汽车按键开关测试系统的开发探讨

周光调

摘要：汽车按键开关功能对行车安全有重要影响。汽车按键开关测试的硬件系统包括了继电器、步进电机、工控计算机、压力传感器等，设计硬件时，要将电气元件的干扰考虑到其中，以此合理布线。测试系统软件的设计采用模块化方式，在操作页面便能执行各功能模块，信息显示得以明了化，操作非常简单。

关键词：汽车按键;开关测试系统;开发探讨

1.汽车按键开关测试系统硬件开发

在汽车按键开关测试系统中，工业计算机的型号是，主要用来检测被测样件并把控测试过程，比如，可控制实验报表打印、显示实时参数等。

多功能数据采集卡：该部分连接执行结构、工控机，可接受控制信号，控制继电器、步进电机，还可接受继电器、传感器的模拟信号，并将该信号传送到工控机并显示。搭建测试系统硬件前，要考察多功能数据采集卡的性能。

步进电机驱动器：可选型号为。特点有：40VDC的供电电压;斩波频率为20KHZ;TTL电平兼容;拨码开关确定细分精度;电流在静止时被减半;100KHZ的频率;电源反保护功效。步进电机驱动器因信号的不同而产生引脚功能上的差异，如GND信号，直流电源地。OA+信号，电机A相。使用步进电机驱动器的相关参数可见下表：

压力传感器：主要对汽车按键开关的压力进行感知。对传感器施加变形外加力，此时，其表面因内部极化而聚集电荷，出现电压;当除去压力后，传感器不带电。根据其工作原理，压力传感器本质上为电容器，在相对的两个表面都聚集了正负电荷，即两个极板，电容值公式是：

毫伏变送器的接入在于压力传感器的输出能量太小，无法实现A/D转换，需要毫伏变送器放大弱信号。技术指标：灵敏度为，输出电流为0-10mA，优于0.1%F.S的精度，-20℃—85℃的工作温度等。

在导通了被测开关后，继电器就可以测试两端的电压。工作温度是℃，3-32VDC的输出电压。

在导通了被测开关之后，Out2端的信号比较脆弱，难以进行A/D转换，需要放大微弱信号，由此可安装放大器。

因为汽车按键开关测试系统由机械部分、电气部分构成，复杂的电磁环境会干扰测试系统。此外，系统内部也存在着干扰源。为此，需要研究干扰度，确保测试系统能得到准确的结果。

2.汽车按键开关测试系统软件开发

系统软件功能模块包括实验报表打印模块、数据储存与调用模块、参数设置模块、实验开始与停止模块、图形显示模块等。

TeeChart控件在图形显示模块上的应用能够以曲线形式显示由数据采集卡得到的数据，可生成直观的2D、3D影像，缩放自如，接口函数丰富。TChart是TeeChart的主类。然后，在TChart中，又分别包含了小类、属性、事件。因为支持函数众多，TChart的功能非常大。在运行主程序之前，还需要设定初始化程序。通过Teechart控件，曲线的绘制可由折线段拟合曲线法绘制。然后，再将采集而来的数据从缓存里调走添加到控件序列表。最后，以折线的方式连接序列中的离散数据点从而得到曲线。

参数设置模块：主要设定测量行程、压力参数，在执行测试程序后，TeeChart上将显示量程设定值。

数据采集：采集方式有单通道、多通道循环采集两种，以250KHZ、100KHZ为二者的最高限值。采样时间t=1/f，输入精度度12Bit。

数据处理：因为存在着干扰性，所以采集得到的数据结果会有误差。为此，不仅要以滤波器保证接地的正确，也应处理数据，判别异常值。数据处理分两步走，首先，汽车按键开关与触头接触后，多功能数据采集卡会采集到步进电机所移动处的数据，数量为n。然后，相应软件程序会求的n平均数，最后再以“n-n的平均值”。若得到值比均方差大3倍，则要剔除该压力值，再进行n-1的平均值求解。最终保留小于均方差3倍的差值。第二，完成数据初步处理后，工控机内部软件将二次处理数据。

3.结语

汽车按键开关测试成效的好坏影响着汽车整体的质量优劣性，同时还关系到驾驶员、行人的安全。利用工业控制计算机强悍的功能，不妨安装多功能数据采集卡来采集测试数据。同时，还能得到友好的操作界面，具有操作方便、自动化高、系统完善的优点。当然，在设计测试系统硬件时，要注意研究干扰源，做好抑制处理工作。总之，汽车按键开关测试系统要分别从硬件、软件开发两个方面入手，同时研究傅立叶变换、数据采集、测量误差等技术难题，才能保证测量结果的准确性。

参考文献：

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