用屏幕检测前照灯光束照射位置

用前照灯检测仪检测发光强度和光轴偏移量
  前照灯检测仪检测原理
  前照灯检测仪类型

前照灯检测仪的使用
  检测前的准备
  自动追踪光轴式前照灯检验仪的检验方法
  检测注意事项

汽车前照灯检测的作用和要求

    前照灯是汽车在夜间或在能见度较低的条件下,为驾驶员提供行车道路照明的重要设备,而且也是驾驶员发出警示，进行联络的灯光信号装置。所以前照灯必须有足够的发光强度和正确的照射方向。由于在行车过程中,汽车受到振动,可能引起前照灯部件的安装位置发生变动,从而改变光束的正确照射方向,同时,灯泡在使用过程中会逐步老化,反射镜也会受到污染而使其聚光的性能变差,导致前照灯的亮度不足。这些变化,都会使驾驶员对前方道路情况辨认不清,或在与对面来车交会时造成对方驾驶员眩目等,从而导致事故的发生。因此,前照灯的发光强度和光束的照射方向被列为机动车运行安全检测的必检项目。前照灯安全检测的要求如下:

   一、前照灯光束照射位置要求

    1、机动车在检验前照灯的近光光束照射位置时,前照灯在距离屏幕10m处,光束明暗截止线转角或中点的高度应为0.6H-0.8H(H为前照灯基准中心高度,下同),其水平方向位置向左向右偏差均不得超过100mm。

    2、四灯制前照灯其远光单光束灯的调整,要求在屏幕上光束中心离地高度为0.85H-0.9OH,水平位置要求左灯向左偏不得大于10O mm,向右偏不得大于170mm；右灯向左或向右偏均不得大于170mm。

    3、机动车装用远光和近光双光束灯时以调整近光光束为主。对于只能调整远光单光束的灯,调整远光单光束。

    4、机动车每只前照灯的远光光束发光强度应达到表 1的要求。测试时,其电源系统应处于充电状态。TOP

    二、前照灯发光强度要求　

                       表 1  前照灯远光光束发光强度要求                   

    允许四灯制的机动车其中两只对称的灯达到两灯制要求视为合格。TOP

用屏幕检测前照灯的光束照射位置

    如图 1所示,在距前照灯lOm处设有一专用屏幕,按前述规定的检验条件,在屏幕上画有三条垂直线和三条水平线,中间垂直线V-V与被检车辆的纵向中心线对正。两侧的垂直线V_左-V_左和V_右- V_右分别为被检车辆的左右前照灯的中心线；水平线h-h与被检车辆的前照灯的中心等高,距地面高度为H(mm)；其下一条水平线的高度为H₁,与被检车辆的前照灯远光光束中心的上限值(0.9H)等高,最下面的一条水平线的高度为H₂,与被检车辆的前照灯近光光束中心的上限值(0.8H)等高。标准规定远近光光束中心高度的偏差范围分别为0.05H与0.2H,即其下限值分别为0.85H和0.6H。

    检测时,先遮住一边的前照灯,然后打开前照灯的近光开关,未遮盖的前照灯的近光明暗截止线转角或光束中心应落在由高度为H₂、H₂一0.2H的两条水平线及距汽车纵向中新鲜为1/2s+100、1/2s-100（mm）两条垂线所围的矩形面积内，否则表明近光光束照射位置偏斜不合格。

    对于远光单光束前照灯，则要检测远光光束的照射位置，检测方法与前相同，但其光束中心应落在由高度为H₁、H₁-0.05H的两条水平线及距汽车纵向中心线为1/2S+170、1/2S-170(mm)(为右灯，左灯左为1/2S+100，右灯右为1/2S-170)两条垂线所围的矩形面积内，方为合格。

    用屏幕法检测前照灯，其方法简单易行，但它只能检测出光束的偏斜方向和偏斜量，不能检测发光强度，而且为适应不同车型，还需经常更换屏幕，检测效率较低。TOP

用前照灯检测仪检测发光强度和光轴偏移量

一、前照灯检测仪检测原理

    前照灯检测仪，一般是采用具有把吸收的光能变成电流的光电池元件，按照前照灯主光轴照射光电池产生电流的比例，来测量前照灯的发光强度和光轴偏斜量的。

    1、发光强度的检测原理

    如图 2所示，把光电池3与光度计1连接起来，以适当距离使前照灯照射光电池后，光电池根据前照灯发光强度的大小产生电流使光度计指针动作，从而指示出前照灯的发光强度。TOP

    2、光轴偏斜量的检测原理

    如图 3所示，把光电池分为S_上、S_下、S_左、S_右、四份，在S_上和S_下上接有上下偏斜指示计3，在S_左和S_右上接有左右偏斜指示汁1，当光电池受到前照灯照射后，各分光电池分别产生电流，当S_上和S_下或S_左和S_右的受光量不等时产生的电流也不相等。根据其差值便可使上下偏斜指示计3或左右偏斜指示计1动作，从而可测出前照灯光轴的偏斜量。

    光电池生产出来，无论使用与否，时间长久以后，其灵度均会下降。TOP

    二、前照灯检测仪的类型

    有聚光式、屏幕式、自动追踪光轴式、投影式四种。

全自动前照灯检测仪的工作原理

一、外形与结构原理

    仪器外形如图 4所示。光接收箱在立柱的导引下,由链条牵引作上下运动,仪器的底箱下面装有轮子,可沿地面导轨左右移动整个设备。在光接收箱内部有一透镜组件（图 5)、光电池与光检测系统。在底箱内装有两个方向的驱动系统(图 6)。

    在光接收箱的正面装有上下左右四个光电池,用作光轴追踪,其原理如前所述。当上下光电池受到的光照度不同时,产生的偏差信号驱动上下传动部件中的电机,牵引光接收箱向光照平衡的位置移动。同样,左右光电池的偏差信号将驱动左右传动部件中的电机,使仪器向发或向右移动,直到光轴位置偏差信号为零。

    透镜后面有一组四象限光电池。当前照灯光束通过透镜聚光后,照射在这一光电池组的中央时,四光电池产生的偏差信号为零(上下表和左右表指示为零)。如果在仪器定位于主光轴位置时,通过聚光透镜的光束偏离中心位置,必然会产生偏差信号。左右偏移的偏差信号驱动左右电机(图 5),使透镜移动,以减少这一偏差,亦即使得会聚的光束向光电池组中心逼近。同样,上下偏移偏差信号则驱动透镜在垂直方向上作调整,以使光点能在垂直方向逼近光电池组的中心。透镜在两个方向的位移量由分别安装在两个方向上的位移传感器检测,并送检测电路处理。

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二、检测原理

    1、光电池检测原理

    图 7中，I₁和I₂分别表示同组光电池中的每只光电池产生的回路电流，根据电工学原理，在R₁=R₂，R₃=R₄条件下，输出电压E_x为：

                            E_x=（E₂-E₁）/2     

其中，E₁= I₁ R₁，E₂= R₂ I₂。当I₁=I₂时，有E_x=0。当光电池1的受光量大于光电池2时，有I₁＞I₂，电路输出E_x＜0；反之则有E_x＞0。

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    2.电机转向控制原理

    电机转向控制电路集装在一块电路板上。由光电池检测电路产生的误差信号Ex经过T型滤波电路滤除5OHz的干扰信号后,被送入前置放大器。放大后的偏差信号再经过状态比较器确定Ex>0,Ex<0或Ex=0的三种状态控制状态输出电路,产生电机正转信号和电机反转信号,或者不产生信号输出(即电机停转)。

    电路配有零位调整和增益调节两个电位器,是仪器传动系统定位精度的重要环节。零位漂移直接影响定位精度,而增益过小会降低仪器的检测灵敏度,导致零点误差增大,但增益过高会使仪器的稳定度降低,产生振荡。

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    3.光轴角测量原理

    如图 9所示,放大器和三状态比较器构成透镜电机的转向控制电路,IN.ADJ为放大器的零位调整电位器,GAIN为比较器的增益调节电位器。在测定条件下,继电器J8导通,其常开触点J8.1和J8.2将光电池Pu和PD的信号接入放大器,并用电位器BAL调节其平衡点。在校准时(校准灯发光强度20000cd),置光轴角为0°,调节BAL使相应的光轴角指示计读数为零。在工作时,如果PU和PD的信号不平衡,透镜电机被驱动,位移传感器检测位移量送光轴角指示计电路,使指示计的指针发生偏转,直到PU和PD达到新的平衡,此时指示计的读数即为前照灯光轴的偏斜量。

    退出测定时,J8释放,其常闭触点J8.1和J8.2分别接通电位器ZERO和位移传感器,如果此时透镜不在原点,它们就会产生使透镜返回原点的信号,驱动透镜电机作相应的转动。                      TOP

    4.其他

    检测仪使用同一组光电池测量前照灯的发光强度和光轴角。所以光电池信号除了送往光轴角测量电路外,还送给加法电路进行信号叠加,以产生发光强度的信号。

    发光强度信号和光轴角信号同时被送到各自的指示计电路,去驱动指示计指针的偏转,每个指示计电路都配有调节电位器,用来调节电路的增益、放大器的零点和校准指示电表的刻度值。为了便于计算机处理,这些信号还被作为采样信号输出,通过连接电缆与计算机连接。

    为了便于手动调整操作及校准等,仪器还配有相关的继电器控制电路、操作开关与按钮。

    为了适应仪器快速移向检测位置,或从检测位置上返回,所以仪器底箱的移动(即整机左右移动)采用交流可逆齿轮减速伺服电动机,并采用快速制动装置,该制动装置能保证在测定状态下受光器稳定不动。交流调速电路使得在非测定条件下电机高速运行,而在测定条件下电机以低速运行,并准确稳定地使仪器对准前照灯的主光轴。TOP

前照灯检测仪的使用

一、检测前的准备

    1、检测仪的准备

    （1）在前照灯检验仪不受光状态下，检查光度计和光轴偏斜指示计的指针是否能对准机械零点。若指针失准，可用零点调整螺钉将其调整在零点上。

    （2）检查聚光透镜和反射镜的镜面有无污物或模糊不清的地方。若有，可用柔软的布或镜头纸等擦拭干净。

    （3）检查水准器的技术状况。若水准器无气泡，要进行修理；若气泡不在红线框内时，可用水准器调节器或垫片进行调整。

    （4）检查导轨是否沾有泥土或小石子等杂物。有杂物时要扫除干净。

    2、车辆的准备

    （1）清除前照灯上的油污。

    （2）轮胎气压应符合汽车制造厂的规定。

    （3）汽车蓄电池应处于充足垫状态。TOP

二、自动追踪光轴式前照灯检验仪的检验方法

    1、将汽车尽可能地与导轨保持垂直方向驶近检验仪，使前照灯与检验仪受光器相距3m。

    2、将车辆摆正找准器使检验仪和汽车对正。

    3、开亮前照灯，接通检验仪电源，用上下，左右控制开关移动检验仪位置，使前照灯光束射到受光器上。

    4、按下测量开关，受光器可追踪到前照灯光轴，根据光轴偏斜指示计（标有刻度）和光度计的指示值，即可测得和发光强度。

    前照灯光轴偏斜量如需调整，可一边调整前照灯的照射方向，一边观察光轴偏斜指示计，使指针回到规定范围即可。  

    下面以全自动前照灯检测仪为例，对其在自动检测线上的应用略加讨论。

    首先,为了避免外来光线的影机前照灯检测仪应安排在自动检测线的中间工位上。为了保证前照灯光轴与仪器受光面的垂直度,在检测仪前应有恰当的引车线。为了保证3m的检测距离,在检测仪前应设置车位控制装置,例如光电检测装置。仪器的导轨和光接收箱,必须按使用说明书的要求正确地安装。

    检测仪的接口信号有模拟量信号和开关量信号两种类型。模拟量信号中有发光强度信号,光轴上下偏转角和左右偏转角信号。其中发光强度信号为0-5V,光轴角信号为-2.5-+2.5V,均采自各自的指示计电路,其幅度可由相应的输出电压调节电位器进行调整。开关量信号用以控制仪器快速进入或退出测定位置,以及提供仪器处在光照区并进入光轴自动跟踪状态的检测跟踪信号和对准光轴时的自动采样信号。

    控制仪器和光接收箱运动的信号有三个不同的来源,如图 10所示。其一是手动控制盒上的移动扳键信号；其二是电机转向控制板输出的光轴追踪信号；其三是计算机输出的控制信号。因此,在手动操作的时候,计算机控制应撤消。为避免意外,在仪器正常运行时可拆去控制盒。为了减少外部信号对计算机的干扰,通常在计算机和仪器之间必须加隔离电路。　

    在仪器进入光照区后应开始光轴自动追踪状态,因此必须撤消手动控制和计算机控制,也就是说要释放手动开关和切断中间继电器JU,而转向控制电路驱动功率继电器J4。因此,在计算机控制时必须采样和处理检测跟踪信号。

    为了采集仪器输出的模拟信号(光强和光轴角),计算机必须配置A/D转换电路,该电路至少须配置三个模拟量通道,一个0-5V通道用于采样发光强度,两个士2.5V通道用于光轴角信号的采样。按照仪器发光强度的测量范围0-4000Ocd的要求,A/D的分辨率应达到2^-16,即采用16位的A/D转换器,成本较高。考虑到仪器的误差为±15%,即±600Ocd的实际情况,可采用10位A/D转换器,其分辨率为:

40000/2¹⁰=40cd《6000cd

由于A/D转换器的转换误差一般为±1-1.5LSB。所以其对仪器测量精度的影响仅为1%，是可允许的。对于光轴角的测量范围±2°30′,误差±15′而言,10位A/D的分辨率可达0.3′,仅为误差的2%。

    在仪器的保养方面,建议每三个月对仪器校准或标定一次,以提高保养水平。标定时计算机可采集仪器标定的合格区数据,作为检测时判别依据。校准应按使用说明书规定的方法进行。仪器在使用过程中,应注意保持传动部件的润滑,导轨和光接收箱正面玻璃应保持清洁,并定期对聚光透镜进行清洁处理,当仪器出现故障时应及时排除,若故障排除会影响测量精度,则必须在排除故障后,对仪器进行校准调整。

    仪器常见故障的排除举例如下:

    (1)仪器不能动作。检查电源是否接通。

    (2)仪器在某个方向不能移动。检查该方向的限位开关是否损坏,因而产生错误的限位信号；检查该方向移动信号的通路是否阻断；转向控制电路板输出是否正常；制动器是否释放；电机的起动电容是否失效等。

    (3)仪器移动的终点位置不正确。检查限位开关是否损坏,限位档块是否松动或位置安装不当。

    (4)仪器移动过程中发生抖动应检查信号通路上各继电器是否接触不良,或者连线接头是否发生松动。

    (5)指示计指针故障。检查指示计电路的输出是否正常；供电电源是否正常；位移传感器动作是否正常；光电池输出是否正常；受光面是否清洁等。

    在计算机控制环境下,一般应首先判断故障原因是仪器自身造成的,还是计算机信号出现异常,为此,可用手动控制盒来操作仪器以助诊断。若是仪器故障亦应先排除人为因素,例如是否有违反操作规程的错误操作,线缆有无机械损坏或误接等。仪器的各个调节电位器应由专人负责在校准仪器时使用,不得随意调节。若属于电路板内的故障,一般以更换单元电路为宜。

    为了提高仪器的保养水平,用户还应建立仪器的维修档案和制订良好的保养制度。TOP

三、检测注意事项

    1、检验仪的底座一定要保持水平；

    2、检验仪不要受外来光线的影响；

    3、必须在汽车保持空载并乘坐1名驾驶员的状态下检测；

    4、汽车有四只前照灯时，一定要把辅助照明灯遮住后再进行测量；

    5、开亮前照灯照射受光器，一定要把光电池灵敏度稳定后再进行检测；

    6、仪器不用时，要用罩子把受光器盖好。