瑞安市質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督檢測院 周 曉

多類型汽車傳感器通用測試系統(tǒng)的設(shè)計

瑞安市質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督檢測院 周 曉

針對目前汽車傳感器檢測系統(tǒng)功能單一等問題，設(shè)計一種多類型汽車傳感器通用的測試系統(tǒng)，采用LabVIEW軟件平臺設(shè)計程序，整合模塊化的設(shè)備資源，集成開發(fā)檢測范圍涵蓋汽車壓力、液位、溫度、車速及輪速等多類型傳感器的性能分析和耐久測試系統(tǒng)。該系統(tǒng)可滿足多型號汽車、多類型傳感器的檢測，是一個開放的測試系統(tǒng)，具有很強的擴展性。

LabVIEW；汽車；傳感器；自動化；測試系統(tǒng)

0 前言

隨著汽車行業(yè)的規(guī)范化發(fā)展，傳感器零部件制造商對測試要求不斷提高，以往測試對象和功能較為單一的實驗測試系統(tǒng)，已無法滿足汽車上多樣類別傳感器的測試要求，開發(fā)研制傳感器通用測試系統(tǒng)成為當下制造商的新需求。研制多傳感器通用測試系統(tǒng)滿足不同種類產(chǎn)品在高低溫條件下的性能測試，同時兼顧部分類型傳感器在高低溫度下的耐久性試驗，對于降低了實驗室下的汽車傳感器測試成本，實現(xiàn)硬件上擴展和升級具有重要的意義。

1 測試系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計

根據(jù)市場調(diào)研的情況，目前各汽車傳感器制造商對汽車傳感器的檢測需求主要集中在車速、輪速、溫度、壓力及燃油等幾類傳感器的測試。測控參數(shù)的要求可整理如表1所示。

表1 測試系統(tǒng)的測控參數(shù)

在市場需求的基礎(chǔ)上，基于PCI 總線設(shè)計開發(fā)多種類傳感器通用測試平臺系統(tǒng)，設(shè)備操作按照半自動化理念執(zhí)行，樣品的取放由操作人員人工完成，測試過程由PCI 測試主機作為上位機控制自動進行。整個測試系統(tǒng)主體由通用測試機柜和傳感器工作臺兩部分構(gòu)成，機柜和工作臺之間使用通用電氣接口和適配線纜進行連接。

2 測試系統(tǒng)的硬件布局

測試機柜和傳感器安裝臺均配有通用電氣接口，接口帶有不同規(guī)格和功能的針腳，通過定義針腳功能，便可實現(xiàn)機柜和安裝臺之間電源供給等強電連接，以及串口通信和電信號采集等弱電交互功能。對于不同傳感器安裝平臺與機柜的連接，僅需更換適配線纜，無需更換其他硬件或接口。

數(shù)據(jù)采集通過常用的信號路由接口，將PCI總線測試板卡和被測傳感器經(jīng)過負載路由電路進行連接和切換，實現(xiàn)多通道數(shù)據(jù)采集和同步數(shù)采。電平信號采集，電流信號采集及四線法電阻測量由系統(tǒng)萬用表卡完成，方波信號和脈沖信號由示波器卡采集分析，運動控制、位置讀取以及氣壓信號讀取等多種功能由多功能數(shù)采卡實現(xiàn)，負載切換及氣路控制由數(shù)字IO卡執(zhí)行，溫度控制和氣壓控制使用RS485串行總線控制工作臺上的控制模塊完成。

3 測試系統(tǒng)的軟件開發(fā)

系統(tǒng)軟件基本的測試功能可分為性能測試和耐久測試。性能測試對被測傳感器的測試參數(shù)進行單次測量，根據(jù)設(shè)定測試參數(shù)，自動控制檢測過程，實現(xiàn)測試畫面實時監(jiān)控及檢測結(jié)果實時記錄；耐久測試則是在長時間下根據(jù)不同的可變溫度、壓力或者液體高度等條件，對被測件的主要測試參數(shù)進行記錄，描繪出曲線并進行記錄。在一個測試平臺上整合有限的資源完成多類型傳感器的測試工作，需對軟件開發(fā)平臺做合理的選擇。此處軟件開發(fā)采用了靈活的圖形化編程語言LabVIEW作為軟件平臺。LabVIEW的虛擬儀器技術(shù)使得測試軟件和硬件儀器在不同傳感器的測試條件下物盡其用。軟件結(jié)構(gòu)針對不同對象的傳感器開發(fā)出不同的軟件進程模塊，針對不同的控制方式和運用條件開發(fā)出不同的線程模塊。如壓力傳感器進程模塊和液位傳感器進程模塊，溫度控制線程模塊和高度控制線程模塊。

通過軟件程序的可視化，整個軟件由啟動界面、參數(shù)配置界面以及傳感器測試主界面三大部分組成，整個軟件系統(tǒng)秉承軟件設(shè)計高內(nèi)聚、低耦合的設(shè)計思想。圖1，圖2分別為軟件登錄界面及氣壓傳感器測試主界面，其中圖2為一種汽車氣壓傳感器在連續(xù)壓力變化下輸出的電壓數(shù)據(jù)、實時曲線及結(jié)果判斷等內(nèi)容，圖中曲線為實測數(shù)據(jù)的擬合曲線，兩側(cè)的細實線代表了輸出信號的上下誤差帶，中間粗實線代表了輸出信號。

圖1 軟件登錄界面

圖2 氣壓傳感器測試系統(tǒng)

4 結(jié)語

多類型汽車傳感器通用測試系統(tǒng)采用了主流的模塊化儀器平臺，通過圖形化編程語言LabVIEW作為開發(fā)環(huán)境，有效提升系統(tǒng)的擴展性和靈活性，可用于研發(fā)設(shè)計中的開發(fā)測試及型式試驗。該測試系統(tǒng)的開發(fā)具有一定的實際意義：

（1）為多功能試驗臺的開發(fā)提供一種思路?；贚abVIEW軟件開發(fā)環(huán)境，通過整合現(xiàn)有成熟的模塊技術(shù)，實現(xiàn)多功能檢測的目的，對于開發(fā)多功能系統(tǒng)具有一定的借鑒意義。

（2）有利于提高設(shè)備的空間利用率。系統(tǒng)通過對汽車各類傳感器測試信號和運用環(huán)境的多樣整合，測試系統(tǒng)實現(xiàn)了汽車輪速、燃油、溫度和壓力等多類型傳感器的性能分析和耐久測試系統(tǒng)，有效節(jié)約檢測空間。

（3）有利于提高設(shè)備零件利用率。根據(jù)傳感器的不同工作特點，開發(fā)了不同的線程模塊和進程模塊，通過兩則的有效組合，充分釋放了設(shè)備的利用率。

（4）系統(tǒng)屬于開發(fā)系統(tǒng)，可擴展空間大。系統(tǒng)采用模塊化集成的設(shè)計思路，方便定制和擴展不同類別的測試工作臺，適應后續(xù)開發(fā)過程中拓展整合其他的測試功能。

[1]田錦明等．基于LabVIEW的汽車輪速傳感器測控系統(tǒng)設(shè)計[J]．儀表技術(shù)與傳感器,2010(6):21-24．

周曉（1987-），男，機械工程師，現(xiàn)從事汽車電氣產(chǎn)品質(zhì)量檢測技術(shù)方面的研究以及電器產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計。