MÄTUTRUSTNING FÖR SNABB UPPMÄTNING AV VÄGARS
HORISONTAL- OCH VERTIKALKUR VATUR FRÅN ETT FORDON
av
Hans E Runqvist & Helge T Löfroth & Gunnar B Larsson
MÄTUTRUSTNING FÖR SNABB UPPMÄTNING AV VÄGARS
HORISONTAL- OCH VERTIKALKUR VATUR FRÅN ETT FORDON
av
Hans E Runqvist & Helge T Löfroth & Gunnar B Larsson
R unqvist,!-), L ö fro th ,H & Larsson, G : M ätutrustning för snabb uppmätning IN N E H Å LLS FÖ R TEC KN IN G 1 REFERAT 2 ABSTRACT 3 IN L E D N IN G 4 M Å LS Ä TTN IN G 5 MÄT PRINCIPER
6 MÄTUTRUSTNINGENS UPPBYGGNAD OCH F U N K T IO N
6.1 Hålremsstans
6 .2 Datalogger med knappsats
6 .3 Väg längdsmätare
6 .4 Hastighetsmätare
6 .5 M ätutrustning för horisontalkurvatur
6 .6 M ätutrustning för v e rtik a l kurvatur
6 .7 K raftförsörjning
7 SYSTEM KOM PONENTSPECIFIKATION
7.1 Fordon
7 .2 Varningsanordningar
7 .3 K raftförsörjning
7 . 4 G yroinstrum ent för horisontalkurvatur K 112 z
7 .5 G yroinstrum ent för v e rtik a lk u rv a tu r K 212 b
7 .6 Hastighetsmätare
7 .7 Längdmätare
7 .8 D a talogg er, Dart
7 .8 .1 A llm ä n s p e c ifik a tio n
7 .8 .2 Systemfunki ion
7 .9 Hålremsstans Facit 4070
7 .1 0 Kopplingskrets m ellan längdmätare och registreringsutrustning
7.11 Knappsats
7 .1 2 K om paratorelektronik
8 B R U K S A N V IS N IN G
8.1 A llm änna skötselanvisningar
8 .2 Start av mätutrustningen
8 .3 S p e c ie lla ka lib re rin g a r
8 .4 Instansning av e tik e tt
8 .5 K ö rte kn ik och operationer under mätning
O
8 .6 Åtgärder efter mätning
8 .7 M ätning av andra storheter
8 .8 Justering av nivå för automatisk frik o p p lin g
9 BEARBETNING AV MÄTVÄRDEN
9.1 A llm ä n översikt
9 .2 K o n tro ll och lagring av mätdata
9 .3 Mätvärdenas utseende
9 .4 M etod för uppritning av p ro filk u rv o r
9 .5 U p pgifter om lutningar
9 .6 Beräkning av kurvradier
9 .7 Utform ning av utdata, användningsområden
10 RESULTAT
11 FIGURBILAGA
1 REFERAT
Rapporten innehå lle r en beskrivning av e tt mätfardon för snabb uppmätning av vägars h o riso n ta l- och v e rtik a lk u rv a tu r som utvecklats v id statens v ä g in s titu t, numera staten: v ä g - och tra fik in s titu t på uppdrag av statens v ä g ve rk. M ätutrustningen om fattar i huvudsak två gyro instrum ent, en längdm ätare, en datalogger samt en hålremsstans. Mätvärden har bearbetats i vägverkets dator SAAB D 22 och resultat redovisas i rap porten. M ätfordonet är avsett för insamling av vägdata t i l l vägverkets vägdatabank.
2 ABSTRACT
The report contains a description of a measuring v e h ic le for rapid measurement o f horisontal and v e rtic a l road cu rva tu re . The equipment is developed by the N a tio n a l Swedish Road Research In s titu te , now the N a tio n a l Swedish Road and T ra ffic Research Institute for the N a tio n a l Swedish Road A d m in is tra tio n . The measuring equipment p rin c ip a lly consists o f two gyro instruments, a d is ta n ce -m e te r• ,a datalogger and a punched tape re corder. Measured values have been used for c a lcu la tio n s in the d ig ita l computer SAAB D 22 o f the Road A d m inistra tion and examples of the results are shown in the re p o rt. The measuring v e h ic le is intended for c o lle c tio n o f road data to a Road Data Bank w hich is under development at the Road A d m in istra tio n .
3 IN L E D N IN G
Statens vägverk har för att bl a bättre kunna analysera sambanden m ellan vägstandard och tra fik o ly c k o r påbörjat uppbyggnaden av en vägdatabank: med inform ationen lagrc i vägverkets dator SAAB D 22. T ill de vugdata som skall ingå i databanken hör h o ri so n ta l- och v e rt ikal ku rv a tu r. A k tu e lla uppgifter saknas för närvarande för en stcr de av v ä g n ä te t. För a tt på rim lig tid e rh å lla dessa vägdata behövdes en snabb fordons buren m ätutrustning. V ägverket gav därför år 1969 statens vä g in s titu t i uppdrag a tt u tve ckla en sådan utrustning. U tve cklin g e n har skett på institutets maskintekniska avdelning med överingenjör O lle Nordström som projektledare och 1 ;e forsknings ingenjörerna Hans Runqvist och Helge Löfroth som närmast ansvariga för u tv e cklin g s a rb e te t. Sedan den 1 .7.1971 då statens v ä g in s titu t uppgick i det nybildade statens v ä g - och tra fik in s titu t har arbetet b e d rivits v id tra fik a n t- och fordonsavde In ingen v id detta in s titu t. U tvecklingsarbetet har skett i mycket intim samverkan med statens väg verk s p e c ie llt i samband med utprovning av utrustningen och databehandlingen i vä g verkets d a to r, där ingenjörerna G unnar Larsson m fl g jo rt stora insatser. M ätu trust
ningen färdigställdes och provades under 1971 och blev i mars 1972 efter vissa smärre m odifie ringar klar för ett första re g u ljä rt mätningsuppdrcg .fö r vägdatabanken.
Föreliggande rapport innehåller en beskrivning av denna m ätutrustning.
4 M Å LS Ä T T N IN G
M ålsättningen för proje kte t var a tt u tve ckla en fordonsburen mätutrustning för snabb mätning av horisontalkurvatur med en noggrannhet cv 5 - 1 0 % och v e rtik a l kurvatur med en noggrannhet bättre än 2 ,5 ° / c o .
5 MÄT PRINCIPER
H orisontalkurvatur mäts med e tt kursgyroinstrument, va rvid bilens v in kel ändringar från sta rtögo nblicket registreras med in stä llb a rt v ä g in te rv a ll, varefter kurvradien kan beräknas ur A cp där R = kurvradien Ax = v ä g in te rv a ll A cp = vin ke lä n d rin g k = dimensionskonstant
V id mätning av v e rtik a l kurvatur används e tt vertikalg yro instru m en t med lodövervak ning som m ätvärdesgivare, v a rv id bilens vin kelä ndring ar i v e rtik a ile d registreras med in ställb art v ä g in te rv a ll. Ur dessa mätningar kan vägens lu tn in g k o n tin u e rlig t beräknas.
6 MÄTUTRUSTNINGENS UPPBYGGNAD OCH F U N K T IO N
Beskrivningen baseras på blockschema för horiso ntalkurvatur, figur 1, och b lo c k schema för v e rtik a lk u rv a tu r, fig u r 2 .
M ätutrustningen som är placerad i stor skåpbil består av fö lja n d e huvuddelar: 1) Håiremsstans
2) Datalogger med knappsats 3) Väg längdsmätare
4) Hastighetsmätare
5) M ätutrustning för horisontalkurvatur 6) M ätutrustning för v e rtik a lk u rv a tu r 7) K raftförsörjning
6.1 Hålremsstans
Data registreras på en hålremsstans för vidare bearbetning i en d a to r.
6 .2 Datalogger med knappsats
För d ig ita lis e rin g av analoga m ätvärden, samt styrning av mätvärdesöverföringen t i l l hålremsstansen användes en data lo g g e r. V ia denna överföres också med h jä lp av en knappsat^m anuellt genererad inform ation såsom datum, vägnummer e tc , t i l l hålrems stansen .
6 .3 V äg längdsmöt ore
Bilens vänstra fam hjul d rive r v ia en b ö jlig mekanisk axel en h å ls k iv a . En in d u ktiv pulsgivare v id hålskivan lämnar pulser två gånger per meter tillry g g a la g d vägläng d. Denna längdmätare lämnar signaler t i l l en in te rv a ll krets, där önskat väglängdsintervall kan inställas. V a lm ö jlig h e te rn a är 5 , 10, 20 och 50 m eter. Kretsen ger e tt re g istre - ringskommando t i l l en datalogger med hålremsstans för v a rje passering av in s tä llt
in te r v a ll. Dessutom går en räknepuls för va rje meter väg t i l l en ele ktro n isk räknare där pulserna summeras och resultatet representerar tillry g g a la g d vä g lä n g d . Denna inform ation kan överföras t i l l hålremsstansen e fte r en mätning med h jä lp av en särskild tryckkn a p p .
6 .4 Hastighetsmätare
V id hålskivan finns dessutom en tachom etergenerator, som lämnar en e le k tris k li k spänning pro p o rtio n e ll mot bilens hastighet. Denna signal går t i l l en d ig ita l hastig hetsmätare, placerad i bilförarens s y n fä lt, där fordonets hastighet kan avläsas d ig i ta lt med upplösningen 1 k m /h .
6 .5 M ätutrustning för horisontalkurvatur
För mätning av horisontalkurvatur användes e tt kursgyroinstrument, som bygger på principen a tt en kardanupphängd rotor med högt v a rv ta l b ib e h å lle r sin o rie n te rin g av rotationsaxeIn i rym den. Om denna rotationsaxel ställs in i bilens lä n g d riktn in g kan den utnyttjas som riktningsreferens, va rifrå n bilens kursändringar kan uppmätas med hjä lp av en potentio m e ter. Potentiometern matas med stabiliserad spänning så a tt utsignalen - 9 V o lt t i l l + 9 V o lt representerar v in k la r i in te rv a lle t - 9 0 grader t i l l + 90 g ra d e r.
För v in k la r utanför detta in te rv a ll måste särskild inform ation bifogas för a tt bestämma v ilk e n kvadrant en mätsignal avser. Det analoga v in k e lv ä rd e t omvandlas i d a ta -
loggern t i l l d ig ita l form och stansas på hålremsan e fte r stanskommando från in te rv a lI - kretsen tillsammans med kva d ran tinfo rm atione n.
6 .6 M ätutrustning för v e rtik a lk u rv a tu r
V id mätning av v e rtik a lk u rv a tu r används en gyrostabiliserad p la ttfo rm , v ilk e n som referens använder e tt v e rtik a lg y ro . Den primära referensen btgörs av lodkännande e le k tr o ly tlib e lle r, som med h jä lp av e tt servosystem s tä lle r rotat ionsaxe In hos e tt v e rtik a lg y ro lo d rä tt under en kalibreringsfas. Under en därpå följande mätfas kopp
las denna lodövervakning bort - v e rtik a lg y ro t är f r it t - och på grund av den föru t nämnda egenskapen att b ib e h å lla rotationsaxelns rik tn in g i rymden, kan gyrot använ das för uppmätning av n ic k - och krängvinklar med h jä lp av potentiom etrar i kardan - upphängningen.
V in kelsign ale rna används också t i l l a tt hålla en pla ttfo rm med en accelerom eter i vågrätt lä ge. Detta sker med e tt servosystem, som använder gyrot som referens och avsikten är att göra accelerometerns känslighetsaxel oberoende av bilens rörelser och lä g e .
På grund av bl a jo rdrotationen och gyrots e g e n d rift kan m ätfelen i v in k e l mätningen b li större än t illå t e t redan e fte r ca 30 sekunder med gyrot i f r it t lä ge. Det behövs tyd lig e n en form av k o n tin u e rlig lodövervakning av gyrot för a tt u p p fylla de upp ställda noggrannhetskraven. Tyvärr är e le k tro ly tlib e lle rn a inte endast känsliga för
jorda ccele ratio nen utan även för h o riso ntella a cce le ra tio n e r. Under mätning från e tt fordon g ä lle r det alltså att h å lla hastigheten mycket konstant om en ko n tin u e rlig
lodövervakning av gyrot skall kunna användas utan att fe 11 i 11 s k o tte t i v in k e lm ä tn in gen skall b li för sto rt. Detta är orsaken t i l l att fordonet har utrustats med en h a stig - hetsmätare av hög precision och med stor upplösning samt d ig ita l presentation av hastighetsvärdet ? bilförarens s y n fä lt.
V id start och stopp av mätfordonet b lir accelerationsändringarna så stora a tt gyrot måste vara frik o p p la t från lo dövervakningen. Detta kan ske med sp e cie lla kompa- ratorkretsar där jämförelse görs m ellan plattformens accelerom etersignal och en in - stä llb a r a c c e le ra tio n s n iv å . O m kopplingen mellan f r it t och lodövervakat gyro sker h e lt autom atiskt då fordonets längsacceleration överskrider e tt visst, utprovat trös kelvärde och gyrot fö rb lir i f r it t läge under en tid , som måste vara mindre än 30 sekunder, varefter lodövervakningen åter kopplas in . Denna frik o p p lin g kan även ske m a n u e llt. Det har visat sig att start av mätfordonet måste ske trappstegsvis så a tt den avsedda mäthastigheten uppnås efte r anpassning av hastigheten i två e lle r fle ra steg. Figur 3 visar sammankopplingen av systemets o lik a d e la r.
6 .7 Kraftförsör jning
Bilen är utrustad med två batterisystem som laddas med en växelspänningsgenerator på 1000 W . Det extra batterisystem et, system II i fig u r 1, d riv e r v ia en autom at säkring på 50 A en statisk omformare, 1 2 V /2 2 0 V , för matning av dataloggern, h å l remsstansen, k y lflä k ta r, den e lektron iska räknaren för vägläng d, den d ig ita ia has- tighetsm ätaren samt de båda gyroinstrum enten.
7 SYSTEMKOMPONENTSPECIFIKATIONER
7.1 Fordon
V id förberedande försök med v e rtik a lg y ro t visade det sig a tt s p e cie lla krav måste stä lla på m ätfordonet för a tt de uppställda noggrannhetskraven skulle kunna u p p fylla s.
gropiga och ojämna vä g a r. En v a n lig kombivagn visade a ttityd fö rä n d rin g a r av mer än 1 grad v id övergång från stillastående t i l l fa rt. För att förrin ga inverkan av a t t i tydförändringar måste ty d lig e n b ile n vara försedd med en täm ligen styv fjä d rln g . V id mätning av v e rtik a lk u rv a tu r ställs stora krav på att b ile n skall kunna h å lla en m ycket jämn hastighet oberoende av vägens lutning dvs b ile n måste ha tillr ä c k lig m otorstyrka. Autom atisk v ä xe llå d a är nödvändig av fle ra skäl bl a a tt förarens kon ce n tra tio n h e lt skall in riktas på körtekniken cch mätningen samt att en manuell v ä x lin g skulle kunna åstadkomma störande accelerationsn Iv å e r.
V id a re ställs vissa krav på utrymme för den omfattande m ätutrustningen, som måste placeras så a tt föraren bekvämt kan ö ve rb licka och manövrera delar av den. P la t sen bredvid föraren måste ha tillr ä c k lig bredd. En annan v ik tig synpunkt är förarens kom fort, ty mätningarna s tä lle r mycket stora krav på bilförarens uppmärksamhet, noggrannhet och u th å llig h e t*
Provkörningar under sommaren 1971 visade även a tt lu ftk o n d itio n e rin g är nödvändig för att h å lla temperaturen i b ii kupén på en n iv å , som m öjliggör för både apparatur och förare att fu llg ö ra en dags arbete i gassande solsken.
Med a lla dessa synpunkter sc m bakgrund undersöktes marknaden, varv id v? fann a tt en god kompromiss utgjordes av en C hevrolet CE 20906, som visas i fig u r 4 .
Bilen är försedd med en V 8 motor på 200 hk SAE och en tre-stegs autom atisk v ä x e l lå da.
Fjädringen är extra fö rs tä rk t, ” Heavy D u ty” c
O rig in a id ä cke n byttes mot ra d ia id ä ck med stålkord, typ M ich e l in X Z Z .
Laddningsgeneratorn byttes mot en växelspänningsgenerator, 12 V , 80 Av fa b rik a t Leece N e v ille n r. 7500.
Bilen levererades med två featterisystem med kapaciteten 85 A h .
Förarstolen byttes mot en V o lvo sto l från 142-s e rie n , försedd med tygklädsel och n a c k - stöd.
Säkerhetsbälten av ru Ilty p monterades.
Stolen bredvid förarsloien togs bert för a tt bereda piats åt m ätutrustningen.
Ett baksäte för två personer placerades bakom mätutrustningen* Under provkörningar sommaren 1971 uppmättes v id fle ra t illfä lle n under soliga degar temperaturer på över 50 grader Celsius i b ilk u p é n . V id en så hög omgivningstemperatur är det rim lig t att anta a tt temperaturen inne i re x gyrcinstrumenten kan uppgå t i l l 7 0 - 8 0 grader C e l sius, v ilk e t kan vara orsaken t i! i de haverier i g y ro e le k frc n ik e n , som in träffad e v id dessa t illf ä lle n .
För a tt skapa en bättre m iljö för förare och instrument installerades en lu ftk o n d itio - neringsanläggning från Hanssons Kyl AR, Stockholm , fe l: 08/33 88 76, i b iie n . Anläggningen består av två delar» På hilens fak monterades en kondensor med flä k t och kylelem enl med flä k t* Inne i bilens ta k finns kontrollpane l med reglage för in stä lln in g av temperatur cch flö k th a s tig h e t. Med två inställbara luftutsläpp kan ky! —
luften riktas åt önskat h å ll. Den c .dra delen av anläggningen är en kyl kompressor, som monterades I bilens motorrum, där den drivs med kilrem från bilens m otor. En e le ktrisk m agnetkoppiing kopplar v ia en termostat in el ier ur kompressorn.
T illv e rk a re : Tecumseh, typ HG 1000c
Anläggningen arbetar så att kupéluften sugs in v ia kondensor och kylelem ent och blåses seden tempererad ut i kupén ig en, Frisk lu ft tas in v ia bilens ordin arie fris k -
luftsystem. Anläggningen är av märket "F rig ik in g " och tillv e rk a d av Commins Engine Company, USA. V id a re har båda gyroinstrumenten försetts med k y lflä k t.
7 .2 Var n i ngsanordn i ngar
M ätningsarbete ute på vägarna är a lltid fö rkn ip p a t med stora risker och då tra fik a n ternas respekt för varningsanordningar - s p e c ie llt på högfrafikerade vägar och i när heten av tä to rte r - inte är påfallande stor har stor omsorg ägnats år mätningsbilens varningsutrustning. På bilens tak är under mätning uppsatta två roterande varnin gs-
fyrar med g u lt lju s . Ingenjörsfirman K G Knutsson, te l: 0 8 /25 26 60, Stockholm har ievererat utrustningen, som består av fy ra r, fa b rik a t H e lla typ KL 38 (12 V ) försedda med halogenlampor på 55 W „ Med h jä lp av en anpassningsring, H e lla 5 6 /3 0 , och ett magnetfäste, H e lla 5 6 /3 6 r fästs fyrarna på önskat s tä lle på b ilta k e t, S trö m tillr försel sker v ia fasta C a nnon-kontakter från batterisyrtem 1 «
På bilens bakdörrar ät två e ie k tro n b lix tlju s monterade. De har g u lt sken och kan b lin k a synkront e lle r vä xe lvis med ca 30 b lin k /s e k . T illv e rk a re är firm a Nissen i Tönning, Västtyskland, svensk representant: Uddo Jakobson, N o rrk ö p in g , te i: 0 11 /1 2 94 20. Anläggningen består av en dubbel syn kro n /vä xe lb lin ka n lä g g n in g med två optikhus och gemensam irnpulsgivare.
O vanför bilens ordin arie bakijus har två bakå triktade lampor - H e lla typ 120ZN med rö tt glas - monterats. Lamporna är avsedda som en förstärkning av bilens normala bakljus och har effekten 45 W .
De o lik a varningsanordningarna kan betjänas var för sig v ia en panel med strömbry tare och kontrollam por inom bekvämt rä ckh å ll för b ilfö ra re n . Sam tliga anordningar drivs med 12 V från batterisystem 1 .
V id mätning fästs en skyit av magnet gummi på bilens baksida. S kylten har texten
M Ä T N IN G
j PASSERA VARSAMT
och är levererad av Borgh Reklam. Bandhagen, te l: 0 8 /47 38 00.
7 .3 K raftförsörjning
För a tt klara kraftförsörjningen t i l l mätutrustningen har b ile n utrustats med två b a tte ri system med förstärkr laddning genom en växelströmsgeneratcr på ca 1000 W . Det är v ik tig t a tt batterierna hålls i gott skick ty strömuttaget t i l i mätutrustningen kan röra sig om 3 0 - 4 0 A . En automatsäkring - 50 A - med tryckkna ppåterstä lln ing skyddar systemet v id överbe lastnin g.
Omformningen av 12 V batter ispänning t i l l 220 V växelspänning sker med ca 75 % verkningsgrad i en statisk omformare, model S O -250-50-1 2-S från Ing. firm a Telfa c AB, te i: 08/758 98 7 0 . Den består av en sty ro s c illa to r, effektsteg och in - k o p p lingsautom atik. Effektsteget är bestyckat med ty ris to re r. En sp e cie ll konstant- spänningstransform atorsörjerför a tt utspänningen h å lle r sig inom bestämda gränser och är sinusformad. Omformaren är skyddad v id kortslutning av utgången och v id feI — poiarisering av ingången. Den kan startas, köras och stoppas med v ilk e n belastnings grad som helst från tomgång t i l l k o rtslu tn in g . Inkoppiing sker på en p lin t in u ti om form aren. Frekvensen kan fin justeras med en tr impotent iom eter, placerad på det try c k ta kretskortet in u ti omformaren.
Data: In . 12 V o lt Iikspänning + / - 10 % 3 0 - 4 0 A U t. 220 V växelspänning + / - 3 % 250 V A m a x. 50 Hz + / - 2 % , sinusform D im . 5 0 0 x 21 Ox 310 mm ( längd x bredd x h ö jd ) V ik t: 27 kg
7 .4 G yroinstrum ent för horisontalkurvatur K 112 z
Detta gyroinstrum ent är tillv e r k a t av N o vo te ch n ik KG O ffte rd in g e r & Co 7304 Ruit bei S tuttgart Horbstrasse, Tyskland
Svensk representanj: in g . firm a G unnar Petterson T e l: 0 8 /9 3 02 80
Instrumentet består av fö lja n d e d e la r: - kursgyro med m ätpotentiom eter
- e lektron isk krets för in rik tn in g av gyrots rotationsaxel t i l l referensriktningen - transistoromvandlare för 12 V batterispänning t i l l 3 x 3 6 V , 500 Hz för matning
av gyrots rotor
- stabiliserad spänningskälla för mätpotentiom etern - förstärkare för m ätpotentiom etern
- elektron isk säkerhetskrets för skydd mot fe la k tig p o la rite t och överspänning - kvadrantmarkeringsdon S p e c jfjk a tio n ; Matningsspänning 12 ,6 V + / - 1 5 % Ström förbrukning, start 8 A " mätning 4 A Utlösning av överspänningsskydd ca 15 V
Gyrorotorns igångsättningstid ca 5 m in.
" u tlö p n in g stid , f r i mer än 10 m in.
Användbar inom temperaturområdet - 1 0 t i l l + 5 0 ° C
T iliå te n a cce le ra tio n 2 g
V ik t 7 kg Gyromotorns matningsspänning 3 x 3 6 V Frekvens 500 Hz Rotorvarvtai 28000 rpm Resningshastighet 1 °/s e k Inställningshastighet ( t i l l re f. rik tn in g ) l° /s e k
Noggrannhet i inställn inge n t i l l referensriktningen bättre än 0 ,2 5 °
M ätpotentiom eter , mätområde 0 - 3 6 0 ° , plastbana
" , res istans 1 ,3 kohm
" , lin e a rite t bättre än 0 ,5 %
" , upplösning oändlig
11 , matningsspänning + / - 15 V stab.
" , tem p, d rift 5 x l 0 ’ 5/ ° C
Spänn ingsförstärkn ing 0 ,6 gånger
11 , s ta b ilite t bättre än 0,1 %
Utgångsres istans ca 0,1 ohm
Utgångsspänning ca 0,1 V /g ra d
" , maximum ca + / " 9 V
G yroinstrum ent är mycket känsliga för stötar och vib ra tio n e r och måste behandlas varsamt för a tt b ib e h å lla sin noggrannhet. De får endast flytta s när ro to rn står s tilla e lle r när den har uppnått fu llt v a rv ta l. V id f u llt varv får gyrot ej lutas över + / - 30 grader. Ett rä tt in s ta iie rc t gyro löper ringa risk a tt utsättas för skada under normala förh å lla n d e n . Det är endast då gyrot flytta s - te x v id å rlig a serviceperioder - som risken för skada fö re iig g e r. En slarvig nedsättning av gyrot på e tt hårt underlag kan orsaka a cceleratione r upp t i l l 10 g . G yro t är också känsligt för damm och smuts, varför gyrohuset ej bör öppnas i onödan.
G y ro t får sin matningsspänning och levererar sin utsignal över e tt 2 0 -p o lig t k o n ta k t don.
Bredvid finns tre vippom kopplare:
- "E in /A u s " för inkoppling av matningsspänning
- "Bremsen" för bromsning av gyrototorn efter avslutade prov
- "Eichen/M essen" för val av fu n k tio n . "E ichen " betyder här in rik tn in g av gyrot t i l l referensriktningen och uMessen11 är det lä g e , som skall användas v id mätning av bilens kursavvikelser. Efter in koppling av batterispänningen tar det ca 5 m in, innan gyrorotorn har nått s itt rätta v a r v ta l. Under denna period skall omkopplaren för val av fu n k tio n stå i läget "M essen". D ärefter skiftas denna omkopplare t i l l läge "E ichen " och e fte r några minuter har gyrot uppnått sin referensriktning och genom a tt återgå t i l l läge "Messen" klargörs utrustningen för m ätning.
M ätning bör ej pågå mer än 1 5 - 3 0 m inuter på grund av gyrots d r if t . Någoti minut med omkopplaren i läge "Eichen" å te rstä lle r gyrot t i l l refe ren sriktn inge n, varefter en ny mätperiod kan påbörjas.
För att m öjliggöra bestämning av v ilk e n kvadrant en vin ke la vlä sn in g avser, har en gradskiva på gyrots lodaxei försetts med en reflexskiva mellan vin ke lp o sitio n e rn a 90 och 270 grader. En infraröd lysdiod och tillh ö ra n d e fototransistor har monterats så a tt m ellan dessa v in k la r erhålls en signal från fototransistorn, i in te rva l le t + / - 90 grader erhålls ingen signal från foto transistorn. Signalen går v ia e tt komparatorkort t i l l dataloggern, där + / - 90 grader ger no il på rad 6 , medan 90 t i l l 270 grader ger special kod 4 på rad 6 ,
Obs!
N är kursgyrot ej används skall kontakten 15, figur 3, MS 3106 E 14 S - 6 S, vara borttagen, ty annars kommer en fe la k tig specialkod 4 att registreras på rad 6 .
M ätkrets
Från gyrots m ätpotentiom eter går signalen t i l l dataloggern, kanal 06. Känsligheten är in ställd så att 1 grad motsvarar ca 100 m illiv o lt .
G y ro t skall startas och stoppas då m ätbilen står s tilla . Då gyrots broms används måste bilens huvudströmbrytare vara t i l l k o p p la d .
G yroinstrum ent för v e rtik a lk u rv o tu r K 212 b
D etta gyroinstrument har samma tillv e rk a re och representant som det tid ig a re beskrivne h o riso n ta lg yro t.
Enheten består av:
- v e rtik a lg y ro med e le k tro ly tis k lodavkänning med h jä lp av lib e lle r - p ia ttfo rm , styrd av v e rtik a ig y ro t med e tt servosystem
- accelerom eter med förstärkare
- omformare, likspänning t i l l tre -fa s spänning - stabiliserade kraftaggregat
- e le ktro n iskt skydd mot överspänning och fe lp o la ris a tio n - m ätpotentiom etrar för n ic k - och krängvinkiar
Spec ifik a t ion:
Matningsspänning: 12,6 V + / - 15 S tröm förbrukningj start: 9 A " , mätning 5 Å Temperaturområde 0 t i l ! + 5 0 ° C T illå te n a cceleration 3 g V ik t 8 kg
M ontering över vibrationsdäm pare
Uppvärmningstid före m ätning ca 20 min
K a iib re rin g stid 1 min
V e rtik a lg y ro , sta rttid 5 min
11 , utlöpningstid 8 - 1 0 min
Uppresning genom e le k tro y ti ibel ler
Upplösning i nickvin ke lp o te n tio m e te rn ± 4 5 ° ± 0 ,0 8 °
" i krängvinkelpotentiom etern i 60 ° ± 0 ,2 5 °
Plattformens rikiningsnoggrannhet bättre än + / - 0 ,0 8 C
" , föl jhastighet 11Q0°/sek
A cce ierom eter, område + /~ 1 ,6 g
11 , upplösning 10 -5 g
11 , lin e a rite t bättre än + / - 10- 4
" , känsi. för tväracc . 10 2 g /g
" , egenfrekvens 1000 Hz
l! , dämpningsfaktor 0 ,6 5
Mlätutgångcr, m ax. spänning + / " 10 V o lt
" , " ström + / - 20 mA
11 , inre resistans 0,1 ohm
Kal ibreringskonstant, acce le ra tio n Ig = 6 v o lt
Kal ibreringsnoggrannhet + / " 0,1 %
Kal ibreringskonstant, v inkel 6 ° = 1 v o lt
Kal ibreringsnoggrannhet + / - 1 %
G yrorotorns rotationsaxel sätts p a ra !ie li med vertikaireferensen av e tt momentmotor- system, som får sin referens av iodkännande e le k tr o ly tlib e lie r. Efter en sådan upp- stagning t i l l vertikalreferensen b ib e h å lle r gyrorotorn sin rik tn in g i rymden en viss tid
utan h jä lp av m om entstöttning« V inkelm ätande potentiom etrar, monterade i kardan-
upphängningen, t illå te r mätning av n ic k - och k rä n g v in k la r. Signalerna från dessa potentiom etrar kan även användas a tt h å lla längsaxein av en plattform (med acce lerom eter) h o ris o n te ll. Därigenom b iir accelerometerns känslighetsaxel oberoende av fordonets röre lser.
Det är v ik tig t a tt v e rtik a lg y ro t monteras stadigt i mätfordonet så a tt fe l i n ic k v in k e l- mätningen ej insmyger sig på grund av osäker m ontering. G y ro t skall monteras h o ri so n te llt - inställn inge n kan justeras med särskilda justerskruvar - och med p ile n i fordonets lä n g s rik tn in g . Anslutningar t i l l gyrot sker med 3 st kontaktdon.
På gyrohuset finns 3 st vippom kopplare:
- " O n / O f f " för inkoppling av matningsspänning - "S tra ig h t/C irc le " för vai av mätsätt
7 " C a l./M e a s ." för val av mätning e lle r ka lib re r ing
V id in koppling av gyrot skall omkopplarna stå i läge " O n " , "S tra ig h t11 och " C a l. " Efter ca 20 min har gyrot uppnått s itt rä tta va rvta l och referensriktning och b lir redo för mätning - antingen "S tra ig h t" e lle r " C irc le " - genom omkastning av om koppla ren "C a l ./M e a s . " t i l l "M easurem ent".
M ätn ing kan pågå i ca 30 sek innan d r ift på grund av jordrotationen e lle r gyrots eg e n d rift spolierar m ätresultatet och gyrot måste stöttas upp t i l l sin rä tta referens rik tn in g igen. Tyvärr är de lodkännande e le k tro ly tlib e lle rn a känsliga även för h o riso n ta la cce le ra tio n e r, v ilk e t försvårar användandet av dem som k o n tin u e rlig lo d övervakare av gyrots ro ta t ionsaxe I v id mätningar i fordon under fa rt.
Försök har visat a tt man med läm plig kom bination av perioder med f r it t gyro och perioder med lodövervakat gyro kan u p p fy lla de uppställda noggrannhetskraven. V id start av mätfordonet kopplas gyrot f r it t m anuellt och körhastigheten ökas i första steget t i l l 30 k m /h . Hastigheten hålls konstant v id denna nivå under minst 60 sek va re fte r gyrot kopplas f r itt igen cch hastigheten ökas t i l l t ex 60 k m /h .
Då den avsedda mäthastigheten - va n lig e n 60 km /h - uppnåtts är den m anuella f r i kopplingen av gyrot avslutad - utom för vissa sp e cie lla fa ll - och den inbyggda autom atiken får överta ansvaret a tt styra systemet så a tt lodövervakningen b o rtkopp las om accelerationen överskrider vissa e xp e rim e n te llt fastlagda värden.
Med omkopplaren för val av mätsätt i läge "S tra ig h t" är gyrot frik o p p la t under det a tt läge " C ir c le " betyder lodövervakat g yro . Denna kontaktkom bination har p a r a lle li- koppiats och fly tta ts t i l l en fyrpol ig C annonkcntakt i gyrohuset, varigenom denna om kopp ling kan fjärrstyras med e tt re lä , som kan styras antingen m anuellt med tryckknapp e lle r från kretsar på e tt kom paratorkort.
Primärsignalen för denna lodövervakningsautom atik kommer från den plattform sm on- terade acceierom etern . Denna signal går först t i l l kort 5 i e le ktro n ike n h e te n . Kort 5 är e tt lågpassfilter med gränsfrekvensen 1 ,5 H z. D ärifrån går signalen t i l l kort 1,
som innehåller en [comparator- och tidsfördröjningskrets. Den n iv å , som utlöser kom paratorfunktion är inställbar med en trim potentiom eter och e tt lä m p lig t värde har visat sig vara nivån 0 ,0 5 g . Tidsfördröjningen är in ställd på 25 sek med h jä lp av fasta motstånd. Funktionen är sådan a tt om en accelerationssignal av tillr ä c k lig va ra ktig h e t och storlek inkommer på komparatorn och utlöser denna kommer kompa- ratorkretsen att h å lla gyrot frik o p p ia t under 25 sek v ia det nämnda re lä e t och där efter å terställa gyrot under lo dövervakning.
Under den tid som gyrot är frik o p p ia t ljude r en summer - kort 4 - för a tt göra b i l föraren uppmärksam på a tt acceleratione n har v a rit för sto r. Från kom paratorkort 1 går även en signal t i l l dataioggern - SKT 23 - där B C D -in form ation för specialkod matas in som en 4 under friko p p lin g sp e rio d e n .
Signalen från m ätpotentiom etern för n ic k v in k e l går t i l l en spänningsföljare, kom bi nerad med e tt lågpassfiiter ( LP—f li t e r ) på ett kretskort i g y ro t. Från detta kort tas även matningsspänning + / - 15 V t i l l mätpotentiom etern och operationsförstärkaren. S ta b ilite te n hos dessa spänningar är av stor betydelse för a tt den önskade mätnog grannheten skall kunna innehållas under den tid och de tem p e ra tu rvä xlin g a r, som gyrot kommer a tt utsättas för under m ätning.
N ic k v in k e ls ig n a le n går därefter in t i l l ett L P -filte r med gränsfrekvensen 0 ,4 Hz på kort 6 i e le ktro n ike n h e te n . Utgången från filt r e t är ansluten t i l l d a talogge rn, kana! 0 2 . Känsligheten är in stä lld t i l l 6 grader = 1000 mV e lle r 2 p ro m ille = 20 mV. N o llä g e t för denna signal kan justeras med de fyra stälIm uttrar varmed gyrot är monterat i b ile n . Båda gyrotyperna kräver lu ftk y ln in g genom k y lflä k ta r för a tt noggrannhetskraven skall kunna innehållas.
7 .6 Hastighetsmätare
På vänster fram hjuisnav finns e tt anpassningsdon e n lig t fig u r 5 m onterat. En v in k e l- v ä x e l, fa b rik a t K ienzle TWG1 av äldre typ med gängade ga ve lstycke n , modifierades
så a tt nylonkugghjul byttes mot ståikugghjul och en ny axel tillv e rk a d e s med en u t skjutande axeiände ca 15 mm. Denna axelände fixeras med en stoppskruv i anpass-
7 .7
skruvmejsel ändar överför rotationen t i l l en adapter, K ie n zle TCM 1, med u W äxling s- förhållande e n lig t fig u r 6 . Adapterns sekundäraxel d riv e r en hålskiva e n lig t fig u r 7 .
I sekundäraxelns förläng ning är en tachometergenerator monterad och kopplad t i l l axeln med en gummislang.
T.achometergeneratorns data:
Typ: SB “ 740 B - 1 , Servo - Tek, USA
Svensk reprB3entant: Standard Precision Instrument T e l: 0 8 /1 8 33 03
Utspänning: 2 0 ,8 V D .C . / l 000 rpm S ta b ilite t: 0,1 %
L in e a rite t: 0,1 % R ipple: M indre än 2 %
Resistans: ca 1000 ohm vid 25 grader Celsius Temperatur in fly ta n d e : ca 0,01 % per grad Celsius
D rift: M indre än 0,1 %
Borstarnas livslängd uppskattad t i l l mer än 150 000 h.
För a tt undeHätta konstanthållning av bilens hastighet v id mätning valdes en h a stig - hetsmätare med d ig ita l presentation av hastighetsvärdet med upplösningen 1 k m /h . Mätaren består av en d ig ita l panelvoltm eter 0 - 2 0 V , fa b rik a t Weston, mod 1260, som placerades i bilförarens s y n fä lt.
Målområde: 0 - 1 99 km /h
Panelvoltmetern får insignal från tachom etergeneratorn. Bakom instrumentets fro n t sitter trlm potentiom etrar för justering av noiivärde och hastighetsangivelse.
Hastlghetssignaien tas även ut över ett passivt iågpassfiiter t i l l dataloggern, kanal 05, där den finns t i I Igäng i ig för registrering om så önskas.
Längdmätare
Den i fig u r 7 visade hålskivans ro ta tio n avkänns av e tt in d u k tiv t pulsdon, typ NJ 10 E från: AB Elektron Telekom ponenl, te l: 0 8 /9 4 93 00. Puisdonet matas med 12 V likspänning från e tt kraftaggregai 1C N 4, som ingår i iängdräkneverket, fig u r 9 .
7 .8 7 .8 .1
U tv ä x lin g och skivans håldelning är valda så a tt två pulser per meter a v ru ila d vä g längd erhålls med däcksutrustning: M ic h e lin X Z Z , dimension 7 . 5 0 - 1 6 X , lu fttry c k
2
3 ,0 kp/cm . Dessa pulser är kopplade t i l l kort 3, fig u r 8 i e le ktro n ike n h e te n . Efter divisio n med två går signalen t i l l e tt längdräkneverk, figur 9 , med BCD-kodade utgångar: 1 - 2 - 4 - 8 . För automatisk registrering av tillry g g a la g d vägsträcka efte r en m ätning, kan dessa utgångar anslutas t i l l en kopplingskrets, "In te rfa ce IN 1 1 ", p la cerad i hålremsstansen. Denna registrering utlöses genom en särskild tryckknapp på längdräkneverket, då knappsatsen är in ko p p la d . N o lls tä lln in g av längdräkneverket sker med en tryckknapp på knappsatsen.
Från kort 3 erhålls också stanskommando efte r passage av 5 , 10, 20 e lie r 50 meter vä g lä n g d .
D atalogg er, Dart
Allm änna sp e cifika tio n e r
T illv e rk a re : E lectron ic Associates L im ite d , Burgess H ill, Sussex England
Svensk representant: EAd, Electronic Associates AB, Hagavägen 14, 171 53 Solna, te l: 08 /8 2 40 96
Dart datalogger är e tt kompakt, fle x ib e lt och b illig t dataregistreringssystem med f ö l jande s p e c ifik a tio n :
Ingångar: Utbyggbar i grupper om 10 upp t il! 100 kanaler
S ig n a lin k o p p iin g ; 3 -p o lig , varav 2 ledare är signal och en ledare a k tiv jord med h jä lp av tungreiäer
Störsignal från tungrelä: M indre än 10 m ikro vo lt
Mätområden: 0 t il i +/*• 10 mV, 100 mV, 1 V , 10 V e lle r 100 V v a lb a rt ge nom tryckknapp på panelen e lle r programbord med programpinnar
Ingångsimpedans: Minst 10 Megohm
Kanalavsökning: Kanalavsökningen kan startas med tryckknapp på panelens framsida e lle r genom yttre s ig n a l, den första och sista kanalen i en avsök- ningscykel väljs med tum hjuisom kopplare.
Avsökningen kan ske på tre sätt:
-M a n u e ll avsökning, en kanal i taget för v a rje manuell åtgärd - En avsökningscykel m ellan de kanalnummer, som inställts på tu m -
-K o n tin u e rlig avsökning, upprepad c y k lis k avsökning m ellan de ka n a l nummer, som inställts på tum hjulsom kopplaren.
Avsökningshastigheten kan väljas m ellan: - 1 k a n a l/l 0 sek
- 1 ka n a l/se k
- 100 kana ler/sek (M a x . hastighet)
A n ajog/D jc) ita l -_omvandI ing ( A / D - omvand I incj_)
Den analoga signalen förstärks först t i l l hög nivå genom en d iffe re n tia l-d a ta fö rs tä rk a - re , va re fte r A /D -o m va n d I ing sker genom en successiv app ro xim ationsteknik, som har fördelen av snabb om vandlingstid - 5 ms- och hög upplösning.
M ätneggrannhet: + / - 0 ,0 5 % av fu ll skalutslag + / - 1 d ig ita l enhet L in e a rite t: , Bättre än 0 ,0 2 %
Lån g tid sd rift: 5 m ikrovolt per grad Celsius A vlä sn in g : Fyra s iffro r, 0000 t i l l 9999
P o la rite t: M inustecken s y n lig t. Positiva signaler markeras ej på något s ä tt.
System C /MR - undertryckning: Mer än 100 dB
Programmering: I det enklaste systemet finns 10 program m öjligheter, som medger
in d iv id u e ll programmering av upp t i l l 10 m ätkanaier. V a rje pro gram kan utföra:
- V ä lja mätområde
- Hoppa över kanal (s k ip ) - V ä lja alarm nivå
- V ä l ja Iineariseringsfunktion
Programmet v ä ljs på ett programbord med 10 rader och 10 positioner i va rje ra d .
Funktionen b lir va ld genom in sticknin g av en programpinne i hå le t för önskad fu n k tio n .
Ser ieomvand lare_
Denna enhet omvandlar den p a ra lle lla datainform ation som finns i A /D -o m va n d la re n tillsammans med annan intressant inform ation t i l l serieform . Upp t i l l 16 rader är m öj lig a i o lik a valbara koder. Koden sätts upp på e tt try c k t kretskort med h jä lp av ö v e rk o p p lin g a r.
7 . 8 . 2
De 16 raderna kan fördelas e n lig t fö lja n d e : - max. 6 sp e cie lla tecken
- max. 8 numeriska tecken - 4 k lo c k -te c k e n
De spe cie lla tecknen ken ha betydelsen va gn re tur, kommatecken e tc .
F IA -syste m e t använder A ig o lfle x - kod i 7 stansrader e n lig t: - + /~ , där + betyder tom remsa och minus ger ett stanshål - tusentals-siffra
- hundrata ls-siffra - tio ta is -s iffra - enta is-sifrra
- spec ial kod för händelsemarkering m m - vagnretur (C R )
Inform ationen registreras på en hålremsstans F acit 4070 med den maximala re g is tre - ringshastigheten 75 rader/sekund.
A rb e tsm iljö : Temperatur + 5 t i l l + 4 5 grader Celsius upp t i l l 8 0 % re la tiv fu k tig h e t. (Under förutsättning a tt kondensation ej in trä ffa r)
Effektbehov: 220 V , 50 H z, 50 V A
Dimensioner: 50 x 45 x 62 cm
V ik t: ca 45 kg
Systemfunktion
I anslutning t i l l blockschem a, fig 10, skall systemets fu n ktio n i korthet beskrivas.
-?i9 22 [beha nd I ing
Analoga ingångssignaler matas in på ingångsreläer, som kontrolleras av signaler från kanalavsökningssystemet. Den utvalda analoga signalen förstärks sedan innan A / D omvandling äger rum . Den analoga signalen kan filtre ra s , lineariseras e lle r gå genom en alarmkrets innan den når A /D -o m v a n d ia re n .
I^an_aj a vs r ■ k n incj_
Denna kontrolleras av:
1 . V a le t av den första och sista kanalen i en avsökningscykel
2 . M anuell stegning mellan närliggande kanaler med h jä lp av "M a n u a l" och "O p e ra te " - tryckknapparna på panelens fram sida.
£J3J£2 0^ L'D9-.
H ö g -n iv å A /D -o m va n d l ing genom succesiv approxim ationsteknik har använts för a tt garantera hög upplösning och goda stabi! itetsegenskaper. A /D -o m v a n d l ingen levererar p a ra lle l! d ig ita l datainform ation för den valda kanalen och ger sam tidigt signaler t i l ! en d ig ita l s iffe rta b lå , där värdet kan avläsas.
;?5‘I L' n3
Data i p a ra ile lIfo rm matas in i en seriekrets, som omvandlar p a ra lle llfo rm a te t t i l l e tt serieform at och lägger t i l l adressdata m m.
_föjr _hå irernss tans
Data i serieform för den valda kanalen matas v ia e tt drivsteg för anpassning t i l l en hålremsstans F acit 4070.
K o n tro llsig n a le r och synkronisering
Signaler för "D ata k la ra " och "D ata färdiganvända" utväxlas m ellan kanaiavsök- ningskretsen och A /D -o m v a n d ia re n , mel ian A /D -om vandlaren och seriekretsen och m ellan seriekretsen och hålremsstansen, Dessa signaler garanterar korrekt syn kro n i sering av a lla omvandlingsprocesser, s p e c ie llt v ik tig är sig n alutb ytet m ellan d riv s te get och hålremsstansen, som svarar för a tt systemet arbetar med en hastighet, som är avpassad t i l l den täm iigen långsamma registreringsutrustningen.
7 . 8 . 3 Systembetjäning
A nslutning av data ingångar
Ingångsanslutningen är 3 -p o lig för va rje k a n a l. 10 kanaler är sammanförda t i l l en gr-*p| och har gemensam anslutningskontakt med stiftnum rering e n lig t:
A 1 : Bj : C 1 ; A 2 : B2 : C 2 > A ^ osv
A nslutning skall göras e n lig t:
S tift A Ingång ( - )
" B Ingång ( + )
11 C Skärm ("S kyddsjord för m ä tsig n a l") Kanal nummer 0 representeras av s tift index 1
ii i ii ii ii 2
2 " " " 3 osv
^£OQr_ams^stem__
Programmeringsbordet har 10 rader med 10 p o sitio n e r. De v e rtik a la kolumnerna repre senterar kanal “ adresserna 0 t i l l 9 och v a rje kolumn utgör e tt program, som kan utväljas genom in stickning av en läm piig kom bination av program pinnar.
De horiso ntella raderna representerar fö lia n d e fu n ktio n e r;
Position Funktion 1 Skip (hoppa ö ve r) 2 Mätområde 1 3 " 2 4 " 4 5 Alarm 1 6 " 2 7 " 4
8
"8
9 Linearisering 1 10 " 2I nstäjjln irig_av jJ<^ta]oggems_kon^ro2 jer_
K ontrollerna på dataloggerns framsida skali ställas e n lig t: - "O p e ra te "
- "Reset" - "Record" - "First chan nel" - "Last chan nel" - "Channel in te rv a l"
- "C a lib ra te " - "F ilte r O u t" - "ADC Range"
- "M ains O n "
K o n tro ile r på dataloggerns baksida: - " O ff/P r in t" Ej in try c k t In try c k t Ej in try c k t Ställs in efter önskan t ex 2 - 7
a / För manuell k o n tro ll, använd tryckknappen: "M a n "
b / För automatisk k o n tro ll: v ä lj lä m plig t avsök- n in g s in te rv a ll. "M a x . Rate" ger en hastighet, som beror av registreringsutrustningens snabbhet, dock max. 100 kanaler/sekund
Ej in try c k t
In try c k t om f il tre rin g ej önskas
V ä lj lä m plig t motområde med tryckkn a p p , vanl igen 10 V
In try c k t
S täll på " O ff "
S täll på "Punch & ASR" - "G ff/p u n c h 8 ASR"
Systemet är härigenom fä rd ig t för mätning under manuell e ile r automatisk k o n tro ll.
Man ue H_^s temjko ntroj I
Detta arbetssätt används huvudsaklingen för begynneisekontroll av system ingångar och stansutgången och vä ljs genom in tryckn in g av tryckknappen märkt " M a n " . Systemet kommer att stega fram en kanal i taget för va rje gång som "O p e ra te " knappen intrycks med början v id den på tumhjulsomkopplaren "First ch a n n e l" inställda kanalen. När numret i "Last ch a n n e l" - tumhjulsomkopplaren har nåtts, kommer nästa steg a tt börja om från början igen.
Om programmeringsbordet har någon programpinne i s k ip -p o s itio n , kommer motsvarand mätkana! a tt hoppas ö v e r. Observera a tt “ Last channel "-num ret får ej vara en s k ip - adress, ty då förhindras genereringen av “ Last channel "-kom m and ot.
A v lä s n in g av ingåncjsstorhet
V c rje utvald kanel ingång kan avläsas på s iffe rtc b lå n . Mätområdet beror av det try c k - knappinstäiida värdet inom "ADC Range^-gi uppen. En avläsning av te x 8864 med 10 V området in try c k t betyder en ingångsstorhet av + 8 ,8 6 4 V på den valda kanalen. N e g a tiv p o la rite t indikeras ev e tt m inustecken, positiv p o la rite t indikeras av frå n varon av te cke n .
A v I äs m ng_av j j tcj å ngsstorinet
Om tryckknappen "Record" trycks in kommer d ig ita l utgångsinformation a tt mates t il! hålremsstansen och registreras där. Sam tidigt kan den avläsas på den d ig ita la s iffe r. tablån genom in tryckn in g av "O p e ra te " knappen.
En avsökningscykel
Som e tt a lte rn a tiv t i l l manuell stegning av m ärkanaierna, kan hela avsökningscykeln sättas i gång för en genomsvepning av märkanaierna genom a tt:
1 . Tryck in "Reset" knappen och därefter "S ingle Scan" knappen.
2 . V ä lj lä m p lig t avsökningshastighet med knappen "Channel In te rv a l" te x "1 sec"
3 . Tryck in "O p e ra te " knappen.
Systemet avsöker nu autom atiskt med den valda hastigheten det inställda k a n a lin te r- vaH et och hoppGr över de kanaler, som är programmerade a tt hoppas ö v e r. Aven här kan knappen "Record" användas för en siLferrablåavläsning innan knappen "O p e ra te " v e rkstä lle r re g istre rin g . Hela förloppet upprepas va rje gång "O p e ra te " knappen trycks i n .
J us te n n g _av_ s if fe n a b] å n
Det kan någon gång vara nödvändigt a tt justera n o li- och fu lls k a le -v is n in g e n hos siffet ta b lå n . Förfar då e n lig t:
- Tryck in "M o n ito r in p u t"
- T r y c k in "Set Z e ro " knappen och ko n tro lle ra a tt visningen b lir 0000. Om inte kan detta värde ställas in med h jä lp av en "Z e ro " potentiom eter.
- Tryck in "Ser F .S ." knappen och notera värdet på s iffe rta b lå n . Det skall för denna datalogger vara 8839. Om värdet inte stämmer kan det justeras t i l l överensstämmels* med en potentiom eter, märkt " F „ S , " .
Dataloggern visas i fig 11 .
7 .9 Hålremsstans F acit 4070
Facit 4070 är en kompakt, tystgående hålremsstans, som arbetar med m axim alt 75 ka ra k tä re r/s e k . Den består av tre huvuddelar:
- stansnings- och matningsenheien
- håiremsförråd och rnottagarspole med d rivning - ko n tro ll kretsar
Den första enheten, som är lä tt u tb ytb a r, innehåller en motor för stegvis frammatning av remsan genom e tt capstan-drev samt en stansmekanism med elektrom agnetdrivna stanspinnar. Endast ett fåta l rö rlig a delar har använts för a tt reducera behovet av se rvice . Den stansade remsan kan spolas upp på en rnottagarspole. E lektroniken är uppbyggd på try c k ta kretskort med m ikrokretsar. På stansens ovansida finns ko n tro lle r för
- "Power O n " för in ko p p lin g av nätspänning
- "DC O n " " " " ir.tern Iikspänningsmatning
- "Ready" Lampa, som indikerar a tt intern DC är t i l l
- "Tape Feed" T ryckknapp, som matar fram ren remsa
- "E x t" Kan användas för signalering t i l l in k ä lla n
- "E rro r" Lampa, som lyser v id remsavbrott e lle r klämning
- "Feed Holes" T ryckknapp, som matar fram remsa med d rivh å l
- "Tape Low" Lampa, som indikerar begynnande brist på remsa Tänds lampan v id 5 m in te rv a ll räcker remsan ca 3 km
« « " 10 m 11 " 11 ca 5 km
Spec ifik a t ion ;
4 - 1 0 steg
2 5 ,4 mm + / - 0,1 mm 0 ,0 8 - 0 ,1 1 mm
ISO standard papper, mylar e lle r plast ca 300 meter e lle r 120000 rader
432x 22 0 x 1 90 mm. V ik t: 13 kg Bakåtstegning Remsbredd Remstjocklek Remstyp Förråds kapac ite t Dimensioner: I nsignaler
S igna ler, som är kortare än 10 mikrosekunder v id 6 V a m p litu d , betraktas av systemet som en störning och föranleder ingen åtgärd. För ö v rig t g ä lle r:
Stanskommando:
D atasignal:
M atn ing sriktning:
U tsignaler:
M inst 0,1 ms puls in i 2 ,2 kohm Logisk 1: + 3 ,5 t i l l + 1 2 V S tig tid : Max 10 m ikrosek. Log isk 0: - 12 t i 11 + 1 ,5 V
M in . pulslängd 200 m ikrosek, in i 22 kohm för kanal 1 - 8 Kanai 9 - för matningshåi - m in. 22 kohm
Samma lo g ik v illk o r som ovan Framåt = logisk 0
Bakåt = logisk 1 in i m in. 2 ,2 kohm Pulslängd m in. 200 mikrosek.
"Punch Ready" = stans k la r. Från logisk 1 t i l l 0 när in fo r mationen är lagrad i re g istre t.
Från logisk 0 t i l l 1 när stansningen är k la r. Logisk 1 = + 6 V över 1 kohm
" 0 = M a x . + 0 ,4 V M a x . 10 m A .
"Tape Low" = brist på remsa. Från logisk 9 t i l l 1, när denne signa! genereras, där 1 = 6 V från tungrelä
M a x . 10 m A .
"Error" = fel på remsan
Från 0 t i l ! 1 när signalen genereras, där 1 = + 5 V v id 3 mA över 100 ohm 0 = M a x . + 0 ,6 V v id 1 mA
K ra ftfö rsö rjn in g : 2 2 0 V + / - 1 0 % , 50 H z, 5 0 - 2 0 0 W
La dd n incj_ a v_st a n sen m edjiålrem sa
1 . För drivm otorn åt sidan och tag bort uppspolningshjulet.
2 . För utjämningsarmen t i l l vänster så a tt den fastnar mot m agnetfästet. 3 . Släpp på bobbin-spärren på m a ta rh ju le t.
4 . Drag ut ca 2 m remsa från ru lle n och placera ru lle n på m atn ing shjulet. K o n tro lle ra a tt remsrullen ligger an mot m atningshjulet o rd e n lig t. 5 . Lås fast remsrullen o rd e n tlig t v id m atningshjulet genom a tt trycka ned
låsningen.
6 . För remsan runt lö p h ju le n .
7 . För ned remsan i sin bana förbi kn iva rn a . G a ve ln kan fällas fram något för a tt
underlätta inpassningen. Drag remsan fö rb i spänningsutjämnaren, som dras ut i lä g e . Fäll tillb a k a utjämnaren ! utgångsläget.
8. För drivm otorn åt sidan och sätt tillb a k a uppspolningshjuiet.
9 . Om hålremsan skal! spolas upp skall brytaren för drivm otorn stå i position 1 . I position 2 är motorn frånslagen.
10. Linda remsan runt hålremsbyten.
11 . Linda upp remsan några varv medsols på bob bin , så a tt remsan sträckes och lås fast bobbinen o rd e n tlig t på uppspolningsh ju ie t.
12. K o n tro lle ra a tt drivm otorn arbetar medsols. Uppspolningshjulet kan fås a tt ändra rik tn in g genom a tt slå om om kopplingen. Position 1 är medsols och position 2 motsols.
13. Siå t i l l brytaren POWER O N .
14. Slå t i l l DC O N och ko n tro lle ra a tt lamporna READY och ERROR lyser.
15. För utjämningsarmen t i l l höger t ills ERROR slo ckn a r. H å ll armen i denna position och try c k in TAPE FEED. Släpp armen när håiremsan sträcks. H å ll TA.PE FEED
in try c k t några sekunder och ko n tro lle ra a tt ERROR fö rb lir s lä c k t.
Stahsen är nu laddad för att ta emot d a ta .
Stansen skali "uppvärmas" ca 30 min innan mätsignaier registreras. Innan mätningen påbörjas skall stansen provköras genom a tt FEED HOLES hålls nedtryckt i ca 3 sek och därefter CODE HOLES i ca 5 sek. K o n tro lle ra då a tt sam tliga knivar a rb e ta r. Se vid are ch e cklista 5 .
V id ungefär var 20 remsrulle skall remsan kontrolleras med den m edföljande d e ln in g s - s tic k a n .
Lägg då en b it remsa med "CODE HOLES" över delningsstickan. Överskrids de t i 11 — låtna toleranserna skall F acit service kontaktas. Någon ytte rlig a re m ätning får inte
företas då datorn i så fa il inte kan acceptera remsan.
N_åcj_ra_y ikHac j^unkter
Lyft a ld rig stansen i uppspolningsh ju le t.
Om FIA-systemets huvudströmbrytare siås från slocknar lampan READY och stansens interna strömförsörjning bryts. Stansen återstartas, när ström åter finns tillg ä n g lig t, genom a tt trycka på DC O N .
Fel på hålremsan kan medföra a tt ERROR tänds.
Fel i matning och remsfe! upptäcks oftast genom förändringar i stansens rytm . Täck a ld rig över ve n tila tio n sh å le n på stansens sid a.
Rengör stansen från damm och pappersfragment med jämna m ellanrum . Ainvänd pensel och try c k lu fr.
T ryck a ld rig på TAxPE FEED när stansen stansar.
För y tte rlin a re inform ation hänvisas t ' i i :
"F a c it 4070 Tape Punch Technicai D escription"
Mon_ter Q
Stansen har monterats vibratiortsdäm pat i en ljuddämpande trälåda på e tt järnstativ bakom b ilfö ra re n .
Med denna placering kan förcren ej observera stansens varningslam por. Dessa fu n k tione r har därför fly tta ts ut och placerats under hostighetsm ätaren„ För a tt anpassa de nya lamporna t i l l stansen har en mikrokrets - Am elco 302 CJ - safts in;,som b u ffe rt på kretskort 4 fig u r 12, i e le k tro n ike n h e fe n . Varningslampan "Error" lyser om remsan har gått sönder e lle r om dsn är för hårt s trä c k t. Varningslampan "Tape Low" varnar för begynnande brist på remsa. Då lampan "E rror" tänds kommer stans ningarna a tt upphöra, varför man måste kontrollera om hela stanssekvensen (7 rader) har stansats e lle r e j.
Från dataloggern matas B C B -in fo rm a tio n t i i l stansen som härur producerar en 8-kanals hålremsa i A lg o lfle x kod., Remsan kan matas fram utan uppspoining, va rvid uppspol- ningsmotorns omkopplare - märkt 8 - skall vara i läge 2 , dvs ifrån m otorn. Remsan kan även matas fram t i l l uppspoining, va rvid motorns omkopplare skall vara i läge 1, dvs mot m otorn. Härvid bör tillse s a tt hålremsan passerar v ia "Loop C o n tro lle r" ,- märkt 7 - , för a tt m öjliggöra operationen back med u tp lå n in g . M a xim a lt 10 steg bakåt kan tillå ta s . Tryckknapp för denne operation är monterad på knappsatsen. Här finns även tillh ö ra n d e e le k tro n ik monterad på e tt kretskort.
V id insättning av ny ru lle hålremsa skall armen - märkt 3 - föras mot magneten och med ca 2 m fr i remsa avdragen kan ru lle och remsa monteras. En ny ru lle remsa räcker för 170 km mäfsträcka v id e tt stansinterval! av 10 m.
V id behov av service: F a cit S e rvice , Stockholm 0 8 / 23 75 8 0 / 295 In g , Franzén
7 . 10 Kopplingskrets mel ian lä ngdmäfare cch re g istreringsufrustnjng
Hålremsstansen har kom pletterats med e tt s p e c ie llt interface - IN l l - av fa b rik a t M o d u l. IN l l är uppbyggt på e tt kretskort och sitter monterat i ett fack i botten av stansen. Längdräkneverkets BCD-utgungar är anslutna t i l l IN l l för a tt m öjliggöra automatisk insransning av tillry g g a la g d vägsträckc och därigenom e lim in e ra de fe l, som kan uppstå v id manuell instansning av denna inform ation v ia knappsatsen.
k Q b
På e tt yttre kommande avsöker IN l l de anslutna BC D -signalerna, kom pletterar dem med te x p a r.te tsb it, samt inmatar dem siffra för s iffra t i! i stansen för utstansning. Data
Ingång: M a x , 15 siffrors B C P -inform a iion i p a ra lle llfo rm med nivåerna "1 " = + 3 t i l l + 8 V
"0 " = - 8 t i l l + 0 ,5 V
Startkommando: 1 . Hög TTL-nivå för r 'a r t,,m e r än 10 kohm 2 . Låg T T L - n iv å ... "
Slutning t il! + 5 V e lle r jord kan också användas
Utgångar: 2 separata utgående sig n a le r, som indikerar a tt stansning pågår:
1 . Hög T T L-nivå under stansning 2 . Låg TTL-nivå " "
7.11 Knappsats
Knappsatsen består av tre d e la r. Den översta delen används för att ge tillä g g s in fo r mation p a ra lle llt med m ätsignaien. Den in n e h å lle r:
- 4 indikeringslam por, som lyser då respektive fu n k tio n är a k tiv e ra d .
- 4 tryckknappar för in tryckn in g a v p a ra lle l!inform ation ! sk specialkod e n lig t: " 3 I!, används för a tt markera händelser, som kan tänkas påverka m ätresultaten. " 1 " , används för a tt markera a tt 10 m v c g in re rv a ll har inställts på in terval Iv ä lja re n . " 2 " , används för a tt marl-era a tt 20 m v ä g in te rv a ll har inställts på in terval Iv ä lja re n . " 4 " , får a ld rig användas i system F IA , Koden har betydelsen kvadrantläge för F IA /H
"O'1, används för att markera a tt 5 m v ä g in te rv a ll har inställts på in te rv a llv ä lja re n .
Tryckknapparna 1, 2 och 4 är skyddade av en plexiglashuv för a tt förh ind ra en o a v s ik tlig utlösning av knappfunktionen.
Den m ellersta delen av knappsatsen innehå lie r tryckknappar för tecknen 0 - 9 , minus te cken, p u n kt, CR som betyder vagn re tur, en omärkt tryckknapp som har funktionen Tape Feed, dvs frammatning av tom remsa med styrh å l, SR som betyder mellanslag (används ej i system FIA ) samt > som har g iv its betydelsen e tt postskiljande tecken 9999. Dessutom finns en v ä lja ro m ko p p la re , som v ä lje r om inform ationen t i l l stansen skall komma från knappsatsen e lle r från datalogge rn.
V idare finns en tryckkna pp, märkt "B a c k ", som används v id ko rrigerin g av felstans nin g a r. V id en nedtryckning backar remsan en rad och raden överstansas. M ö jlig h e t att backa 10 rader fin n s. Har man s la g it en siffra fe l v id t ex stansning av en e tik e tt måste man stega fram en rad genom a tt använda den omärkta tryckknappen och där efte r trycka in ” Backknappen" så många gånger som behövs för a tt utplåna fe le t. För att förh ind ra o a v s ik tlig utplåning har tryckknappen försetts med en mekanisk spärr.
Tryckknappen, märkt " N o ll" används för n o lls tä lln in g av längdräkneverket, som sitte r i d a talogge rn.
S lu tlig e n finns det längst ned en tryckkn a p p , som används v id manuell frik o p p lin g av v e r tik a lg y ro t.
7 .1 2 Kom paratoreiektronik
Den av vä g in stitu te t utveckiade e le ktron iken t i l l systemet är uppbyggd på 6 st k re ts k o rt.
Figur 8 visar pulsformande och dividerande kretsar för anpassning m ellan pulsgivare, in terval Ikrets och längdräknare, kretskort nr 3.
Signalen kommer in på s tift 10 och puisformas t i l l 1 ms av ena halvan av 1C 1 .
Efter d ivisio n med 2 i !C 2 går signalen v ia s tift 8 ut t i l l e tt längdräkneverk, fig u r 9. I in te rv a ll kretsen sker y tte rlig a re d ivisioner - inställbara med h jä lp av en omkopplare e n lig t fig u r 3 - och slu tresulta tet b lir e tt stanskommando från s tift 11 då det inställda värdet - 5 , 10, 20 e lle r 50 meter - har uppnåtts genom pulser från pulsdonet på det vägmätande fra m h ju le t,
Stanskommandopuisens bredd är norm alt 4 m illisekunder då ordern kommer v ia 1C 4 och en 1 /2 1C 1 men endast 2 m illisekunder då stansorder utlöses genom s tift 19.
Figur 9 visar längdräkneverket, som är uppbyggt av moduler:
- 6 st kaskadkopplade fram räknem oduler, 1C i l med s iffe rin d ik a to re r, med ingång på den första dekaden - entalssiffran - på s tift 12, varefter 10-ta isö ve rfö rin g e n sker m ellan s tift 4 t i l l 9 på de fö lja n d e dekaderna
- pulsformarsteg 1C 03
- förvalsförstärkare !C 31 för n o lls tä lln in g v ia en förut nämnd tryckknapp på knappsatsen.
Figur 12 visar kretskort nr 4, som in n e h å lle r:
- två buffertsteg, 1C 1, för matning av varningslampor för "Tape lo w " och "E rror" - en o s c illa to rk re ts , 1C 3, med drivsteg för en hög ta la re . Kretsen tjänstgör som en
summer för a tt göra b ilfö ra re n uppmärksam på att v e rtik a lg y ro t är frik o p p ia t. In signal kommer från kort 1 in på s tift 5 och från s tift 6 tas signalen ut t i l l en hög talare
- en datakrets, 1C 2, som får insignal v ia s tift 2 från knappsatsen. Insignalen är en order att stansa 4 st n io r, som används som e tt postskiljande te c k e n . På s tift 12
inkommer klarsignal från stansen, på s tift 1 utgår starisorder och över s tift 10 utgår den önskade kom binationen 9999.
Figur 14 visar kretskort nr 1, som innehå lle r kretsar för absolutvärdesbildning, OP 1 och OP 2, en komparatorkrets med instäilbar omslagsnivå, OP 3 och V 1, och utgång över relä K 1 samt en tidskrets med utgångar över reläerna K 2 och K 3 .
På s tift 16 inkommer accelerom etersignal från v e rtik a lg y ro ts plattformsmonterade acceierom eter över e tt lå gpassfiite r, kort 5 . O porationsförstärkarna OP 1 och OP 2 b ild a r tillsammans en absolutvärdes krets för a tt göra komparatorn känslig för både acceleration och re ta rd a tio n . Utsignalen från absolutvärdeskretsen jämförs i en komparatorkrets, OP 3, med en över potentiom etern R 10 (p la ce ra d längs ena lång sidan av k o rte t) instäilbar referensnivå - lä m p lig t värde har visat sig vara 0 ,0 5 g - och då nivåerna b lir lik a slår komparatorn om och utlöser över e tt transistordrivsteg, V 1, re lä fu n ktio n e n K 1 . Denna fu n ktio n startar en tid k re ts , vars tidskonstant be stäms av R 15 och C 2 , som här är valda så att re lä K 2 lig g e r draget under ca 24 sekunder. Därigenom drar även re lä K 3, vars kontakter frik o p p la r gyrot under den tid K 2 och K 3 är dragna. En yttre tryckknapp för frik o p p iin g av v e rtik a lg y ro t är inkopplad över s tift 20 och 18. En slutning av denna tryckkna pp har samma verkan som slutningen av K 1 . Ö ver s tift 2 utgår ordersignal t i l l summerkretsen och över s tift 14 utgår spec ial kod för a tt markera a tt gyrot är frik o p p ia t. Signalen kan även användas a tt, e v e n tu e llt v ia e tt re lä , starta en d ig ita lk lo c k a så a tt föraren kan se hur lång tid han har kvar a tt utföra hastighetsändringar.
Kretskort nr 2 , fig u r 15, visar en liknande kom paratorkrets, utan absolutvärdesbild nin g , för om vandling av signalen från kvadrantmarkeringens fototransistor t i l l en specialkod 4 på rad 6 . Insignal på s tift 13 och utsignal på s tift 2 .
Figur 16 v ira r inkopplingen av lysdioc och foto transistor. Spänningen + 15 V tas från gyrots posit iva f stabiliserade spänning.
Figur 17 visar kodkortet för A lg o lfle x k o d i dataloggern och fig u r 18 visar hur d a ta lo g g e r s programkorr är ko p p la t.
Figur 19 visar kretskort 5 och 6 , innehållande a k tiv a lågpassfilter för a c c e le ra tio n s - signal och n ic k v in k e ls ig n a l.
8 BR U K SAN VISN IN G
8.1 Allm änna skötselanvisningar
Fordonet skoll hållas i gott skick och servicebestämmelserna följas noggrannt. S p ecie ll uppmärksamhet skall ägnas åt batteriernas laddningsti!Istånd, lu fttry c k e t i däcken samt stötdämparnas t ii istånd.
G_yroinstrumenten bör å rligen iämnas t i l l service hos fabrikanten och efter detta ka lib re ra s.
De sätts därvid upp i en speciell stä lln in g på e tt rundmatningsbord med vars h jä lp kända v in k e l ändringar kan företas och registreras. Även kvadrantmarker ingens lägen bestämmes v id denna k a lib re rin g . Figur 2 2 - 2 5 visar exempel på kalibreringskurvor för gyroinstrum enten.
8 .2 Start av mätutrustningen
M ätutrustningen startas i e n lig h e t med ch e cklista 1 (fig u r 20) före mätning av h o ri sontalkurvatur och i e n lig h e t med ch e cklista 2 (fig u r 21 ) före mätning av v e r tik a l kurvatur .
Digitalhastighetsm ätarens sifferrör skall v id tills la g av huvudströmbrytaren om edelbart tändas. S kulle de inte tändas betyder det a tt omformaren inte startat och strömmen måste om edelbart brytas. G ör e tt n ytt startförsök e fte r någon m in u t. Bryts inte ström
