PCI采集卡的汽车位移传感器耐久性测试系统

陈久印，范有情，胡 翔，何 涛

（1湖北工业大学现代制造质量工程重点实验室，湖北 武汉430068；2湖北工业大学机械工程学院，湖北 武汉430068）

汽车位移传感器的使用寿命直接关系到汽车点火系统的寿命以及汽车制造厂商的声誉。国内汽车制造厂商急需一套针对汽车位移传感器的耐久性测试系统。目前市场上一般都以虚拟仪器Lab VIEW结合NI公司的数据采集卡构建此类采集测试系统，虽效果较好，但成本较高。本文结合实际情况分析了研华PCI1710数据采集卡的性能，提出基于PCI数据采集卡结合多线程以及数据库技术的汽车位移传感器耐久性测试系统。

1 系统整体方案

本测试系统主要由移动工作台、微型计算机、串口继电器、PCI数据采集卡以及安装在工作台上的电磁阀、汽缸、位移传感器等组成（图1）。

图1 系统硬件配置图

对该工作台结合实际进行整体优化，确保汽缸能够带动磁环水平移动，并且能够快速、准确地调节磁环位置。本测试系统利用串口继电器控制电磁阀，从而使汽缸带动磁环触发位移传感器产生电压信号，通过数据采集卡和微型计算机采集、处理、存储和分析采集到的电压信号。

2 系统硬件设计

2.1 电磁阀的选择

电磁阀的种类较多，性能也各不相同。本测试系统结合耐久性测试的实际需求，选用日本SMC公 司 生 产 的 SY5120－5LZD－01 二 位 五 通 微 型DC24V换向气阀。此电磁阀具有结构简单、牢固、体积小、重量轻、频率响应快、性能稳定、寿命长、可在常温高温下使用，以及抗外磁场干扰能力较强等优点。

2.2 驱动模块设计

能够驱动电磁阀的模块很多。其中RS232串口通信程序编写简单，硬件接口简单，便于程序调试。工业级多功能四路继电器控制板可以利用微型计算机实现一些设备智能化控制，成本低，使用方便，寿命长，符合本测试系统的实际使用环境。

2.3 数据采集系统设计

所设计的数据采集系统由研华公司生产的PCI－1710数据采集卡和其配套的接线端子、PCL电缆组成。该测试系统操作简单，只需将PCI－1710数据采集卡插于PCI总线插槽并安装相关驱动即可。PCI－1710数据采集卡上有一个FIFO缓冲器，能存储4 K的A／D采样值。当FIFO半满时，PCI－1710数据采集会产生一个中断。该特性提供了连续高速的数据输入及Windows下更可靠的性能，采样频率高达100 k S／s［1］。本测试系统使用了3个模拟量输入通道AI0、AI1、AI2同一时间对3个汽车位移传感器进行电压信号的采集。同时将模拟量输入AIGND接地，即将接线端子60口与26口串联并与底线相连。管脚接线图如图2所示。

图2 管脚接线图

3 系统软件设计

3.1 软件界面设计

本测试系统使用MFC对软件界面进行设计（图3）。

图3 软件界面

3.2 程序流程图

本系统使用C＋＋编程使用多线程技术进行管理［2］，同时利用 MYSQL数据库支持多线程处理、有多种列类型、存入速度快等优点对数据进行存储［3］。程序流程如图4所示。

图4 程序流程

4 测试结果分析

在高速采集的情况下对采集到汽车位移传感器的最大电压与最小电压进行了数据统计（表1）。

表1 汽车位移传感器最大最小电压值

图5 汽车位移传感器电压值测试结果分布图

该汽车位移传感器的最大、最小电压分别为4.5 V和0.5 V。由表1计算可知，测量平均值分别为4.505 9 V、0.493 9 V，标准方差分别为0.011 189、0.008 765，测量精度较高。如图5所示，测量结果波动比较平稳，可见系统的稳定性较高。

5 结束语

本测试系统选用C＋＋结合多线程以及数据库技术，结合研华公司生产的PCI－1710数据采集卡对汽车位移传感器的耐久性进行测试。本系统操作简单、易于维护，投入使用半年以来检测了各种类型新研发的汽车位移传感器，提供了汽车位移传感器使用寿命的一手资料。

［1］王生祥，勾 瑞.基于PCI局部总线的数据采集卡的设计［J］.仪表技术与传感器，2001（10）：21－23.

［2］刘 勇.如何利用MFC实现线程间的同步［J］.计算机应用，2001（S1）：256－258.

［3］Russell J T Dyer.MYSQL核心技术手册［M］.第二版.辛红军，李东梅，译.北京：机械工业出版社，2009：442－470.