機動車后視鏡反射率測試儀的設計

摘 要：針對機動車后視鏡質量控制的需要，本文設計研制了一種測量機動車后視鏡反射率參數的測試儀，著重敘述了該測試儀的測試原理、結構和測量精度分析。該測試儀采用比較測量法、光電積分和單片機相結合，不僅具有結構簡單、操作方便 、性能穩定等特點，而且還具有測量精度高及重復性好等優點。為機動車后視鏡反射率測試儀的設計提供必要的參考。

關鍵詞：反射率；機動車后視鏡；比較測量法；光電積分

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.02.194

1 引言

隨著社會的快速發展和物質生活的提供，機動車越來越普及，道路行車安全日益重要。為了保障機動車輛和行人的安全，在行車時不斷觀察后方和兩側的圖像尤為重要。機動車后視鏡通過反射鏡面可以提供在規定視野內后方和兩側的圖像，從而提高行車的安全系數。機動車后視鏡作為機動車后視和測視的“眼睛”，質量至關重要。

反射率參數是反應在規定的視野內圖像的清晰程度、衡量機動車后視鏡質量是否合格的重要指標之一。為了保證機動車輛后視鏡的質量，參考我國相關標準要求，將光電測量和信號檢測技術結合在一起，設計研制了一種機動車后視鏡反射率測試儀，實現對機動車后視鏡的反射率參數的直觀便捷測量。

2 測試儀測試原理與結構

2.1 測試儀測試原理

本測試儀采用比較測量法（間接標定法），待測樣品的反射率數值根據與標準樣品（標準板）的反射率的值相比較來確定。

準直光源的入射光束按25°角穿過積分球并直接照射在積分被測樣品測量孔徑處的待測樣品或標準樣品（標準板），發生鏡面反射，反射光束照射入積分球內，經過積分球內壁均勻的射硫酸鋇表面產生高漫反射，通過模擬人眼視覺的光電測量組件接收積分球內漫反射的反射光通量并經單片機接收理電信號進行處理轉換放大，測得待測樣品的反射率并在觸摸屏上顯示。

（1）

式中：：待測樣品反射率；：標準樣品（標準板）反射率；：待測樣品反射光通量；：標準樣品（標準板）反射光通量；：遮光筒反射光通量；

2.2 測試儀結構

該測試儀由箱體、準直光源、光電測量組件、積分球、標準樣品（標準板）、遮光筒、單片機和彩色觸摸屏等組成。

光源的選擇在反射率測量中尤為重要，該設備采用符合CIE標準光源A（色溫2855.6k鹵素燈）并附加透鏡組成準直光源系統。給測試提供準直入射光束。

光電測量組件采用光電傳感器和濾光片組成。光電傳感器采用硅光電池，其對可見光的敏感程度高，在可見光范圍線性度好，產生的電流和接收的反射光通量成正比。設計時，通過選擇濾光片與硅光電池配合從而模擬人眼視覺函數（將相對光譜靈敏度修正成曲線），以滿足反射率測量的需求。

積分球采用輕型鋁合金，內壁均勻噴涂高漫反射硫酸鋇，將其固定在箱體上面。考慮球內開孔面積不超過積分球內總表面積的10%、積分測量效果和大小等因素，設計時選擇內球徑尺寸Sφ=150mm，被測樣品測量孔徑φ=29mm為最佳尺寸。

標準樣品（標準板）要求經過嚴格標定并長期反射率不易改變，以免影響測量精度。遮光筒采用鋁合金并氧化黑色，用于標定零點，扣除暗光。

本測試儀采用照明與探測為25°/d的幾何條件，準直光源放置在積分球的光筒內，通過調整準直光源在積分球的光筒內的位置，使入射光束在被測樣品表面上的直徑不小于19mm。

箱體采用精美鋁殼機箱，輕便美觀，底部安裝有四個橡膠墊腳，減少外部震動對測試儀的影響。顯示屏與操作系統采用觸摸屏操作，放置在箱體前面板。

3 測試儀測量精度分析

本測試儀精度分析采用與標準樣品（標準板）相比對的方法。作者利用反射率數值為60.05%的標準樣品作為標準板和遮光筒在觸摸屏上進行操作校準、校零，來測量經過計量部門標定數值為85.15%（A樣）和72.31%（B樣）的被測樣品，來進行測試儀的示值誤差和重復性的測量。測量結果如下表1所示。

從表1可見，本測試儀測量示值與計量部門標定數值的差值均在±2%F.S范圍以內，重復性誤差<1%，重復性好，滿足機動車后視鏡反射率數值的測試要求。

4 結論

本測試儀結構簡單、測量簡便快速并能直觀得出反射率數值。該測試儀采用比較測量法、光電積分和單片機相結合，不僅具有外觀精美、操作方便 、性能穩定等優點，而且在測量精度及重復性上還具有完全符合并高于國家對機動車后視鏡反射率性能檢測的要求。

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作者簡介：冀中祥（1988-），男，河南駐馬店人，助理工程師，主要從事機械設計及檢測技術研究。