提高推土機(jī)行駛速度是提高生產(chǎn)效率的主要技術(shù)措施之一，但是必須有性能良好的制動(dòng)系統(tǒng)來(lái)保證行駛的安全性。制動(dòng)性能的好壞直接影響行駛的安全性，許多推土機(jī)事故是由于制動(dòng)性能欠佳所致，所以必須經(jīng)常對(duì)推土機(jī)的制動(dòng)性能進(jìn)行檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)制動(dòng)性能下降，就要及時(shí)對(duì)制動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整或修理，提高制動(dòng)性能。但是如何簡(jiǎn)單、快速地測(cè)試推土機(jī)的制動(dòng)性能一直是一件比較困難的事，目前常用的檢測(cè)方法有目測(cè)、試車和專用儀器檢測(cè)等。前兩種方法操作簡(jiǎn)單，但誤差較大，只能粗略估測(cè)推土機(jī)的制動(dòng)性能，不能夠獲得具體數(shù)據(jù)，且缺少一個(gè)統(tǒng)一的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)；后者價(jià)格昂貴，操作復(fù)雜，不宜進(jìn)行移動(dòng)測(cè)量。實(shí)際上，推土機(jī)的制動(dòng)性能主要取決于剎車的制動(dòng)力矩，所以可以用制動(dòng)力矩作為衡量制動(dòng)系性能的標(biāo)準(zhǔn)。本文提出了用單片微型計(jì)算機(jī)控制的測(cè)量制動(dòng)力矩的方法和相應(yīng)測(cè)量?jī)x器，該儀器能夠精確測(cè)量推土機(jī)制動(dòng)力矩，并且體積小，可進(jìn)行移動(dòng)測(cè)量，能夠?yàn)檗r(nóng)機(jī)監(jiān)理部門的監(jiān)理和維修部門的維修提供科學(xué)依據(jù)。
　　一、測(cè)量原理
　　測(cè)量裝置由千斤頂、底座、鋼絲繩、拉力傳感器和測(cè)量?jī)x組成。千斤頂固定在底座上，用于提升車輪。鋼絲繩的作用是在車輪的外緣向車輪施加力矩，鋼絲繩的一頭通過(guò)輪轂上的孔綁在車輪上，另一頭沿車輪連接到拉力傳感器，拉力傳感器又與底座相連。拉力傳感器把拉力的應(yīng)變信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，通過(guò)屏蔽線傳送給測(cè)量?jī)x，由測(cè)量?jī)x進(jìn)行信號(hào)放大、模數(shù)轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)顯示。
　　測(cè)量時(shí)，先把千斤頂往上頂，使車輪稍離地面，這時(shí)車輪應(yīng)能自由轉(zhuǎn)動(dòng)，如果轉(zhuǎn)不動(dòng)，表明制動(dòng)蹄與制動(dòng)鼓之間的間隙過(guò)小，需進(jìn)行調(diào)整或維修。轉(zhuǎn)動(dòng)車輪，使鋼絲繩繃緊，然后踩住剎車，繼續(xù)升千斤頂，鋼絲繩被逐漸拉緊。當(dāng)繩子的拉力產(chǎn)生的力矩超過(guò)剎車的制動(dòng)力矩時(shí)，車輪就開始打滑，這時(shí)剎車的最大制動(dòng)力矩M就等于繩子拉力產(chǎn)生的力矩，即∶
　　M=F.r
　　F――鋼絲繩的拉力
　　r――推土機(jī)車輪半徑
　　鋼絲繩的拉力由拉力傳感器轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，由測(cè)量?jī)x按要求進(jìn)行處理、記錄和顯示。對(duì)于一定型號(hào)的推土機(jī)，車輪的半徑通常為常數(shù)，所以也可以用繩子拉力的大小直接來(lái)衡量該類推土機(jī)的制動(dòng)性能。
　　二、測(cè)量?jī)x硬件設(shè)計(jì)
　　測(cè)量?jī)x的硬件由信號(hào)放大模塊、A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊和CPU處理模塊組成。測(cè)量?jī)x實(shí)現(xiàn)對(duì)微弱信號(hào)的放大處理并轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，計(jì)算制動(dòng)力矩和顯示測(cè)量結(jié)果。
　　1、信號(hào)放大模塊
　　拉力傳感器（SENSOR）的輸出信號(hào)是一對(duì)共模電壓信號(hào)，電壓差（ΔV）非常小，一般只有幾毫伏，所以必須進(jìn)行放大處理。放大模塊由高精度放大器ICL7650組成，采用差分輸入放大方式。ICL7650是CMOS型斬波穩(wěn)零集成運(yùn)放，采用動(dòng)態(tài)校零方法以消除運(yùn)放的失調(diào)和溫漂，精密度高，在性能上非常接近理想運(yùn)算放大器。對(duì)于電路參數(shù)，能夠把拉力傳感器送來(lái)的共模信號(hào)差分放大100倍。
　　2、A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊
　　模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊的核心是ICL7109A/D轉(zhuǎn)換器，ICL7109是雙積分型A/D轉(zhuǎn)換器，數(shù)據(jù)輸出為12位二進(jìn)制數(shù)，分辨率高，抗干擾能力強(qiáng)。同時(shí)它與微處理器接口有很好的兼容性，其數(shù)據(jù)線、控制線能直接與微處理器總線相連。
　　3、CPU處理模塊
　　CPU處理模塊由微處理器、行列鍵盤(KEY）和液晶顯示器(LCD)組成。采用89C51單片機(jī)作為測(cè)量?jī)x的微處理器，這種單片機(jī)芯片內(nèi)部帶有4K電擦寫式程序存貯器，集成度高，處理能力強(qiáng)。89C51以每秒30次的速度讀取A/D轉(zhuǎn)換器的采樣數(shù)據(jù)并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。測(cè)量?jī)x的工作方式、控制命令和一些運(yùn)行參數(shù)由行列鍵盤輸入，運(yùn)行結(jié)果從液晶顯示器輸出。
　　三、軟件設(shè)計(jì)
　　為了實(shí)現(xiàn)可靠測(cè)量制動(dòng)力的目的，需要設(shè)計(jì)相應(yīng)的測(cè)量軟件。測(cè)量軟件包括以下一些功能。
　　1、自檢功能
　　插上電源，軟件被啟動(dòng)，先運(yùn)行自檢程序。自檢程序?qū)y(cè)量?jī)x的各個(gè)硬件進(jìn)行掃描，檢查硬件工作是否正常，傳感器信號(hào)能否輸入等。若測(cè)量?jī)x工作正常，則在顯示器顯示“P――”，等待接收命令，否則報(bào)警并輸出錯(cuò)誤代碼。
　　2、調(diào)零功能
　　拉力傳感器在未受力時(shí)，其輸出的差分信號(hào)（ΔV）不一定為零，而是一個(gè)常數(shù)，所以測(cè)量?jī)x要具備調(diào)零功能，測(cè)量時(shí)的結(jié)果應(yīng)該減去這一初始常數(shù)。調(diào)零功能使用如下：去掉加在拉力傳感器兩端的拉力，按“跟蹤”鍵進(jìn)入測(cè)量狀態(tài)，這時(shí)顯示的結(jié)果即為初始常數(shù)。按鍵盤上“調(diào)零”鍵，調(diào)零程序自動(dòng)將測(cè)量結(jié)果減去初始常數(shù)，測(cè)量?jī)x顯示‘0’。
　　3、校正功能
　　測(cè)量?jī)x使用一段時(shí)間后，拉力傳感器的輸出信號(hào)和放大器的信號(hào)處理會(huì)有微小的線性變化，即線性誤差。為了保證制動(dòng)力的測(cè)量精度，需要定期對(duì)測(cè)量?jī)x進(jìn)行校正，所以在軟件中設(shè)計(jì)了校正功能。校正功能使用如下：按“跟蹤”鍵進(jìn)入測(cè)量狀態(tài)。在拉力傳感器上懸掛一定重量的物體(50～100kg為宜)，物體事先已稱過(guò)重量，這時(shí)測(cè)量的結(jié)果應(yīng)等于物體的重量，如果不相等，表明有線性誤差存在，需進(jìn)行校正。按鍵盤上的“校正”鍵，然后輸入物體的實(shí)際重量，再按“確認(rèn)”鍵，即實(shí)現(xiàn)了對(duì)測(cè)量?jī)x的校正，校正參數(shù)自動(dòng)保存在單片微機(jī)中。
　　4、測(cè)量
　　測(cè)量?jī)x