[其他]用于改进均匀性测量的设备与方法

说明书

本发明涉及测量运载工具的轮胎、轮子与类似部件均匀性的工艺。更具体地说，本发明涉及用来提高这种测量的精度与再现性的设备与方法。

轮胎均匀性检验机是用来进行某些表征轮胎结构均匀性之测量的。这部分地是通过测量轮胎在负荷下沿着一表面滚动时在各个方向上所产生之反作用力的性质，以及测量在轮胎表面选定轨迹上的摆动度。

在典型的轮胎均匀性检验机中，测量工作是全自动的。轮胎由输送装置送至检验台，在此将各个轮胎安装在一夹盘上，充气至一预定压力，在一标准速度下转动，使轮面与一负荷轮的圆周面作强迫接触。此负荷轮装备有测力仪，测量此轮胎在有关方向上作用于该负荷轮上的力。用一种转轴编码器将轮胎的各次转动分成一系列共128个标称等角度间隔开的点。在各个点上，对压力仪与摆动度传感装置的模拟输出进行采样，使各数据样本对应于轮胎与一特定位置。然后用这些数据样本去计算最高、最低或峰间的力值变化上摆动度。这里所用的“峰间”力值变化或摆动度这类词，是指在一圈旋转中所发生的在整体上为最大的力或尺寸之摆动，而与决定这种摆动的最高点与最低点是否相邻无关。

本发明人已发现，上述这类测量中的一种重要误差源乃是，表示测量中参数瞬时值的模拟波形未必能从轮胎的一周旋转到下一周旋转中精确地再现，而是这种波形有时会依照某一数字函数随时间漂移。从不多的转数上看，此种函数常常近似线性的，但通过更多的转数作观察时，它可能呈指数形式。由于轮胎本身在实际上的均匀性并无理由对这种漂移敏感，就必须设想上述现象表示一种测量误差。

这种误差据信是由于测试条件中的小而有影响的变化。一种可能性是轮胎自热、滚动摩擦或外部温度变化之类的热效应所引起的轮胎充气压力变化或由热膨胀所导致的轮胎尺寸变化，或者是由于以上两方面的原因。不过，本发明能有效地补偿这类测量误差而不取决于去弄清这种误差的产生原因。

本发明改正的另一类误差涉及使用数字采样技术时精密确定模拟波形中的最大值，最小值和峰间值的问题。在轮胎均匀性检测中已成为惯例的把最大与最小数据样本值之差作为参数的峰间近似值这一技术导致严重的误差。

由于无法事先测定出上述模拟波形局部的最高与最低点所处位置，因而不能保证数据样本将精确地取在这些点上。通常，这些数据样本将落到局部最高与最低点的两侧。因此，计算出的峰间幅值常小于真实值。

从理论上说，可以用傅里叶分析法来解决这类误差的。根据周知的尼硅斯特定理，对于具有交流成分的波形来说，抽样率至少需为所存在的最高频率成分的两倍。假如这一条件满足，就能据傅里叶分析重新构制出原有波形或精确地测定出峰间幅值。但是，此种方法是很繁杂的，因而不能有效地利用检验设备的数据处理能力。

另一种企图解决这种问题的方法可能会求助于所谓超采样法，就是使抽样率充分地高于尼奎斯特理论所需的抽样率，以确保抽取的样本即会不在各个局部的最高与最低点上，也能与它们非常接近，从而缩小误差。这种方法由于需要存储许多的附加样本和去确定其中哪些是最大的和最小的，便为此系统的计算机增添了不适当的负担。除此，转轴编码器的最高分辨率限制了最高抽样率，因而也限制了此方法的有效性。

因此，本发明的一个目的在于提供一种设备与方法，通过对一种本来是再现性的连续的即抽样数据场之非再现性成分进行补偿，来改进轮胎及类似物体的均匀性测量精度与再现性。

本发明的另一个目的在于提供一种设备与方法，通过快速而精确地逼近一抽样波形的最高、最低与峰间幅值，来改进轮胎及类似物体的均匀性测量精度与再现性。这一设备与方法在计算上是高效的且不依赖于过采样。

本发明还有一个目的是去提供一种设备与方法，既通过对表示与轮胎或类似物体的均匀性有关之参数的数据场中之非再现性成分进行补偿，又通过精确地逼近抽样波形之最高、最低与峰间幅值，来改进轮胎及类似物体的均匀性测量精度与再现性。这一设备与方法在计算上是高效的且不依赖于过采样。