1.功能概述
LECAR 數據記錄儀可以在機動車輛行駛過程中對車輛速度、位置、行駛軌跡、轉速、模擬信號(8 路同步采集,如油耗、溫度、壓力、振動、噪聲等)進行實時監控、采集和存儲分析。
LECAR 汽車行駛記錄儀主要參數:
AIN1~AIN4 通道為模擬電壓信號輸入,可配置為 AC 和 DC 兩種耦合方式; (提供樣機中,必須將 AIN4 接入流量傳感器) AIN5~AIN8 通道為IEPE 接口輸入,可連接 IEPE 型的振動或噪聲傳感器; (提供樣機中,將 AIN5~AIN8,均可接入 IEPE 型振動傳感器) - 2 個轉速信號采集接口,脈沖方式,高電平范圍 1V~24V;
- GPS 經緯度、速度、航向角、星數等數據;
- 支持 32GB 的 SD 卡;
- 電源輸入范圍:9~36V。
2.硬件接口描述 LECAR 數據記錄儀接口面板如圖 1 所示。 SD卡 指示燈 GPS 天線
3.LECAR汽車行駛記錄儀操作流程 1)流量傳感器的準備 傳感器的詳細信息,可參考其配套的紙質或電子說明書。以下對主要環節進行概況描述。 流量傳感器的電氣連接: 如下圖所示,由左向右按如下順序進行連接。傳感器頭→中繼放大器→控制器→轉接線→LECAR 數據記錄儀面板右上側的 AIN4 通道(Lemo4P 芯插座)。
流量傳感器安裝時的注意事項: (1)請安裝在測量管內始終滿水的位置(避免空氣); (2)為了減少配管內非滿水時的影響,推薦采用有狀態顯示燈的一面與地面垂直的姿勢; (3)測量配管為垂直走向時,請安裝在流動方向為從下到上的位置; (4)為提高檢測穩定性,建議在流量傳感器的上流處安裝長度為配管內徑20 倍以上的直型配管; (5)若有流量調整閥等部件,建議在其上流側安裝流量傳感器; (6)請安裝在無縫、無銹的配管表面; (7)請勿安裝在受陽光等強光照射的場所或遭受熱源輻射的場所(遮陽); (8)若安裝點有較強振動,請在本體的最近處使用管子或支架等固定配管。施加過大的震動時,可能會導致不穩定運行、給配管造成負荷; (9)中繼控制器的溫度可能會影響液體溫度,使用時注意其和配管間的熱隔離; (10)為提高檢測穩定性,盡量不要給傳感器頭-中繼控制器的電纜施加負荷; 流量傳感器使用快速入門: 由于基恩士FD-X系列夾鉗式流量傳感器功能較多,一般測試項目僅使用傳感器的模擬信號輸出功能,則只需要關心控制器界面上的部分按鈕和信息。請重點關注如下圖所示的紅色虛線區域。

① 控制器面板上的STB為超聲波檢測穩定性指示燈:4個綠燈為穩定測量,僅1 個綠燈閃爍則表示無法檢測(檢查配管中的液體是否充滿,是否有大量氣泡); ② 屏幕中上部數碼值,為當前瞬時流量的顯示,單位為 mL/min; ③ 右側的十字按鈕和MODE按鈕,配合使用,用于配置參數的操作; ④ 配置參數主要包括:傳感器基礎參數的設定,試驗現場零點漂移的調整,下面依次介紹。 流量傳感器控制器的配置: 以下配置部分,發貨前已經進行配置并記錄在控制器中,紅色標記為設定值。若需要修改可參照以下步驟進行微調。(由于控制器已經設置,且參數記憶保存,初次試用流量傳感器時,可不對控制器進行配置的修改,僅進行電氣連接即可) (1)初始化參數設置 初次接通電源或手動如下按鈕操作進入初始化參數設定。傳感器出貨時已經進行了初始化配置。用戶后期使用時,可無需再進行初始化參數的設置。

(2)基本參數設置

保存后 (顯示Save),前往普通顯示界面。 (3)擴展功能參數設置
在上一節“基本參數設置"快結束時,即第12步,按方向鍵↓,即可進入擴展功能參數設置的界面。在擴展功能參數設置中,建議僅修改配管尺寸參數, 其它參數盡量不要變動。可根據實際配管尺寸參數,進行設置。 傳感器出廠設定為:配管外徑6mm,壁厚1mm。 下圖為擴展功能參數設置中,對配管外徑和壁厚進行設定。

(4)零點調整 ① 安裝好流量傳感器后,在充盈液體、靜止狀態下,對控制器進行零點自動調整操作。 ②在長期使用后,發現零點偏移時,需要重復①操作,進行零點調整。具體方法為:同時按住方向鍵盤的↑和↓按鈕,保持5秒鐘以上,進入零點調整,按上下鍵,選擇Yes,按MODE鍵確認,開始自動進行零點調整。 2)振動傳感器的準備
振動傳感器由IEPE 型壓電式加速度傳感器、磁吸座、低噪聲電纜(L5-BNC)和低噪聲電纜(Lemo4P-BNC)組成。 振動傳感器的電氣連接: 如下圖所示,加速度傳感器(底部安裝磁力座)→低噪聲電纜(L5-BNC)→低噪聲電纜(Lemo4P-BNC)→LECAR 數據記錄儀 AIN5~AIN8 通道。即主機面板右下角的四個 LEMO4P四芯插座。 振動傳感器為 IEPE 型,必須接在 LECAR 數據記錄儀的 AIN5~AIN8 通道上。

振動傳感器規格參數:

該振動傳感器的靈敏度為:50mv/g, 或 5mv/ms-2,該靈敏數值須填入SD卡的配置文件中。此內容的操作方法將在后面LECAR記錄儀的操作說明中進行闡述。 3)LECAR 數據記錄儀的準備
如下圖所示,將 LECAR 主機與電源、顯示器、外部手動開關進行連接。
① 電源可使用 220v 電源適配器或外部蓄電池供電,外部直流供電的電壓范圍為9~36V,推薦使用直流電源 12V; ② LECAR 主機左側卡槽內插入SD卡,出廠配置SD卡容量為8G,支持32G容量。 ③ 顯示器,通過電纜線與LECAR主機左上側的Display插座相連,電纜線為雙頭Lemo4芯接頭,線上有 Display 標記,電纜線接插時雙頭不用區分方向。 ④ 外部手動開關,通過電纜線與LECAR主機左下側的TRIG插座相連。手動開關為自恢復按鈕,其作用是控制測試記錄的啟停。次按下后,LECAR主機開始測試的記錄,再次按下時停止該次測試的記錄。當前測試的數據和測試號會在顯示器上實時顯示。 ⑤ GPS 天線,通過電纜線與LECAR主機左上側的GPS插座相連,接頭形式為SMA。連接GPS 天線并將其置于戶外,通常約1分鐘后GPS搜星成功,此后LECAR主機可實時對行駛速度,經緯度等地理信息數據進行采集測試。 ⑥ LECAR 主機數字接口區的其它插座為擴展功能,可實現二次接口的信號傳輸通訊。
4)LECAR 數據記錄儀測試系統的完整連接
將 1)~3)的準備工作全部做完后,即完成了 LECAR 數據記錄儀測試系統的完整電氣連接,如下圖所示。

5)LECAR 顯示器的功能操作
顯示器為觸摸屏,基本界面如下圖所示,共三個頁面。 1.實時監測頁面:可實時監測各傳感器實時數值; 2.油耗試驗頁面:可進行油耗試驗、歷史數據回看、打印等功能; 3. 振動試驗頁面:可進行振動試驗、歷史數據回看、打印等功能。 (1)實時監測頁面

右上角顯示當前時間信息,星數為 GPS 搜星個數,星數>3 時,GPS 搜星成功。 (2)油耗試驗頁面

使用外部觸發開關,對試驗進行啟動和停止操作。此外試驗的停止還由預設的里程決定。當行駛里程達到預設值時,測試也會自動停止。“預設里程"兩側按鈕可以對預設里程進行調整(檔位切換),預設里程=0 時,表示試驗的停止不受預設里程的影響,只有再次按下觸發按鈕,才能停止試驗。
“測試號"兩側的按鈕可以修改測試號,能對歷史測試結果進行回看。 “雙擊打印"按鈕,可以將當前選定測試號的結果打印輸出(油耗試驗信息),打印輸出格式如圖所示。

(3)振動試驗頁面

振動試驗頁面,類似油耗測試頁面,在振動試驗頁面中,會顯示振動和轉速信息。 “雙擊打印"按鈕,可以將當前選定測試號的結果打印輸出(振動試驗信息),打印輸出格式如圖所示。

6)LECAR 的SD卡配置文件與數據存儲輸出功能
① SD 卡配置文件 SD 卡內,根目錄下的 Config.txt 文件,即為配置文件。該文件的內容決定了采集系統的工作參數。使用配置軟件,可對 Config.txt 文件進行查看和編輯, 具體操作如下:

上圖為配置軟件的界面,首先點擊右下角“載入…"按鈕,加載 SD 卡中的Config.txt 文件。則主界面顯示 Config.txt 中各參數的值。下面分別對參數值的意義進行介紹。 模擬輸入中電壓通道,即 AIN1、AIN2、AIN3,為采集器中 AIN1、AIN2、AIN3 輸入接口,可對這三個通道的靈敏度,偏移量進行設置。對于油耗和振動試驗, 這三個輸入通道是空閑的,可以不去關注。 模擬輸入中流量通道,即 AIN4,為采集器中 AIN4 輸入接口,靈敏度單位為:mV/(L/min),偏移量單位為:L/min。流量通道的靈敏度值應設置為 100,這個值是和流量傳感器的設置對應的。流量通道的偏移量值設置為-0.052,這個值是消除了流量傳感器的零點漂移。流量通道的參數一般不輕易修改。 流量通道的修正系數,用于調整消除流量傳感器測試值與實際標稱值間的誤差。流量修正系數,需要使用現場標定方法進行確定,后面有詳細介紹。 模擬輸入中的振動通道,即 AIN5、AIN6、AIN7、AIN8,為采集器中 AIN5、AIN6、AIN7、AIN8 輸入接口。可對振動通道的靈敏度進行設置,靈敏度單位為:mV/ms-2,靈敏度值可設置為 5,是和選用的振動傳感器靈敏度 5mv/ms-2 對應的。 頻率輸入中轉速通道,即采集器中 DIN 輸入接口。對應軟解界面中的 DIN1。轉速通道配置參數為每圈脈沖數,單位為:[脈沖數/周],該參數值由轉速傳感器決定。軟解界面中 DIN2 為保留的輸入通道,沒有使用,對應的參數可以忽略。 測試里程(預設里程),可設置現場試驗時,可選的自動結束的預設里程(最終在顯示屏中切換選擇)。測試里程的設置為多個可選項,一般以 0 作為結束。0 對應的選項,表示預設里程對試驗結束無影響,只能由觸發按鈕停止試驗。 流量修正系數的現場標定方法: 步驟 1:先使用配置軟件,確認 SD 卡的配置文件 Config.txt 中,流量修正系數為 1。若此值不為 1,則需要先修改為 1,并將 Config.txt 拷貝到 SD 卡中。 步驟 2:使用針管(去除針頭),抽滿一針管的汽油(10mL); 步驟 3:從油管的一端打入汽油,重復步驟 1-2,直到油管中沒有空氣氣泡,操作過程中須注意針管和油管間的密封; 步驟 4:在油管上,按汽油流動方向,正確安裝好流量傳感器; 步驟 5:裝配連接好 LECAR 記錄儀,檢查后開啟設備電源,通過手動開關啟動測試,此時顯示器上顯示 flow 累積流量為 0mL/min; 步驟 6:緩慢壓縮或抽出針管,讓汽油正方向流過油管測試位置,根據針管刻度標識,完成體積(例如 8mL)汽油量的流動; 步驟 7:同時觀察 flow 累積流量值的變化。當到達體積,針管停止移動后,通過手動開關停止測試,此時記錄 LECAR 顯示器中 flow 累積流量的值(即為實測值)。根據公式:K=標稱值(例如 8mL)/實測值,即得到流量修正系數 K; 步驟 8:將計算得到的流量修正系數重新寫入 SD 卡的 Config.txt 配置文件中,替換原來 1 的數值。更新 SD 卡中的Config.txt 文件。 步驟 9:LECAR 在重新上電后,會加載 SD 卡中 Config.txt 配置文件配置參數并生效,再進入測試工作。至此完成了流量傳感器的流量修正系數的現場標定和設置。 若油管不變,則流量修正系數的現場標定只需進行一次即可。 ② 測試記錄文件 單次測試完畢后,在 SD 卡內的根目錄下,會自動保存測試記錄文件,并更新測試結果文件。 測試記錄文件,類似 dat_001_.TXT 命名,文件名中的數值為測試號_日期。 下圖為一個典型測試記錄文件的內容。
LECAR 主機的采樣記錄頻率為 100Hz,測試記錄文件中每一行為單次記錄的數據(即 1 秒鐘保存 100 行數據),每次記錄包含的內容,從左向右依次為:相對時間戳、車速、距離、流量、8 個模擬通道記錄值 AIN1~AIN8、2 個轉速信號記錄值。測試記錄文件包含了該次測試的所有數據,數據格式為明碼形式。 在測試記錄文件可以使用 Excel 直接打開查看或編輯,并生成數據曲線。 測試結果文件,類似 _TestResult.txt 的命名,文件名中的數值為日期信息。測試結果文件記錄了對應日期內的所有測試結果。 下圖為一個典型測試結果文件的內容。

測試結果文件中每一行為單次試驗的結果數據,每次試驗的結果數據,從左向右一次為:試驗號、測試時間、測試時長、平均速度、里程、累積流量、實際油耗的三種表示參數、平均轉速、4 個振動通道的平均 RMS 值。 序號 | 部件名稱 | 型號規格或描述 | 數量 | 單位 | 備注 |
1 | LECAR 便攜式數據記錄儀 | 195×107×52mm | 1 | 臺 | 含 8GB SD 卡、外部手動控制開關 |
2 | GPS 天線 | SMA 接口 | 1 | 個 | 配 SMA 電纜 3m |
3 | 顯示器 | 4.3 寸觸摸屏 | 1 | 個 | 可背面用安裝 |
4 | 流量傳感器 | 基恩士 FD-X | 1 | 套 | 配控制器和電纜,連接 LECAR 的 AIN4 接口 |
5 | 振動傳感器(配磁力座) | JF2050C | 1 | 套 | 配電纜,連接 LECAR 的 AIN5~AIN8 任意接口 |
6 | 顯示屏電纜(Display) | Lemo4P-Lemo4P | 1 | 根 | 3 米,參考接口定義 |
7 | 電源電纜(POW) | Lemo2P-適配器 | 2 | 根 | 3 米,市電或直流電源供電,參考接口定義 |
8 | 模擬信號轉接電纜 (AIN5- AIN8) | Lemo4P-BNC | 1 | 根 | 可接至振動傳感器電纜 |