中心議題:

• 探討汽車爆震傳感器測試係統技術

解決方案:

• 線性度檢測主要通過連續改變振台的振動頻率
• 采用傳感器適配接口設計做爆震傳感器的檢測

壓電式爆震傳感器廣泛應用於發動機機體或氣缸的爆震檢測中。汽車防爆震係統通過檢測出壓電傳感器的電壓值來判斷爆震強度。

因此
，功能完善
、性能穩定、操作簡單、測試精度高，可滿足大批量生產測試需要的爆震傳感器測試係統成為研發的重點。

汽車爆震傳感器簡介

weifangzhibaozhenxianxiangduiqichefadongjidailaidesunhai，keyitongguoqichebaozhenchuanganqishixianduifadongjijitihuoqigangdebaozhenjiance。anyuanlidebutongkejiangbaozhenchuanganqifenweicizhishensuoshiyuyadianshiliangzhong，qizhongyadianshibaozhenchuanganqidegongzuoyuanliwei：當(dang)發(fa)動(dong)機(ji)缸(gang)體(ti)出(chu)現(xian)振(zhen)動(dong)且(qie)振(zhen)動(dong)傳(chuan)遞(di)到(dao)傳(chuan)感(gan)器(qi)外(wai)殼(ke)上(shang)時(shi)
，外(wai)殼(ke)與(yu)配(pei)重(zhong)塊(kuai)之(zhi)間(jian)產(chan)生(sheng)相(xiang)對(dui)運(yun)動(dong)，夾(jia)在(zai)這(zhe)兩(liang)者(zhe)之(zhi)間(jian)的(de)壓(ya)電(dian)元(yuan)件(jian)所(suo)受(shou)壓(ya)力(li)發(fa)生(sheng)變(bian)化(hua)，從(cong)而(er)產(chan)生(sheng)電(dian)壓(ya)。汽(qi)車(che)防(fang)爆(bao)震(zhen)係(xi)統(tong)檢(jian)測(ce)出(chu)該(gai)電(dian)壓(ya)，並(bing)根(gen)據(ju)數(shu)值(zhi)的(de)大(da)小(xiao)判(pan)斷(duan)爆(bao)震(zhen)強(qiang)度(du)。

測試係統的工作原理

本文所述汽車爆震傳感器測試係統主要用於壓電式爆震傳感器的終檢測試，可對傳感器內電阻
、絕緣電阻、電容、靈敏度及線性度等指標進行檢測。其中
，電阻、電dian容rong等deng指zhi標biao可ke通tong過guo相xiang應ying的de測ce量liang儀yi器qi來lai測ce量liang，而er靈ling敏min度du和he線xian性xing度du的de測ce試shi較jiao難nan實shi現xian。壓ya電dian式shi爆bao震zhen傳chuan感gan器qi靈ling敏min度du的de一yi種zhong表biao示shi方fang式shi為wei某mou振zhen動dong頻pin率lv下xia其qi輸shu出chu電dian壓ya與yu振zhen動dong加jia速su度du之zhi比bi。本ben係xi統tong采cai用yong背bei靠kao背bei對dui比bi法fa檢jian測ce爆bao震zhen傳chuan感gan器qi的de靈ling敏min度du
，即ji采cai用yong一yi個ge標biao準zhun加jia速su度du傳chuan感gan器qi作zuo為wei參can考kao，將jiang爆bao震zhen傳chuan感gan器qi與yu標biao準zhun加jia速su度du傳chuan感gan器qi背bei靠kao背bei安an裝zhuang，在zai相xiang同tong加jia速su度du下xia同tong步bu測ce量liang二er者zhe的de輸shu出chu電dian壓ya，由you於yu標biao準zhun加jia速su度du傳chuan感gan器qi的de靈ling敏min度du已yi知zhi，因yin此ci通tong過guo兩liang種zhong傳chuan感gan器qi的de輸shu出chu電dian壓ya之zhi比bi就jiu可ke以yi求qiu出chu爆bao震zhen傳chuan感gan器qi在zai該gai頻pin率lv下xia的de靈ling敏min度du。

壓(ya)電(dian)式(shi)爆(bao)震(zhen)傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)線(xian)性(xing)度(du)檢(jian)測(ce)主(zhu)要(yao)通(tong)過(guo)連(lian)續(xu)改(gai)變(bian)振(zhen)台(tai)的(de)振(zhen)動(dong)頻(pin)率(lv)，即(ji)采(cai)用(yong)掃(sao)頻(pin)的(de)方(fang)式(shi)，將(jiang)振(zhen)台(tai)的(de)振(zhen)動(dong)加(jia)速(su)度(du)穩(wen)定(ding)在(zai)設(she)定(ding)範(fan)圍(wei)內(nei)，對(dui)各(ge)個(ge)頻(pin)率(lv)下(xia)的(de)傳(chuan)感(gan)器(qi)靈(ling)敏(min)度(du)進(jin)行(xing)檢(jian)測(ce)
，輸(shu)出(chu)各(ge)個(ge)靈(ling)敏(min)度(du)與(yu)頻(pin)率(lv)相(xiang)對(dui)應(ying)的(de)連(lian)續(xu)曲(qu)線(xian)，並(bing)檢(jian)測(ce)該(gai)曲(qu)線(xian)是(shi)否(fou)符(fu)合(he)該(gai)傳(chuan)感(gan)器(qi)產(chan)品(pin)的(de)線(xian)性(xing)度(du)要(yao)求(qiu)，其(qi)測(ce)試(shi)流(liu)程(cheng)如(ru)圖(tu)1所示。
為wei滿man足zu靈ling敏min度du精jing確que測ce量liang的de需xu要yao
，在zai係xi統tong中zhong利li用yong信xin號hao鎖suo相xiang放fang大da器qi的de信xin號hao輸shu出chu功gong能neng
，提ti供gong一yi定ding頻pin率lv的de正zheng弦xian激ji勵li信xin號hao，經jing過guo濾lv波bo器qi電dian路lu處chu理li和he功gong率lv放fang大da器qi放fang大da後hou，驅qu動dong振zhen台tai按an設she定ding頻pin率lv進jin行xing振zhen動dong
，軟ruan件jian通tong過guo閉bi環huan方fang式shi控kong製zhi激ji勵li信xin號hao電dian壓ya幅fu值zhi
，使shi振zhen台tai在zai該gai頻pin率lv下xia產chan生sheng穩wen定ding的de加jia速su度du振zhen動dong，並bing利li用yong信xin號hao鎖suo相xiang放fang大da器qi的de鎖suo相xiang功gong能neng實shi現xian爆bao震zhen傳chuan感gan器qi與yu標biao準zhun加jia速su度du傳chuan感gan器qi兩liang路lu信xin號hao的de同tong步bu測ce量liang
，保bao證zheng係xi統tong線xian性xing度du測ce試shi過guo程cheng的de精jing確que和he高gao效xiao。
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測試係統的組成

1．硬件組成

為保證汽車爆震傳感器測試係統的可靠性
、高效性和可擴展性
，在硬件組成上采用PXI係統實現對整個係統的控製
，硬件資源與係統構成如圖2所示，主要包括PXI控製器
、PXI數字I/O板卡、振台
、LCR表、高阻表、信號鎖相放大器、信號通道切換模塊和氣動夾具係統等。
其中
，PXI控製器是整個測試係統的控製核心，能夠通過GPIB總線與LCR表
、高阻表
、信號鎖相放大器等儀器進行通信；PXI數字I/O板卡主要用於係統的狀態反饋和動作控製；振台為爆震傳感器的靈敏度、線性度提供一個標準的振動測試環境，本係統采用的是定製的壓電類振台，輸出頻率範圍為3～50kHz，1kg負載下加速度最高可達250g的振動；LCR表
、高阻表主要用於傳感器電阻、絕緣電阻、電容等參數的檢測


；信號通道切換模塊主要為電阻電容測
、絕緣電阻
、靈敏度的測試任務建立相應的信號測量通道。

在zai生sheng產chan線xian上shang進jin行xing靈ling敏min度du和he線xian性xing度du的de檢jian測ce，需xu要yao通tong過guo緊jin固gu螺luo釘ding實shi現xian傳chuan感gan器qi與yu振zhen台tai的de連lian接jie，為wei保bao證zheng測ce試shi條tiao件jian的de一yi致zhi性xing，采cai用yong定ding扭niu矩ju扳ban手shou為wei緊jin固gu螺luo釘ding提ti供gong固gu定ding的de扭niu緊jin力li。為wei保bao護hu振zhen台tai，係xi統tong中zhong設she計ji了le專zhuan門men的de氣qi動dong夾jia具ju係xi統tong，在zai裝zhuang卸xie傳chuan感gan器qi過guo程cheng中zhong對dui振zhen台tai實shi施shi保bao護hu。

2．軟件實現

汽車爆震傳感器測試係統的測控軟件基於LabVIEW進(jin)行(xing)設(she)計(ji)開(kai)發(fa)，具(ju)有(you)良(liang)好(hao)的(de)穩(wen)定(ding)性(xing)和(he)可(ke)擴(kuo)展(zhan)性(xing)。係(xi)統(tong)測(ce)控(kong)軟(ruan)件(jian)主(zhu)要(yao)采(cai)用(yong)基(ji)於(yu)狀(zhuang)態(tai)機(ji)的(de)並(bing)行(xing)處(chu)理(li)結(jie)構(gou)，同(tong)時(shi)將(jiang)事(shi)件(jian)響(xiang)應(ying)與(yu)數(shu)據(ju)流(liu)執(zhi)行(xing)方(fang)式(shi)有(you)機(ji)結(jie)合(he)，使(shi)整(zheng)個(ge)係(xi)統(tong)具(ju)有(you)較(jiao)高(gao)的(de)實(shi)時(shi)性(xing)和(he)可(ke)靠(kao)性(xing)。軟(ruan)件(jian)在(zai)功(gong)能(neng)實(shi)現(xian)上(shang)采(cai)用(yong)模(mo)塊(kuai)化(hua)的(de)方(fang)式(shi)，主(zhu)要(yao)組(zu)成(cheng)模(mo)塊(kuai)有(you)測(ce)量(liang)驅(qu)動(dong)模(mo)塊(kuai)、振台控製模塊、氣動夾具控製模塊及係統安全保護模塊等（見圖3）。 [page]
其中
，測量驅動模塊主要控製儀器實現測量功能；振台控製模塊采用閉環控製算法，使振台在不同的振動頻率下都可以有穩定的加速度振動；氣動夾具控製模塊主要實現測試過程中對振台夾具的動作控製，同時可以控製打標機構等氣動係統的動作；外部操作驅動模塊通過對數字I/O端(duan)口(kou)的(de)監(jian)控(kong)

，完(wan)成(cheng)氣(qi)缸(gang)各(ge)種(zhong)動(dong)作(zuo)狀(zhuang)態(tai)的(de)監(jian)視(shi)
，用(yong)三(san)色(se)報(bao)警(jing)燈(deng)對(dui)測(ce)試(shi)進(jin)程(cheng)及(ji)測(ce)試(shi)結(jie)果(guo)進(jin)行(xing)直(zhi)觀(guan)的(de)指(zhi)示(shi)，同(tong)時(shi)可(ke)利(li)用(yong)廢(fei)品(pin)箱(xiang)上(shang)的(de)光(guang)電(dian)傳(chuan)感(gan)器(qi)實(shi)現(xian)廢(fei)品(pin)計(ji)數(shu)，進(jin)行(xing)質(zhi)量(liang)控(kong)製(zhi)；數據分析與顯示模塊會對檢測參數
、測試過程、測量數據與波形以及最終結果等進行動態、直觀的顯示，同時利用數據存儲與輸出模塊將測試結果實時存儲在Excel文件中，並可通過數據回放功能對數據進行查看。

測試係統的性能與測試範圍

現(xian)在(zai)市(shi)場(chang)上(shang)研(yan)發(fa)的(de)汽(qi)車(che)爆(bao)震(zhen)傳(chuan)感(gan)器(qi)測(ce)試(shi)係(xi)統(tong)功(gong)能(neng)完(wan)善(shan)，性(xing)能(neng)穩(wen)定(ding)可(ke)靠(kao)，操(cao)作(zuo)簡(jian)單(dan)，測(ce)試(shi)精(jing)度(du)高(gao)，測(ce)試(shi)速(su)度(du)快(kuai)，可(ke)滿(man)足(zu)傳(chuan)感(gan)器(qi)生(sheng)產(chan)線(xian)上(shang)長(chang)時(shi)間(jian)
、大(da)批(pi)量(liang)生(sheng)產(chan)測(ce)試(shi)的(de)需(xu)要(yao)。針(zhen)對(dui)壓(ya)電(dian)式(shi)爆(bao)震(zhen)傳(chuan)感(gan)器(qi)結(jie)構(gou)形(xing)式(shi)多(duo)樣(yang)的(de)特(te)點(dian)，係(xi)統(tong)采(cai)用(yong)傳(chuan)感(gan)器(qi)適(shi)配(pei)接(jie)口(kou)模(mo)塊(kuai)化(hua)設(she)計(ji)，適(shi)合(he)多(duo)種(zhong)壓(ya)電(dian)式(shi)爆(bao)震(zhen)傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)檢(jian)測(ce)


，係(xi)統(tong)的(de)測(ce)試(shi)範(fan)圍(wei)如(ru)表(biao)所(suo)示(shi)。目(mu)前(qian)這(zhe)些(xie)測(ce)試(shi)係(xi)統(tong)已(yi)成(cheng)功(gong)應(ying)用(yong)於(yu)西(xi)門(men)子(zi)壓(ya)電(dian)式(shi)爆(bao)震(zhen)傳(chuan)感(gan)器(qi)生(sheng)產(chan)線(xian)上(shang)的(de)終(zhong)檢(jian)測(ce)試(shi)。