汽車爆震傳感器測試系統(tǒng)
汽車爆震傳感器簡介
為防止爆震現(xiàn)象對汽車發(fā)動機帶來的損害,可以通過汽車爆震傳感器實現(xiàn)對發(fā)動機機體或氣缸的爆震檢測。按原理的不同可將爆震傳感器分為磁致伸縮式與壓電式兩種,其中壓電式爆震傳感器的工作原理為:當(dāng)發(fā)動機缸體出現(xiàn)振動且振動傳遞到傳感器外殼上時,外殼與配重塊之間產(chǎn)生相對運動,夾在這兩者之間的壓電元件所受壓力發(fā)生變化,從而產(chǎn)生電壓。汽車防爆震系統(tǒng)檢測出該電壓,并根據(jù)數(shù)值的大小判斷爆震強度。
測試系統(tǒng)的工作原理
本文所述汽車爆震傳感器測試系統(tǒng)主要用于壓電式爆震傳感器的終檢測試,可對傳感器內(nèi)電阻、絕緣電阻、電容、靈敏度及線性度等指標(biāo)進行檢測。其中,電阻、電容等指標(biāo)可通過相應(yīng)的測量儀器來測量,而靈敏度和線性度的測試較難實現(xiàn)。壓電式爆震傳感器靈敏度的一種表示方式為某振動頻率下其輸出電壓與振動加速度之比。本系統(tǒng)采用背靠背對比法檢測爆震傳感器的靈敏度,即采用一個標(biāo)準(zhǔn)加速度傳感器作為參考,將爆震傳感器與標(biāo)準(zhǔn)加速度傳感器背靠背安裝,在相同加速度下同步測量二者的輸出電壓,由于標(biāo)準(zhǔn)加速度傳感器的靈敏度已知,因此通過兩種傳感器的輸出電壓之比就可以求出爆震傳感器在該頻率下的靈敏度。
壓電式爆震傳感器的線性度檢測主要通過連續(xù)改變振臺的振動頻率,即采用掃頻的方式,將振臺的振動加速度穩(wěn)定在設(shè)定范圍內(nèi),對各個頻率下的傳感器靈敏度進行檢測,輸出各個靈敏度與頻率相對應(yīng)的連續(xù)曲線,并檢測該曲線是否符合該傳感器產(chǎn)品的線性度要求,其測試流程如圖1所示。
圖1 線性度測試流程
測試系統(tǒng)的組成
1.硬件組成
為保證汽車爆震傳感器測試系統(tǒng)的可靠性、高效性和可擴展性,在硬件組成上采用PXI系統(tǒng)實現(xiàn)對整個系統(tǒng)的控制,硬件資源與系統(tǒng)構(gòu)成如圖2所示,主要包括PXI控制器、PXI數(shù)字I/O板卡、振臺、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系統(tǒng)等。
圖2 爆震傳感器測試系統(tǒng)的構(gòu)成
在生產(chǎn)線上進行靈敏度和線性度的檢測,需要通過緊固螺釘實現(xiàn)傳感器與振臺的連接,為保證測試條件的一致性,采用定扭矩扳手為緊固螺釘提供固定的扭緊力。為保護振臺,系統(tǒng)中設(shè)計了專門的氣動夾具系統(tǒng),在裝卸傳感器過程中對振臺實施保護。
2.軟件實現(xiàn)
汽車爆震傳感器測試系統(tǒng)的測控軟件基于LabVIEW進行設(shè)計開發(fā),具有良好的穩(wěn)定性和可擴展性。系統(tǒng)測控軟件主要采用基于狀態(tài)機的并行處理結(jié)構(gòu),同時將事件響應(yīng)與數(shù)據(jù)流執(zhí)行方式有機結(jié)合,使整個系統(tǒng)具有較高的實時性和可靠性。軟件在功能實現(xiàn)上采用模塊化的方式,主要組成模塊有測量驅(qū)動模塊、振臺控制模塊、氣動夾具控制模塊及系統(tǒng)安全保護模塊等(見圖3)。
圖3 爆震傳感器測試系統(tǒng)的軟件實現(xiàn)
測試系統(tǒng)的性能與測試范圍
我公司研發(fā)的汽車爆震傳感器測試系統(tǒng)功能完善,性能穩(wěn)定可靠,操作簡單,測試精度高,測試速度快,可滿足傳感器生產(chǎn)線上長時間、大批量生產(chǎn)測試的需要。針對壓電式爆震傳感器結(jié)構(gòu)形式多樣的特點,系統(tǒng)采用傳感器適配接口模塊化設(shè)計,適合多種壓電式爆震傳感器的檢測,系統(tǒng)的測試范圍如表所示。目前該測試系統(tǒng)已成功應(yīng)用于西門子壓電式爆震傳感器生產(chǎn)線上的終檢測試。
評論