四轮定位仪基本知识

四轮定位仪基本知识
一、 四轮定位技术分类
1、按通讯方式：
a、无需通讯
b、有线通讯
c、红外无线通讯
d、蓝牙无线通讯
2、按测量方式：
a、拉线式角位移传感器+重力锤式倾角仪
b、拉线式角位移传感器+电子式倾角传感器
c、激光与光电接收板+电子式倾角传感器
d、红外与PSD+电子式倾角传感器
e、红外与CCD+电子式倾角传感器
f、红外与CMOS图像传感器
g、3D技术（采用面阵CCD）
3、按显示方式：
a、传感机头直接显示（一般采用液晶屏）
b、数码管显示
c、电脑显示
二、 基本概念
1、上位机：即进行数据运算，显示输出的电脑，这台电脑是四轮定位仪的控制中心，操作者想完成何种操作，均是通过控制电脑来实现的。
对于数码管显示方式的四轮定位仪，电脑一般是由生产厂家采用单板机自行开发的。
对于电脑显示的四轮定位仪，上位机指的即是市场上流行的PC机。
2、下位机：即我们通常所说的传感机头，它是整个四轮定位仪的核心部件，均是由各生产厂家研发、生产的。
实际意义上讲，下位机也是一台电脑，只不过其功能比较单一，它内部包含了中央处理器、存储器、控制部件等，在软件的协调下，完成上位机下达的命令。
3、拉线式角位移传感器：该传感器实际上是一只精密可变电阻，在轴的带动下，产生电压的变化，通过模拟量到数字量的转换，形成相对转动角度。
4、激光：是一种新型光源，它的本质是光，四轮定位仪用激光都是半导体激光器，给其注入正向偏压进行激励后，PN结相互交合，并把多余的能量以光的形式放射出来，形成激光。
5、红外线：红外线是自然界普通存在的光源，它的本质也是光，只不过这种光不可见，用于四轮定位仪的红外发射管是一种半导体器件。
6、重力锤式倾角仪：它实际由两部分组成，即：锤部分和电子部分，由于重力的作用锤始终垂直大地，带动电子部分产生角度的相对变化。
7、电子式倾角仪：为一高科技产品，该倾角仪有多种形式，如：电容式、磁阻式、重力式等几种，全为非接触测量产品，根据原理不同，其性能也有较大差异。
8、PSD：又称光电位置传感器，它是一种光电转换器件，当PSD的受光面某一位置存在光照的情况下，其输出电流会有相应变化，从而可以得到光照位置，它是一种模拟器件。
9、CCD：又称电荷藕合器件，是20世纪70年代初发展起来的新型半导体集成光电器件，它是在一块硅面上，集成了数千个各自独立的光敏元，当光照射到光敏面上时，受光光敏元将聚集光电子，通过移位的方式，将光量输出，产生光位置和光强的信息。它分为线阵CCD和

面阵CCD两种，线阵CCD即是光敏元沿X方向排列1到2排，所以测的是光在X方向上的位置及强度信息，面阵CCD的光敏元排列成矩阵方式，它所测的是光在X方向和Y方向上的位置及强度信息。
10、CMOS：是互补金属氧化物半导体的统称，应用于四轮定位仪产品的是由COMS做成的图像传感器。
11、通讯：即两个以上单元进行信息交换的方式。
12、有线通讯：在四轮定位仪的上位机和下位机之间进行信息交换时，若使用线缆做介质，则称有线通讯。
13、红外无线通讯：在四轮定位仪的上位机和下位机之间进行信息交换时，若使用调制的红外光做载体，则称红外无线通讯。
14、蓝牙通讯：蓝牙的英文名称是bluetooth，是1998年5月由爱立信，IBM、英特尔、诺基亚、东芝等5家公司联合制定的近距离（10米内）无线通讯技术标准，它是由无线电波做载体进行数据交换。
三、器件特点及功能
1、上位机：四轮定位仪的控制中心，在四轮定位仪中，上位机有两种形式，即单板机和PC电脑，采用单板机做上位机的四轮定位仪其特点如下：
a、由于单板机的资源较小，且其软件都是出厂前固化的，因此，功能简单，不可能进行快速，大容量数据计算，显示多以数码管方式。
b、没有辅助的测量功能，对于车型的选择都是借助于标准数据书籍，历史数据都无法保存，辅助调车的帮助功能根本无法实现。
c、通讯方式都采用有线方式进行。
d、系统升机，系统维护都很麻烦。
因此，这种四轮定位仪都是低价、低档产品。
采用PC电脑做上位机的四轮定位仪有如下特点：
a、电脑资源丰富，互换性、可扩展性强，因此，它可以做到快速、准确地进行大数据量运算，在软件的配合下，显示灵活、生动、具有人性化的特点。
b、四轮定位仪的辅助功能丰富，像车型选择、数据保存查询、三维动画演示、声音提示以及网络功能都可实现。
c、系统升级简单，更换软件即可完成，车型数据可以随用随加。
d、系统维护简单。
电脑应用于四轮定位仪产品，对电脑的要求并不很高，因为四轮定位仪的数据处理量相对很少，对资源的要求并不高，考虑到性价比的因素，四轮定位仪用电脑对用户而言够用即可，且不可盲目追求时尚，配备目前最流行的高端高价电脑。
但是四轮定位仪要求电脑有很好的稳定性，有很高的抗干扰能力，当然这也是各厂家所必须考虑的。
液晶显示用于四轮定位仪是大可不必的，首先液晶显示器是场致发光器件，即被动发光，其亮度、色度都无法与CRT显示器相媲美。
其次，液晶显示器怕油污等腐蚀物，恰恰这一点是修理厂所不具备的条件，它的理想使

用环境是办公室等清洁场所。
再次，液晶显示器成本高，寿命短，会影响到用户的采购成本及使用成本。
触摸屏应用于四轮定位仪同样是哗众取宠，因为现在四轮定位仪在汽修厂及轮胎店基本属于普及产品，用户不可能也没必要再花一份工资雇一员工进行电脑操作，而修车又是较脏的工作，双手沾满油污、灰尘、水等是常有的事，用这样一双手在触摸屏上按来按去，试想触摸屏的寿命将如何？维修工能否看清屏幕？
在电脑中，最常使用的部件是键盘，因此键盘是一个易损件，对用户而言理所当然的应选择一种常见，易采购，通用性好的键盘。PC标准键盘是再好不过的。
2、激光：激光是作为测量系统的光源而应用于四轮定位仪的，与其它光源相比，它具有单色性好，方向性强，光亮度极高的特点。因此，激光光源可以实现较小的功率，测量较远的距离，由于其单色性好，因此它可以避免环境光对测量系统的干扰。
在四轮定位仪中与激光配合使用的接收器，为光敏元阵列，而不可以用PSD和CCD；因为激光的光斑均匀性差，且具有干涉和衍射的特性，不利于PSD和CCD的接收。
激光用于四轮定位仪中，激光都是以垂直的直线输出，决定了激光产品束角的测量范围较小，好在汽车的前束不会很大，因此，用激光做光源用于四轮定位仪是一种较好的选择。
有人提出激光对人体有害的论点，这不必小题大做，因为四轮定位仪用激光器都是几毫瓦功率的半导体激光器，只要眼睛不直视它，照射身体任何部位，不会对人体产生任何损害。
3、红外线：红外线在四轮定位仪中有两种功能，首先，在通讯系统中可以使用，其次，它还用于测量系统，这两个系统的功能不同，使用方法也不同；用于通讯系统红外线是作为通讯的载体，它采用调频的方式。而应用于测量系统时它作为光源，接收部分无论采用PSD还是CCD光源出口均是散光的，照射到对面后经过光学处理，提供给CCD或PSD使用，由于红外发射管光斑均匀（特点），因此CCD或PSD的光源必须使用红外或可见光，而不能采用激光。
4、倾角传感器：倾角传感器是四轮定位仪的非常关键的部件，它的功能是进行车轮外倾和主销的测量。因此，它的好坏直接影响到产品的性能。该传感器的关键参数有如下几个：
a、线性度
b、每度输出电压值
c、频响
d、温度系数
经过实践检验，采用日本米多利和德国HL的倾角传感器，性能均能得到保证，而韩国倾角产品，很难达到要求，因为韩国产品每度输出的电压很少，要提高测量精度，就需大倍数放大，由于放大器件的特点，放大就要失真，就会影

响线性最终导致测量误差加大。另外，其温度系数较差，往往早晨的零位和中午的零位就有几十分的误差，想得到一个准确值，就必须经常校正。
5、PSD、PSD是光敏感器件，它有三个引脚(如图)，两个加偏置电压，一个输出端，因此它是一种模拟的线性器件，它具有以下特点：
a、分辨率高达0.1um
b、光谱范围宽380mm?1100mm范围
c、响应速度快，0.5ms
d、位置和光强同时测量
e、驱动简单
f、成本低
PSD是以连续电压或电流的方式输出，由于其位置分辨率可达0.1um，好于CCD。因此，它有很高的分辨率，但它输出的是模拟信号，需经过A/D转换，因此要有一定的失真，同时，PSD有更严重的问题，温度漂移严重和环境光线的影响。温度变化可以使其输出零位变化几十毫伏，光线的影响使系统取值不稳定，这两项叠加在一起，便使PSD产品失去了测量精度。
南韩技术生产的四轮定位仪或其OEM国产产品无一例外地使用该技术，用户可能仅通过读数看不出其有什么问题，因为瞬间温度，光线是恒定的，但当两个参数变化时，误差便会显现，因此，用这类产品须经常校准。
6、CCD：CCD具有PSD所无法比拟的优点，其特点如下：
a、位置分辨率高11um×11um
b、光谱响应宽380mm?1100mm
c、响应速度快
d、可*性高，无温度漂移，一致性好
e、输出稳定，可直接输出光斑的数字位置，无需A/D转换
f、低功耗
g、长寿命
h、驱动复杂
CCD是由数千个相对独立的光敏元构成，且各光敏元集成在同一硅底。入射光的位置可以直接以数字的形式反映出来，因此，CCD产品具有测量精度高，无温度系数，使用寿命长等诸多优点。
欧美国家生产的四轮定位仪均采用CCD，如：德国的百世霸、美国战车、意大利的科基等，这足以说明CCD产品的优势。
7、CMOS：市场上以CMOS器件做四轮定位仪的厂家很少，这一技术应用于四轮定位仪产品有其先天缺陷。首先，CMOS图像传感器的动态范围远比CCD差，一个很说明问题的例子；凡是高档的数码相机无一例外的都使用了面阵CCD，只有在低档数码相机里才能见到CMOS产品，从它们拍摄的图片质量上可以清楚地判断出来。其次，CMOS图像传感器的分辨率低，最多也不过640线，因此精度低。再次，CMOS图像传感器对环境要求较高，稍微暗一点或稍微明亮一点就不能正常工作。综上所述，由于CMOS器件本身的特点，决定了四轮定位仪产品很难使用该器件。
8、 通讯
通讯分有线通讯，无线通讯，无线通讯应用于四轮定位仪有红外线式和蓝牙式，这几种方式各有优缺点：
有线通讯是所有通讯方式中最稳定可*的方式，比喻座机的信号清晰度比手机好，有线电视比无线

电视优越，便可说明此问题。
但有线通讯由于需要一条较粗的线缆连接，因此，故障率增加，使用的方便性降低（手机比座机方便每个人都有感受）。
红外通讯采用非常成熟的红外通讯技术（比如家电的遥控器大多是采用红外通讯），且成本较低，因此也是一种好的无线通讯方式，至于它的不好处都是相比较而言的，它与蓝牙通讯比较，有怕强光、怕阻挡等不利因素。因此对环境要求较高，而蓝牙通讯便不存在这种问题，它不怕阻挡，不怕光，数据吞吐量较大，但它怕强无线电干扰，（比如2003年的太阳黑子对整个世界的无线电通讯都造成影响），另外由于其历史短，成本较高。
因此总体而言，目前蓝牙通讯的四轮定位仪要方便于红外通讯四轮定位仪，也要优于有线通讯产品。