中心議題：

• 汽車(chē)傳感器測試系統的柔性測試技術(shù)

解決方案：

• 汽車(chē)傳感器測試需求分析
• 汽車(chē)傳感器測試系統設計

汽車(chē)技術(shù)的迅猛發(fā)展以及消費者對于汽車(chē)舒適性和易用性要求不斷提高，越來(lái)越多的汽車(chē)電子裝置日趨走向智能化、復雜化，產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程的檢測手段面臨著(zhù)嚴峻挑戰——單個(gè)獨立的測試儀器已經(jīng)難以滿(mǎn)足不同種類(lèi)產(chǎn)品多樣性的測試需求。因此，柔性測試技術(shù)和基于柔性測試技術(shù)的解決方案應運而生。

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)。它以虛擬儀器技術(shù)、測試測量技術(shù)、機電一體化技術(shù)、軟件技術(shù)、通信及網(wǎng)絡(luò )技術(shù)為核心，是現代測試技術(shù)的代表之一。柔性測試技術(shù)具有如下特性：

1. 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。
2. 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。
3. 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。

汽車(chē)傳感器測試需求分析

目前，汽車(chē)上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。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，在傳感器出廠(chǎng)或安裝到整車(chē)前，汽車(chē)生產(chǎn)廠(chǎng)商或整車(chē)生產(chǎn)商需要一種手段對傳感器進(jìn)行評價(jià)和驗證。泛華測控的汽車(chē)傳感器測試系統就是這種產(chǎn)品質(zhì)量檢測的設備。

傳感器的檢測設備需滿(mǎn)足以下幾點(diǎn)要求：

第一，需要系統提供傳感器正常工作的仿真環(huán)境，如馬達帶動(dòng)目標輪旋轉模擬傳感器的激勵源、傳感器供電電源等。
第二，能夠對被測對象的動(dòng)態(tài)、靜態(tài)參數進(jìn)行準確測量。
第三，雖然常用的汽車(chē)輪速/位置傳感器在原理上基本可以分為主動(dòng)式(霍爾式)、被動(dòng)式(磁電式)兩類(lèi)，但是由于廠(chǎng)商的差異、車(chē)型的差異，甚至是應用環(huán)境的差異，其結構千差萬(wàn)別。而給每種結構的傳感器都配備一套測試設備，從成本等方面考慮是不可行的，這就要求測試設備能夠達到一定程度的通用性。 
第四，生產(chǎn)上效率是一個(gè)關(guān)鍵因素，所以要求檢測設備應該是一個(gè)相對自動(dòng)化的測試系統，工件壓緊、測件定位、信號連接、工件卸載等都由系統自動(dòng)實(shí)現。
第五，為保證生產(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。

傳感器測試系統主要用于在生產(chǎn)線(xiàn)上對汽車(chē)傳感器進(jìn)行終檢測試，滿(mǎn)足主動(dòng)式和被動(dòng)式汽車(chē)輪速傳感器的各種參數的測試。具體測試參數包括：

(1)主動(dòng)式：傳感器輸出高電流(Ion)、傳感器輸出低電流(Ioff)、電流比(Iratio)、波形上升時(shí)間(Tr)、波形下降時(shí)間(Tf)、波形占空比(Duty)、頻率(Frequency)、電容(Cp)。
(2)被動(dòng)式：信號電壓(Vpp)、線(xiàn)圈電阻(Rcoil)、線(xiàn)圈電感(Icoil)等。

汽車(chē)傳感器測試系統設計

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。虛擬儀器技術(shù)是以計算機技術(shù)為核心的測試測量技術(shù)，既滿(mǎn)足上述系統的軟、硬件要求，又具有很強的擴展性，故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接口對外部氣缸動(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”結合的柔性測試系統。
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系統原理如圖1，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模塊的功能是對報警系統和指示燈的控制，以及監視測試啟動(dòng)開(kāi)關(guān)、光電傳感器等的狀態(tài)。
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)模塊配合萬(wàn)用表模塊及示波器模塊使用，完成傳感器信號、供電電源和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。

目前，汽車(chē)傳感器沒(méi)有一個(gè)統一的行業(yè)標準，基本是按照使用者的要求定制。譬如目標輪及其轉速、空氣氣隙和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)安裝位置的不同而存在差異。但是，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（這里稱(chēng)為“主機”）；對系統中要求隨著(zhù)傳感器變化的部分，如目標輪及馬達、夾具及專(zhuān)用電路，被看成模塊。主機和模塊之間采用快插的方式完成電氣連接且為標準化接口，可進(jìn)行后續擴展。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。

各種傳感器的測試內容大致相同，但仍然存在一定的差異性，這就要求測試軟件在一定范圍內能對測試內容進(jìn)行增刪和編輯。因此，設計中自定義了腳本文件（包含各種端口分配信息、測試內容和測試步驟等），軟件按照這個(gè)腳本文件執行操作。針對不同傳感器的測試提供對應的腳本文件，即可解決軟件的復用問(wèn)題。

此外，系統在不同的模塊上安置了特殊設計的專(zhuān)用電路。當模塊插入主機后，軟件將根據專(zhuān)用電路自動(dòng)識別模塊，并調出對應的測試參數，模塊更換更加方便快捷。

汽車(chē)傳感器測試系統特點(diǎn)

1．測試接口采用模塊化設計。同一工作臺通過(guò)更換測試模塊可提供對多種傳感器的測試，圖2為向某客戶(hù)提供的汽車(chē)傳感器生產(chǎn)線(xiàn)檢測用的汽車(chē)傳感器測試模塊。
2．機電結合的自動(dòng)化設計。單件測試時(shí)間小于12秒的測試速度，適應生產(chǎn)線(xiàn)在線(xiàn)檢測要求。
3．基于柔性測試技術(shù)。測試精度穩定，滿(mǎn)足GRR測試需求。
4．智能的自動(dòng)化測試程序，提高測試效率和 可靠性。

圖2 汽車(chē)傳感器測試模塊

總結

綜上所述，汽車(chē)傳感器測試系統中集中體現了結構模塊化、接口模塊化及軟件組件化的設計思想。有機融合了機電一體化技術(shù)、虛擬儀器技術(shù)、軟件技術(shù)等多種技術(shù)，充分體現了柔性測試技術(shù)靈活性、適應性和拓展性的特點(diǎn)，提高了檢測效率，降低了檢測成本，保證了產(chǎn)品質(zhì)量。