BS AU 228——道路车辆碰撞试验测量技术与仪器规范

📐 BS AU 228 系列是英国标准协会（BSI）针对道路车辆碰撞（冲击）试验中测量技术与仪器要求制定的系列规范，直接转化并采用国际标准 ISO 6487 与 ISO 8721。碰撞试验是汽车被动安全评价、法规符合性验证与研发验证的核心手段，而测量数据的准确性与可重复性完全取决于测量技术与仪器的规范程度。本系列以”测量技术 + 通用仪器”为主线，为整车、台车、部件级碰撞试验的加速度、力、位移、速度与时间等物理量的采集、处理与评定提供了统一的技术基础。

一、标准体系与适用范围 📌

BS AU 228 系列由两部分组成，分别对应两项国际标准：

第一部分 BS AU 228-1b 全面替代了此前的 BS AU 228-1a:2000 版本（该版本已撤销），其参与准备工作委托给了技术委员会 AUE/7″汽车乘员约束系统”，该委员会负责维护和推广与车辆碰撞试验测量相关的英国标准。标准明确指出：本规范作为英国国家标准，不替代 ISO 6487:2002 本身的国际地位，而是作为英国采用并实施该国际标准的国家版本。该标准在 2002 年 11 月 6 日出版，其版权归 BSI 所有，用户在使用时应正确应用标准条款，遵循其全部必要条件。

二、测量系统总体构成 🛠️

按 BS AU 228-1b 的要求，碰撞试验测量系统由以下环节组成，任何一环不满足要求都会影响最终数据：

• 传感器（Transducer）：加速度计、力传感器、位移计、角速度计等，将被测量转换为电信号。
• 信号调理（Signal Conditioning）：放大器、滤波器、归一化电路，对传感器信号进行放大与预处理。
• 数据采集（Data Acquisition）：A/D 转换、采样与记录，将模拟信号数字化并存储。
• 数据评定（Data Processing）：数字滤波、量纲换算、零点修正与特征值提取。
• 校准与验证（Calibration & Verification）：静态与动态校准，确保系统溯源至国家标准。

在整车碰撞中，通常需要同时采集数十至上百个通道的数据，涵盖车身结构、假人各部位、约束系统与壁障等多个方面。如此庞大的通道规模，对测量系统的同步性、通道间一致性以及抗干扰能力提出了很高要求。BS AU 228 正是通过统一的技术规定，使不同试验室、不同车型、不同批次的碰撞数据具备可比性。

三、通道频率等级与滤波要求 🔧

碰撞信号具有宽频、瞬态、大动态范围的特点。BS AU 228 与 ISO 6487 采用”通道频率等级（Channel Frequency Class，CFC）”来规范测量通道的频率响应特性，这是本系列最核心的技术要求之一。CFC 定义了通道在指定截止频率下的幅频响应容差带，常见等级包括 CFC 60、CFC 180、CFC 600、CFC 1000 等。

滤波器应采用符合规定阶数与幅频特性的模拟/数字滤波器，且不得引入过大的相位畸变。若测量信号中混入高频噪声（如结构振动、电磁干扰），应在不影响被测频带的前提下合理滤波。数据评定阶段还应明确采样起始时刻与零点修正方法，使时间历程具有统一的时间基准。

四、传感器选型与安装 🔩

标准对加速度计、力传感器等提出如下要求：

• 量程：应覆盖被测信号最大值的 110% 以上，避免削顶；同时兼顾低量程分辨率。
• 频响：传感器自身固有频率应远高于被测频带，保证在其工作频带内幅频特性平坦。
• 安装：传感器与被测结构的安装刚度应足够，避免因安装谐振引入虚假峰；安装面应平整、清洁，紧固力矩符合规定。
• 方向与极性：安装方向应严格对准被测加速度方向，并正确标定极性，防止符号错误。
• 温度与环境：考虑碰撞试验现场的温度、冲击与振动环境，必要时采用隔离或减振措施。

五、光学测量方法与运动量评定 📏

BS AU 228-2（ISO 8721）规定了碰撞试验中位移、速度等运动量的光学测量方法，即通过高速摄影、光电编码或基于图像的运动分析来获得假人、车体结构或台车的运动轨迹。光学测量常用于难以直接安装传感器的部位（如假人头部的空间运动、车身部件的侵入与变形）。

• 高速摄影：帧率应足以分辨被测运动的最高频率成分，并保证足够的空间分辨率。
• 坐标标定：利用已知尺寸的标定板或基准点，建立图像像素与空间坐标的映射关系。
• 特征点识别：在测点粘贴高对比度标记，通过图像处理提取标记中心轨迹。
• 误差控制：光学测量受透视、镜头畸变、运动模糊与光照影响，应进行镜头标定与误差评估。

光学测量与电测互补：电测提供高精度、高采样率的连续时间历程，适合局部测点；光学测量提供非接触、全场的运动信息，尤其适合评价结构侵入量、假人整体运动轨迹以及难以贴装传感器的部位。两者结合，可以更全面地重建碰撞过程的运动学与动力学响应。

六、数据采集、校准与验证 📊

数据采集系统应具备足够的采样率（一般不低于被测最高频率成分的若干倍）、通道数与存储容量。标准要求测量通道在试验前后均应进行校准，校准应溯源至国家标准或国际标准，并记录校准证书编号与有效日期。校准包括：

• 静态校准：对传感器施加已知的输入量（如标准重力、标准力值），验证灵敏度与线性度。
• 动态校准：通过冲击台或振动台验证传感器在宽频带内的幅频与相频特性。
• 通道系统校准：对”传感器 + 调理 + 采集”整链进行端到端校准，消除系统误差。

试验数据应按规定格式记录并妥善保存，确保数据可追溯、可复核。数据处理时应明确采样起始时刻、零点修正方法与滤波参数，保证不同试验室、不同批次试验之间的结果可比。对于异常通道（传感器脱落、线路中断、信号削顶、零点漂移等），应在数据评定前予以识别并剔除，避免误用。

七、工程实践要点 🧭

• 🔍 通道清单：试验前编制测量通道清单，逐通道注明测点、方向、传感器型号、量程、滤波等级与校准状态。
• 🔧 假人标定：碰撞假人（如 Hybrid III）在使用前须按标准标定，头部、胸部、腿部等测点加速度与力通道均须验证。
• 📊 数据有效性：对采集信号进行预处理检查，剔除传感器脱落、线路中断、削顶等异常通道。
• 📋 结果评定：依据法规或专项标准计算 HIC、胸部合成加速度、腿部力等伤害指标，并对照限值判定。

此外，在法规符合性试验与消费者评价（NCAP）试验中，测量数据的规范性直接关系到车型评价结果的公信力。试验室应建立完善的测量系统质量管理体系，对传感器、调理器、采集器进行周期检定，并保存完整的校准与验证记录，确保任何一次试验的结果都可溯源、可复核。

八、常见问题解答 ❓