夠?qū)⑼暾臏y(cè)量鏈封裝到機(jī)器的各個(gè)部分中。更重要的是，Kistler為我們定制了載荷單元，以確保順利地集成到新的設(shè)備中。 簡(jiǎn)而言之，他們滿足了你對(duì)市場(chǎng)領(lǐng)導(dǎo)者的期望：創(chuàng)新產(chǎn)品和定制解決方案。”

創(chuàng)新，定制化解決方案驅(qū)動(dòng)汽車測(cè)試走向極致

未來(lái)十年汽車測(cè)試市場(chǎng)將如何發(fā)展？ Matthew Dustan表示：“總體來(lái)講，車輛將變得更加復(fù)雜和計(jì)算機(jī)化。而且對(duì)于測(cè)試來(lái)說(shuō)，這既是挑戰(zhàn)，也是機(jī)遇。 我們感受到向仿真和電氣化轉(zhuǎn)變的強(qiáng)大推力，以改善車輛性能和ADAS功能支持。 特別是，仿真是數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的，因此，良好的測(cè)量設(shè)備，作為具備高附加值的數(shù)據(jù)庫(kù)的源頭，比以往任何時(shí)候都更關(guān)鍵。 歷經(jīng)25年，與Kistler密切合作，我們現(xiàn)在正在開發(fā)一種新型的軸懸架NVH分析試驗(yàn)臺(tái)，它還將包括Kistler專門為完成這些測(cè)量任務(wù)而設(shè)計(jì)的加速度計(jì)。”

在AB Dynamics生產(chǎn)的SPMM測(cè)試臺(tái)架上安裝被測(cè)車輛時(shí)，奇石樂(lè)傳感器（集成于每個(gè)車輪測(cè)量平臺(tái)中）給予精確的反饋以確保車輛的無(wú)約束安裝，亦即臺(tái)架與車無(wú)預(yù)作用力。

AB Dynamics的懸架參數(shù)測(cè)量機(jī)(SPMM)為汽車研發(fā)提供關(guān)鍵數(shù)據(jù)——數(shù)據(jù)由Kistler傳感器測(cè)量，經(jīng)數(shù)字式電荷放大器處理。

AB Dynamics SPMM系統(tǒng)每個(gè)車輪平臺(tái)裝備一套Kistler提供的由壓電載荷單元組成的多分量力測(cè)量鏈，用以輪胎力和力矩的精確測(cè)量。

無(wú)縫集成到AB Dynamics先進(jìn)的測(cè)試臺(tái)架中的奇石樂(lè)5074A數(shù)字式電荷放大器提供了精確，高分辨率的實(shí)時(shí)測(cè)量。