多类型汽车传感器通用测试系统的设计

2015-12-29瑞安市质量技术监督检测院

电子世界 2015年23期

瑞安市质量技术监督检测院周晓

多类型汽车传感器通用测试系统的设计

瑞安市质量技术监督检测院周晓

针对目前汽车传感器检测系统功能单一等问题，设计一种多类型汽车传感器通用的测试系统，采用LabVIEW软件平台设计程序，整合模块化的设备资源，集成开发检测范围涵盖汽车压力、液位、温度、车速及轮速等多类型传感器的性能分析和耐久测试系统。该系统可满足多型号汽车、多类型传感器的检测，是一个开放的测试系统，具有很强的扩展性。

LabVIEW；汽车；传感器；自动化；测试系统

0 前言

随着汽车行业的规范化发展，传感器零部件制造商对测试要求不断提高，以往测试对象和功能较为单一的实验测试系统，已无法满足汽车上多样类别传感器的测试要求，开发研制传感器通用测试系统成为当下制造商的新需求。研制多传感器通用测试系统满足不同种类产品在高低温条件下的性能测试，同时兼顾部分类型传感器在高低温度下的耐久性试验，对于降低了实验室下的汽车传感器测试成本，实现硬件上扩展和升级具有重要的意义。

1 测试系统总体结构设计

根据市场调研的情况，目前各汽车传感器制造商对汽车传感器的检测需求主要集中在车速、轮速、温度、压力及燃油等几类传感器的测试。测控参数的要求可整理如表1所示。

表1 测试系统的测控参数

在市场需求的基础上，基于PCI 总线设计开发多种类传感器通用测试平台系统，设备操作按照半自动化理念执行，样品的取放由操作人员人工完成，测试过程由PCI 测试主机作为上位机控制自动进行。整个测试系统主体由通用测试机柜和传感器工作台两部分构成，机柜和工作台之间使用通用电气接口和适配线缆进行连接。

2 测试系统的硬件布局

测试机柜和传感器安装台均配有通用电气接口，接口带有不同规格和功能的针脚，通过定义针脚功能，便可实现机柜和安装台之间电源供给等强电连接，以及串口通信和电信号采集等弱电交互功能。对于不同传感器安装平台与机柜的连接，仅需更换适配线缆，无需更换其他硬件或接口。

数据采集通过常用的信号路由接口，将PCI总线测试板卡和被测传感器经过负载路由电路进行连接和切换，实现多通道数据采集和同步数采。电平信号采集，电流信号采集及四线法电阻测量由系统万用表卡完成，方波信号和脉冲信号由示波器卡采集分析，运动控制、位置读取以及气压信号读取等多种功能由多功能数采卡实现，负载切换及气路控制由数字IO卡执行，温度控制和气压控制使用RS485串行总线控制工作台上的控制模块完成。

3 测试系统的软件开发

系统软件基本的测试功能可分为性能测试和耐久测试。性能测试对被测传感器的测试参数进行单次测量，根据设定测试参数，自动控制检测过程，实现测试画面实时监控及检测结果实时记录；耐久测试则是在长时间下根据不同的可变温度、压力或者液体高度等条件，对被测件的主要测试参数进行记录，描绘出曲线并进行记录。在一个测试平台上整合有限的资源完成多类型传感器的测试工作，需对软件开发平台做合理的选择。此处软件开发采用了灵活的图形化编程语言LabVIEW作为软件平台。LabVIEW的虚拟仪器技术使得测试软件和硬件仪器在不同传感器的测试条件下物尽其用。软件结构针对不同对象的传感器开发出不同的软件进程模块，针对不同的控制方式和运用条件开发出不同的线程模块。如压力传感器进程模块和液位传感器进程模块，温度控制线程模块和高度控制线程模块。

通过软件程序的可视化，整个软件由启动界面、参数配置界面以及传感器测试主界面三大部分组成，整个软件系统秉承软件设计高内聚、低耦合的设计思想。图1，图2分别为软件登录界面及气压传感器测试主界面，其中图2为一种汽车气压传感器在连续压力变化下输出的电压数据、实时曲线及结果判断等内容，图中曲线为实测数据的拟合曲线，两侧的细实线代表了输出信号的上下误差带，中间粗实线代表了输出信号。