汽车碰撞测试用拉线位移传感器研究

杨 建, 钱佳彬, 陈志龙, 王汝苗, 姜 进

(1.杭州集普科技有限公司，浙江 杭州 311106；2. 浙江工业大学 机械工程学院，浙江 杭州 310032)

0 引 言

汽车追尾事故会引起约90 %乘员的颈部损伤。因此，为了更好地保护汽车碰撞过程中乘员的颈部及生命财产安全，精确测量汽车碰撞过程中被测假人头部和颈部的位移量对提高汽车安全性有着重要的意义[1～4]。汽车碰撞测试中的位移测量是在高速、高加速并存在一定冲击条件下进行的，且在碰撞过程中还可能存在被测假人的姿态和运动轨迹不理想的状况。一般的位移传感器例如激光位移传感器等难以在这样的高标准条件下精确测量被测假人头部和颈部的移动距离[5～8]。拉线位移传感器是通过绕线轮和拉线的方式将位移量转换成电信号的位移传感器。当假人的姿态和运动轨迹不理想时，其仍能正常检测被测假人颈部的位移量，且具有体积小、使用方便、抗干扰性强等特点。目前，国内市场上的拉线位移传感器多用于如闸门开度控制、气缸位置控制等对允许最大工作速度要求不高的场合，无法在汽车碰撞测试这样的高速、高加速且存在一定冲击条件下正常测量位移。

本文针对特殊场合的应用需求，设计一种能在汽车碰撞过程中正常测量被测假人头部和颈部位移量的拉线位移传感器，使其线性度、重复精度、抗冲击性、允许最大工作速度和加速度达到相应的技术指标。

1 工作原理与技术要求

拉线位移传感器通常由旋转感应器、平面涡卷弹簧、钢丝绳、转轴、轮毂、拉线接头和外壳等组成。……