柔性測試助力汽車(chē)傳感器系統測試

　　汽車(chē)傳感器測試需求分析

　　目前，汽車(chē)上所使用的控制系統從功能上可分為傳感器單元、控制單元和執行單元部分。其中，傳感器單元是汽車(chē)智能化高技術(shù)的標志，具有獨特而重要的地位，其質(zhì)量的優(yōu)劣直接影響著(zhù)能否對汽車(chē)其它部位的有效監測和控制，從而影響汽車(chē)的整體性能。因此汽車(chē)生產(chǎn)廠(chǎng)商或整車(chē)生產(chǎn)廠(chǎng)商在傳感器出廠(chǎng)或安裝到整車(chē)前，需要一種手段來(lái)對傳感器進(jìn)行評價(jià)和驗證。

　　汽車(chē)傳感器測試具有自身的特點(diǎn)，主要表現如下：

　　被測對象的多樣性及快速變化性

　　汽車(chē)上常用的傳感器類(lèi)型包括輪速傳感器、曲軸位置/凸輪軸位置傳感器、溫度傳感器、壓力傳感器、爆震傳感器等。而且針對層出不窮的車(chē)型，每個(gè)功能相同的傳感器在外形上又有著(zhù)不同的差異。再加上測量指標，生產(chǎn)環(huán)境等要求越來(lái)越苛刻，都使得傳統單一的測試工作臺，無(wú)法兼顧如此多樣的傳感器生產(chǎn)。

　　測試內容的近似性

　　在實(shí)際生產(chǎn)中，不同傳感器測試內容又有著(zhù)一定的近似性。因為從測試原理上來(lái)講，汽車(chē)傳感器主要分為主動(dòng)式/被動(dòng)式、溫度、壓力等類(lèi)型。這也是說(shuō)對于不同的傳感器，只要測試原理是一樣的，那就意味著(zhù)它們的測試儀器等設備也是一樣的。

　　高效、靈活的測試設備

　　對于汽車(chē)傳感器生產(chǎn)線(xiàn)，要求的都是經(jīng)濟、高效、自動(dòng)、靈活的測試設備，而且需要高自動(dòng)化，高效率，高產(chǎn)能，高可靠性。傳感器生產(chǎn)廠(chǎng)家希望一次性投入以后，測試設備還能不斷的進(jìn)行更新擴充，有效的支持最新產(chǎn)品和更高的性能指標要求，從而保證設備資本投入有效性。

　　其他要求

　　保證生產(chǎn)質(zhì)量，設備需要具備一定的生產(chǎn)過(guò)程統計能力，并能夠有助于減少由于人為原因造成的生產(chǎn)質(zhì)量的降低。

　　汽車(chē)傳感器發(fā)展趨勢也向集成化、智能化方向發(fā)展，如果只進(jìn)行終檢測試，發(fā)現問(wèn)題為時(shí)已晚，所以往往測試會(huì )和生產(chǎn)過(guò)程交互進(jìn)行。這樣一方面，測試設備與生產(chǎn)線(xiàn)上其他設備良好銜接，另一方面要實(shí)現設備間的信息和數據共享。

　　綜上所述，汽車(chē)傳感器生產(chǎn)測試需要的不再是幾臺簡(jiǎn)單的測試儀器，而是一套機電軟結合的、自動(dòng)化的、便于擴展、對外開(kāi)放的測試設備。而這些正是”柔性測試”技術(shù)所倡導的，采用柔性技術(shù)設計的汽車(chē)傳感器測試系統能夠符合傳感器終檢測試的要求，通過(guò)實(shí)踐證明也正是如此。

　　“柔性測試”技術(shù)

　　實(shí)際上，隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，不單單是汽車(chē)傳感器，其他各種電子裝置也日益智能化、復雜化，以滿(mǎn)足消費者舒適性、易用性的要求。在此情況下，泛華測控在總結過(guò)去經(jīng)驗的基礎上，針對電子產(chǎn)品的生產(chǎn)測試，提出一攬子解決方案，稱(chēng)為“柔性測試”技術(shù)。

　　“柔性測試”技術(shù)是以相關(guān)技術(shù)為依托，滿(mǎn)足測試測量需求的技術(shù)。以虛擬儀器技術(shù)、測試測量技術(shù)、機電一體化技術(shù)、軟件技術(shù)以及通信及網(wǎng)絡(luò )技術(shù)為核心，是現代測試技術(shù)的一個(gè)代表。它具有如下特性：

　　·適應性：滿(mǎn)足多種測試環(huán)境要求，提供多種測試性能，融合多種信號測試能力

　　·靈活性：根據客戶(hù)需求變換測試系統的功能及性能，應用多種技術(shù)滿(mǎn)足測試要求

　　·拓展性：跟隨相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，保證應用系統的先進(jìn)性，實(shí)現測試能力的不斷進(jìn)步。
柔性測試在滿(mǎn)足產(chǎn)品自動(dòng)測試基本需求之上的適度調整與拓展的能力，與其他測試技術(shù)比較

表1 柔性測試與其他測試比較

　　如表1所示：本文介紹的汽車(chē)傳感器測試系統正是基于“柔性測試”技術(shù)構建的。

　　柔性技術(shù)助力傳感器測試系統設計

　　借助 “柔性測試”技術(shù)，泛華測控開(kāi)發(fā)了輪速、位置、爆震、壓力、溫度等傳感器測試系統。這些測試系統中集中體現了虛擬儀器技術(shù)、接口標準化與部件模塊化、機電一體化、網(wǎng)絡(luò )技術(shù)等多個(gè)方面技術(shù)。以下是三個(gè)汽車(chē)傳感器測試系統的實(shí)例介紹：

　　解決方案1：輪速、位置傳感器測試系統

　　汽車(chē)輪速、位置傳感器的動(dòng)、靜態(tài)參數測量是測試系統的核心內容，系統需要有較高的測試精度和重復精度，對某些測試參數需要根據實(shí)際情況自定義測試算法。虛擬儀器是以計算機技術(shù)為核心的測試測量系統，能夠滿(mǎn)足上述系統的軟、硬件要求，所以選用虛擬儀器作為開(kāi)發(fā)的技術(shù)手段。此外，系統需要提供I/O接口對外部動(dòng)作進(jìn)行控制，需要運動(dòng)控制卡對轉速進(jìn)行精確控制，是一套機電軟結合的柔性系統。

　　系統原理如圖1示，傳感器測試系統的核心是PXI系統，主要由控制器、萬(wàn)用表模塊、示波器模塊、數字I/O模塊、矩陣開(kāi)關(guān)模塊、運動(dòng)控制模塊等組成。PXI系統內部通過(guò)PXI總線(xiàn)進(jìn)行數據傳輸。

　　控制器通過(guò)顯示器、鼠標、鍵盤(pán)實(shí)現人機交互。

　　萬(wàn)用表模塊和示波器模塊通過(guò)矩陣開(kāi)關(guān)的切換，實(shí)現對被測傳感器的電阻、電流、電感、電容測試。
數字I/O模塊的功能是對氣缸、報警系統及指示燈的控制，監視測試啟動(dòng)開(kāi)關(guān)、光電傳感器等的狀態(tài)。

圖1測試系統原理圖

　　運動(dòng)控制模塊主要是控制伺服電機的運動(dòng)，使其帶動(dòng)目標輪按設定的參數運轉，激勵被測傳感器產(chǎn)生信號。

　　矩陣開(kāi)關(guān)模塊是配合萬(wàn)用表模塊及示波器模塊使用，來(lái)完成傳感器信號、供電電源、間隙信號到不同設備的切換。

　　此外通過(guò)計算機對電源進(jìn)行控制，提供被測傳感器的供電要求。

　　汽車(chē)輪速、位置傳感器目前沒(méi)有一個(gè)統一的行業(yè)標準，基本上是按照使用者的要求定制的，譬如目標輪及其轉速、空氣氣隙及傳感器的安裝尺寸各不相同，即使是傳感器裝配到同一種車(chē)型上，也會(huì )隨著(zhù)安裝位置的不同有一些差異。同一臺設備不可能滿(mǎn)足全部傳感器的測試要求，由此引入模塊化的設計思想，即系統中相同的部分，如測試儀器、測試軟件、氣動(dòng)控制系統、主電路系統，作為公用資源(這里我們稱(chēng)之為主機)；對于系統中要求隨著(zhù)傳感器變化的部分，如目標輪及馬達、夾具及專(zhuān)用電路，作為模塊的形式。主機和模塊之間采用快插的方式完成電氣的連接，并且接口標準化，滿(mǎn)足后續的擴展需求。當測試不同傳感器時(shí)選用不同的測試模塊連接到主機上即可(如圖2)。

圖2 輪速、位置傳感器測試系統中的模塊化設計

圖3爆震傳感器測試系統

圖 4爆震系統原理圖