この規格 プレビューページの目次
※一部、英文及び仏文を自動翻訳した日本語訳を使用しています。
3 用語と定義
このドキュメントでは、次の用語と定義が適用されます。
ISO と IEC は、次のアドレスで標準化に使用する用語データベースを維持しています。
3.1
IRトラック
胸部圧迫の評価のための赤外線伸縮ロッド
クラッシュダミーの胸部たわみを測定するために使用される非レシオメトリック変位トランスデューサ
注記 1:変換器の技術は、Rouhana らの論文に記載されています。 [1998] [1] .測定原理は、放射照度を感知する LED とフォトトランジスタによる赤外光の放出に基づいています。トランスデューサは、放射照度と出力電圧がエミッタとフォトトランジスタ間の距離の逆二乗に比例するため、非線形デバイスです。フォトトランジスタと LED の間の距離は、理論的にはフォトトランジスタの出力電圧の逆平方根に比例します: d = C/√ UIR 。出力電圧の逆平方根は、出力電圧のマイナス 0.5 乗としても書けるので、 d = C × UIR−0.5
3.2
変位校正
ゼロmmの開始点がセンサーの拡張範囲の近くで定義される従来の圧縮方法
注記 1: IR-TRACC の全長が減少すると (IR-TRACC が圧縮されると)、その校正済みの mm 出力が増加します。 IR-TRACC の線形化された出力は、その長さに負に比例します。変位校正コンポーネントは、トランスデューサを校正固定具に固定するために使用されます。これらのコンポーネントは、ダミーで使用されるセンサーの最終アセンブリに必ずしも属しているとは限りません。したがって、変位キャリブレーションは、固定基準に対する絶対ポイント ツー ポイント (距離) キャリブレーションではありません。ダミーの胸部のたわみは時間ゼロの IR-TRACC 変位に対して計算されるため、これは必要ありません。 IR-TRACC 変位出力は、ISO MME [2] Code DS for Displacement に関連付けられています。
3.3
変位校正治具
IR-TRACC の大径端がインターフェイスを介して取り付けられる固定ヘッドと、IR-TRACC の小径端が別のインターフェイスを介して取り付けられる IR-TRACC の受光軸に平行な可動クロス ヘッド
図 1 —変位校正フィクスチャの例 (分解図)
Key
| 1 | 横荷重治具 |
| 2 | クロスヘッドの位置決めねじ |
| 3 | インターフェイス |
| 4 | 固定ヘッド |
| 5 | IRトラック |
| 6 | ムービングクロスヘッド |
| 7 | リニアゲージ |
3.4
公称線形化指数
フォトトランジスタ電圧出力を逆平方根関数として線形化するための理論的パラメータ、または電圧出力 U IRを -0.5 乗する
注記3.1 参照。理論上の線形化指数は -0.5 [−] です。 IR-TRACC の開始時に、一定量の例またはプロトタイプに基づいて、実際には IR-TRACC を線形化するための指数が -0.5 ではなく、-0.428 57 に近いことがわかりました。
2 年生から入学まで:d = C * UIR−0.428 57
注記 3:この値は、電圧出力を線形化するための固定指数としてしばらくの間使用されてきましたが、IR-TRACC コンポーネントの個体差が最小限であるため、この固定値は個々のトランスデューサの線形化誤差を最小にするものではありませんでした。現在まで、この値は指数の最適化の開始指数として適用されています (3.5 および 3.6 を参照)
3.5
最適化された線形化指数
個々のセンサーの実際のキャリブレーション データ (キャリブレーション範囲での出力電圧) に基づいたキャリブレーション パラメーターで、キャリブレーション範囲全体で線形化誤差を最小限に抑えます。
3.6
指数最適化
数値最適化などのデータ処理を適用することによる線形化指数の最適化
注記 1:この方法は、キャリブレーション範囲全体にわたって線形化誤差を最小化する最適な線形化指数を見つけます。このプロセスの結果は、最適化された線形化指数 EXP, 校正係数 C IR 、変位インターセプト I DS 、感度 S IRおよび変位インターセプト電圧 I DSVです。最適化方法については 6.3 で説明します。
3.7
強制横操作試験
IR-TRACC が変位測定の軸に垂直な方向のチューブの曲げに過度に敏感でないことを確認するために実装されたテスト
注記1:試験は変位ゼロ点で実施する。 4.45 N ± 0.15 N の力が IR-TRACC チューブに加えられ、固定ヘッドと可動クロス ヘッドのほぼ中間で、圧縮軸に垂直に引っ張られます (横方向の荷重点の距離は正確である必要はありません。加えられた力は、極端な曲げでチューブを操作するのに十分です) IR-TRACC の横方向試験出力電圧 (U IR-LAT ) は、90 度離れた 4 方向に引っ張って記録されます。
3.8
チューブインアウト校正方法
IR-TRACCが望遠鏡のチューブの個々の位置に過度に敏感にならないようにするために、各キャリブレーション間隔(チューブインとチューブアウトの位置)で2つの極端なチューブ位置条件を考慮に入れるキャリブレーション手順
注記 1: Tubes-in: すべてのフリー チューブは、最大直径の端 (固定クロス ヘッド) に移動します。 Tubes-out: すべてのフリー チューブは、最小直径の端に移動します (可動クロス ヘッドまで)
注記 2: IR-TRACC 変位範囲の任意の長さ (完全に展開/完全に折りたたまれた場合を除く) で、中間望遠鏡チューブは位置を自由に移動できます。
参考文献
| [1] | Rouhana SW, Elhagediab AM, Chapp JJ, A High-Speed Sensor for Measuring Chest Deflection In Crash Dummies, Proceedings 16th International Technical Conference on the Enhanced Safety of Vehicle, ウィンザー、オンタリオ、カナダ、5 月 31 日~6 月 4 日、1998年、論文番号98-S9-O-1 https://www-nrd.nhtsa.dot.gov/departments/esv/16th |
| [2] | ISO/TS 13499, 道路車両 — 衝撃試験用のマルチメディア データ交換フォーマット |
| [3] | MS EXCEL SolverAdd - in 、「MS EXCEL Solver Add-in」でインターネット検索を実行して、コードと詳細情報、例、チュートリアルをダウンロードするためのリンクを探します。例: https://www.addictivetips.com/windows-tips/microsoft-office-excel-2010-solver-add-in/ . GRG Nonlinear ソルバーが適用されます。 GRG は、Lasdon, Fox, および Ratner によって開発された Generalized Reduced Gradient アルゴリズムの略です。 https://archive.numdam.org/ARCHIVE/RO/RO_1974__8_3/RO_1974__8_3_73_0/RO_1974__8_3_73_0.pdf |
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.
ISO and IEC maintain terminological databases for use in standardization at the following addresses:
3.1
IR-TRACC
Infra-Red Telescoping Rod for the Assessment of Chest Compression
non-ratiometric displacement transducer used to measure chest deflection in crash dummies
Note 1 to entry: The technology of the transducer was described in a paper by Rouhana et al. [1998][1]. The measurement principle is based on emission of infra-red light by an LED and a phototransistor sensitive to irradiance. The transducer is a non-linear device, as the irradiance and output voltage is proportional to the inverse square of the distance between the emitter and the phototransistor. The distance between the phototransistor and the LED is theoretically proportional to the inverse square root of the phototransistor output voltage: d = C/√UIR. The inverse square root of the output voltage can also be written as the output voltage to the power of minus 0,5, therefore d = C × UIR−0,5
3.2
Displacement Calibration
classic compression method where the zero mm starting point is defined close to the extended range of the sensor
Note 1 to entry: When the IR-TRACC overall length decreases (IR-TRACC compresses), its calibrated mm output increases. The IR-TRACC linearized output is negatively proportional to its length. During displacement calibration components are used to fix the transducer to a calibration fixture. These components do not necessarily belong to the final assembly of the sensor as used in the dummy. The displacement calibration therefore is not an absolute point to point (distance) calibration against a fixed reference. This is not necessary as the chest deflection of the dummy is calculated with respect to the IR-TRACC displacement at time zero. The IR-TRACC displacement output is associated with the ISO MME[2] Code DS for Displacement.
3.3
Displacement Calibration Fixture
fixed head to which the large diameter end of the IR-TRACC is attached through an interface, and a moveable cross head parallel to the sensitive axis of the IR-TRACC to which the small diameter end of the IR-TRACC is attached through another interface
Figure 1—Example Displacement Calibration Fixture (exploded view)
Key
| 1 | Lateral loading fixture |
| 2 | Screw to position cross head |
| 3 | Interfaces |
| 4 | Fixed head |
| 5 | IR-TRACC |
| 6 | Moving cross head |
| 7 | Linear gauge |
3.4
Nominal Linearization Exponent
theoretical parameter to linearize the phototransistor voltage output as an inverse square root function, or the voltage output UIR to the power of −0,5
Note 1 to entry: See 3.1. The theoretical linearization exponent is -0,5 [−]. During inception of the IR-TRACC it was found based on a certain quantity of examples or prototypes that in practise the exponent to linearize IR-TRACCs was not −0,5, but was close to −0,428 57.
Note 2 to entry:d = C * UIR−0,428 57
Note 3 to entry: This value has been used for some time as a fixed exponent to linearize the voltage output, but due to minimal individual differences of IR-TRACC components, this fixed value did not give the smallest linearization error for each individual transducer. Up to this date this value is now applied as a starting exponent for optimization of the exponent (see 3.5 and 3.6).
3.5
Optimized Linearization Exponent
calibration parameter based on the actual calibration data (output voltage over calibration range) of one individual sensor, giving the least linearization error over the entire calibration range
3.6
Exponent Optimization
optimization of the Linearization Exponent by applying data processing, for instance (but not limited to) numerical optimization
Note 1 to entry: The method finds the best linearization exponent that minimises the linearization errors over the entire calibration range. The result of the process is the optimized linearization exponent EXP, Calibration Factor CIR, Displacement Intercept IDS, Sensitivity SIR and Displacement Intercept Voltage IDSV. The optimization method is explained in 6.3.
3.7
Forced Lateral Manipulation Test
test implemented to ensure an IR-TRACC is not overly sensitive to bending of the tubes in a direction perpendicular to the axis of displacement measurement
Note 1 to entry: The test is executed at the zero displacement point. A force of 4,45 N ± 0,15 N is exerted to the IR-TRACC tube pulling perpendicular to the axis of compression about halfway between the fixed head and the moving cross head (the distance of the lateral loading point does not have to be exact, as the applied force is adequate to manipulate the tubes in bending extremes). The IR-TRACC lateral test output voltages (UIR-LAT) are recorded pulling in four directions spaced 90 degrees.
3.8
Tubes In-Out Calibration Method
calibration procedure that takes two extreme tube position conditions into account at each calibration interval (tubes-in and tubes-out position) to ensure an IR-TRACC is not overly sensitive to the individual positions of the telescope tubes
Note 1 to entry: Tubes-in: all free tubes are moved to the largest diameter end (to fixed cross head); Tubes-out: all free tubes are moved to the smallest diameter end (to moving cross head).
Note 2 to entry: In any length of the IR-TRACC displacement range (except fully extended/fully collapsed) the intermediate telescope tubes are free to move position.
Bibliography
| [1] | Rouhana S.W., Elhagediab A.M., Chapp J.J., A High-Speed Sensor for Measuring Chest Deflection In Crash Dummies, PROCEEDINGS 16th International Technical Conference on the Enhanced Safety of Vehicles (ESV), Windsor, Ontario, Canada, May 31- June 4, 1998, Paper Number 98-S9-O-15. https://www-nrd.nhtsa.dot.gov/departments/esv/16th |
| [2] | ISO/TS 13499, Road vehicles — Multimedia data exchange format for impact tests |
| [3] | MS EXCEL Solver Add-in, Perform an internet search with ‘MS EXCEL Solver Add-in’ for links to download the code and further information, examples and tutorials. For instance: https://www.addictivetips.com/windows-tips/microsoft-office-excel-2010-solver-add-in/ . The GRG Nonlinear solver is applied. GRG stands for Generalised Reduced Gradient algorithm, developed by Lasdon, Fox and Ratner. https://archive.numdam.org/ARCHIVE/RO/RO_1974__8_3/RO_1974__8_3_73_0/RO_1974__8_3_73_0.pdf |