劉佃濤，葛宗強，文俊，劉春峰

（安徽江淮汽車集團股份有限公司，安徽 合肥 230601）

基于LabVIEW的位移傳感器檢測系統(tǒng)

劉佃濤，葛宗強，文俊，劉春峰

（安徽江淮汽車集團股份有限公司，安徽 合肥 230601）

文章以某國產(chǎn)DCT變速箱內(nèi)的位移傳感器為研究對象，基于LabVIEW平臺搭建位移傳感器檢測系統(tǒng)。關(guān)鍵詞：DCT；LabVIEW；位移傳感器；電缸

CLC NO.:U471.3Document Code:AArticle ID:1671-7988 (2017)02-154-03

引言

LabVIEW（Laboratory Virtual instrument Engineering Workbench）是一種圖形化的編程語言的開發(fā)環(huán)境，它廣泛地被工業(yè)界、學術(shù)界和研究實驗室所接受，視為一個標準的數(shù)據(jù)采集和儀器控制軟件。LabVIEW集成了與滿足 GPIB、VXI、RS-232和 RS-485 協(xié)議的硬件及數(shù)據(jù)采集卡通訊的全部功能。它還內(nèi)置了便于應用TCP/IP、ActiveX等軟件標準的庫函數(shù)。這是一個功能強大且靈活的軟件。

伴隨轎車市場的成熟，用對整車品質(zhì)的要求也越來越高，傳感器作為變速箱內(nèi)部信號獲取元件，傳感器的性能穩(wěn)定是整車高品質(zhì)的基礎，故控制傳感器的性能成為非常重要的一項工作； 在變速箱開發(fā)過程中，需要提供位移傳感器的性能數(shù)據(jù)用以支撐位移傳感器的開發(fā)，本檢測系統(tǒng)用以檢測位移傳感器的性能如誤差等。

1、系統(tǒng)硬件設計

為實現(xiàn)位移傳感器測試，需要位移執(zhí)行機構(gòu)-----電缸，需要將位移傳感器的測試與標準位移比較，選用激光位移傳感器作為比較源，以滑臺作為調(diào)節(jié)傳感器和磁鐵之間的間隙工具，在測試前通過滑臺調(diào)整傳感器位置，由電缸移動到特定位置，將待測位移傳感器所測數(shù)值和激光位移傳感器位置作比較。具體如下：

1.1 電缸

本系統(tǒng)中選用IAI的RCP4-SA5C電缸，電缸為脈沖伺服型，伺服控制，位置精度可靠，具備斷電后再供電電缸從斷電位置開始運動，不需要歸零；通過相匹配的控制器可以進行耐久或性能測試，可在控制器中設置點位置控制（最多512個控制點）或脈沖步階控制。具體參數(shù)如下：

表1 電缸參數(shù)

1.2 激光位移傳感器

本系統(tǒng)中選擇基恩士的位移傳感器作為標準位移比對對象，基恩士的位移傳感器精度高，抗干擾能力高，功能齊全；有多種輸出方式，有PNP/NPN、模擬量輸出等，本次選擇IL-300；重復定位精度高達30微米，滿足系統(tǒng)要求。

1.3 手動滑臺

將傳感器安裝到滑臺上，通過移動滑臺的xyz方向，確定傳感器相對齒輪間隙，且滑臺精度高，直線度3微米滿足系統(tǒng)要求。

1.4 工裝

本系統(tǒng)中工裝主要包括滑臺和電缸的連接工裝、滑臺和位移磁鐵的連接工裝、傳感器固定工裝等。

1.5 數(shù)據(jù)采集卡

本系統(tǒng)中激光位移和待測位移輸出均為模擬量信號，故選用CDQ 9215，使用方便，采集精度高。

2、系統(tǒng)軟件搭建

此部分為系統(tǒng)的主要部分，數(shù)據(jù)的采集、處理分析和顯示均由軟件完成，本系統(tǒng)軟件分為初始化及設置、數(shù)據(jù)采集及計算、數(shù)據(jù)存儲、電缸控制。程序流程圖如下：

圖2 流程圖

2.1 電缸控制

OPC(OLE for Process Control)是一個工業(yè)標準，OPC標準以微軟公司的OLE技術(shù)為基礎，OPC定義了一個開放的接口，在這個接口上，基于PC的軟件組建能交換數(shù)據(jù)，它是Windows的OLE--對象鏈接和嵌入、COM，因此OPC為自動化層的典型現(xiàn)場設備連接工業(yè)應用程序和辦公室程序提供了一個理想方法，故選用通過調(diào)用OPC實現(xiàn)PC控制PLC的方法。

在位移傳感器檢測中，電缸作為執(zhí)行機構(gòu)，如何有效的控制電缸運動為主要工作?？刂齐姼走\動主要需要PLC、電缸控制器和西門子OPC，主要數(shù)據(jù)交換流程如下：

圖3 電缸數(shù)據(jù)交換圖

在軟件通過調(diào)用變量節(jié)點的方式調(diào)用設置好的OPC，就可以與PLC交換數(shù)據(jù)。

圖4 與PLC數(shù)據(jù)交換

PLC控制電缸控制器時采用二進制方式，在電缸控制器中編輯好位置數(shù)據(jù)表，電缸控制器會根據(jù)PLC發(fā)送的數(shù)據(jù)檢查位置數(shù)據(jù)表，并電缸按位置數(shù)據(jù)表對應的位移量移動。

圖5 位置數(shù)據(jù)表

2.2 數(shù)據(jù)采集及計算

位移采集采用模擬量采集，當實驗完成后需對數(shù)據(jù)進行誤差計算，計算出線性度、最大誤差和最小誤差等，并將計算后的數(shù)據(jù)保存到文件中。

圖6 誤差計算

2.3 數(shù)據(jù)存儲

將采集和計算所得數(shù)據(jù)實時存儲到.tdms文件，以便后期的數(shù)據(jù)分析。

3、試驗數(shù)據(jù)

圖7 位移數(shù)據(jù)

根據(jù)工況設定不同的位移量，采集相應的試驗數(shù)據(jù)，如圖7。

4、總結(jié)

目前國內(nèi)多個汽車廠家在進行DCT變速箱的研發(fā)，而開發(fā)過程中位移傳感器的性能參數(shù)的掌握會對開發(fā)進程起到積極影響，NI產(chǎn)品作為成熟的工具，可以在變速箱開發(fā)過程廣泛使用；本文旨在為基于NI系統(tǒng)平臺，搭建變速箱內(nèi)位移傳感器檢測系統(tǒng)提供一種思路。

[1]傳感器原理及應用. 電子工業(yè)出版社.2011.

[2]LabVIEW寶典.電子工業(yè)出版社.

[3]LabVIEW實用工具詳解.電子工業(yè)出版社.

The displacement sensor testing system based on LabVIEW

Liu Diantao, Ge Zongjiang, Wen Jun, Liu Chunfeng
( Anhui jianghuai automobile group co., LTD., Anhui Hefei 230601 )

The article with a domestic DCT transmission of displacement sensor as the research object, based on the LabVIEW platform displacement sensor detection system.

DCT; LabVIEW; Displacement sensor; Electric cylinder

U471.3

A

1671-7988(2017)02-154-03

劉佃濤，就職于安徽江淮汽車集團股份有限公司。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2017.02.053