汽车安全检测线废气排放数据采集与处理系统

摘　要：针对汽车安全性能检测线中，汽油车废气排放性能的检测问题，采用模拟量输出接口及RS232串行通信接口两种方式，设计并实现了一种实用的数据采集与处理系统。对该系统的结构、工作原理及其关键技术进行了介绍。

关键词：汽车检测线；废气排放性能；检测；模拟量输出接口；串行通信

1　引　言

汽车的安全性能检测是预防车辆行车事故的重要手段。按照国家有关规定，汽车安全性能检测项目包括：

（1）外观及底盘的技术状况检查；

（2）汽油车HC，CO，CO2，NO，O2废气检测；

（3）柴油车排烟浓度检测；

（4）喇叭声级检测；

（5）车速表检验；

（6）前轮侧滑量检测；

（7）前照灯配光特性检测；

（8）轴荷（轮荷）量检测；

（9）制动性能检测。

采用汽车安全检测设备对汽车的安全性能9个项目集中进行检测的全套设施称为汽车安全检测线。由微机监测与控制的汽车安全性能自动检测线，可以提高检测效率和检测参数的精度，减少操作人员，降低劳动强度，并能正确处理各种文件、表格，对检测结果按国标进行自动评判和打印输出，从而避免人为因素对检测数据准确性的影响，提高检测数据可信度。

本文主要针对汽车安全检测线中，汽油车废气排放性能的检测及其与检测线的联网通信问题，设计和实现了一种实用的数据采集与处理系统，对该系统的结构、工作原理及其关键技术进行介绍。

2　系统结构与工作原理

系统结构原理框图如图1所示。

本系统由检测线主控计算机、工位控制计算机、废气分析仪、打印机及LED显示灯阵组成。检测线主控机负责整个安全检测线全部检测项目的调度、管理、检测节拍控制及数据的汇总、统计与打印任务；工位控制计算机负责与前端废气分析仪的数据采集、处理与通信任务，并将本检测工位全部项目的检测结果数据通过网络传送给检测线主控机；废气分析仪是一种采用不分光红外吸收法原理的气体测量仪器，专门设计用于测量机动车汽油发动机排放废气中的CO及HC塞时自动报警等功能，并以模拟量输出接口及RS232C数字串行通信接口两种方式向工位控制计算机传送数据；LED灯阵用于显示检测过程和检测结果数据。检测过程中对驾驶员的操作引导是由计算机控制LED灯阵显示相关提示信息的方式来实现的。

3　模拟量端口的数据采集与处理

3．1　信号调理放大

在本系统中，工位控制计算机获取废气分析仪检测数据的方式有两种，一种是通过模拟量端口获取数据，另一种是通过数字量端口获取数据。对于废气分析仪的模拟量端口，其输出的模拟信号一般为0～100 mV，信号比较弱，采用常规的信号处理方法无法进行远距离传输，需要对其进行调理。本系统对废气分析仪输出模拟信号的调理主要是采用放大、滤波及抗干扰处理，使之达到计算机数据采集板所需的标准0～10 V电压信号。信号调理电路原理如图2所示。该调理电路的主要元件是美国BB公司的精密仪表放大器INAll4，其特点是低噪声和极低的非线性(0．003％)，高共模抑制比CMRR＝120 dB（G＝1 000），大增益带宽达25 MHz，输入保护、内补偿，特别适合于本系统的平衡桥式传感器的应用场合。

另外，为了减少传感器信号的各种漂移，进一步增大电路的抗干扰能力，在电路印制板设计及布线工艺上还进行了一些特殊处理，使整个信号调理精度得到进一步的提高。