柔性測試助力汽車傳感器系統(tǒng)測試

　　汽車傳感器測試需求分析

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

　　汽車傳感器測試具有自身的特點，主要表現(xiàn)如下：

　　被測對象的多樣性及快速變化性

　　汽車上常用的傳感器類型包括輪速傳感器、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型，每個功能相同的傳感器在外形上又有著不同的差異。再加上測量指標，生產(chǎn)環(huán)境等要求越來越苛刻，都使得傳統(tǒng)單一的測試工作臺，無法兼顧如此多樣的傳感器生產(chǎn)。

　　測試內(nèi)容的近似性

　　在實際生產(chǎn)中，不同傳感器測試內(nèi)容又有著一定的近似性。因為從測試原理上來講，汽車傳感器主要分為主動式/被動式、溫度、壓力等類型。這也是說對于不同的傳感器，只要測試原理是一樣的，那就意味著它們的測試儀器等設(shè)備也是一樣的。

　　高效、靈活的測試設(shè)備

　　對于汽車傳感器生產(chǎn)線，要求的都是經(jīng)濟、高效、自動、靈活的測試設(shè)備，而且需要高自動化，高效率，高產(chǎn)能，高可靠性。傳感器生產(chǎn)廠家希望一次性投入以后，測試設(shè)備還能不斷的進行更新擴充，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(shè)備資本投入有效性。

　　其他要求

　　保證生產(chǎn)質(zhì)量，設(shè)備需要具備一定的生產(chǎn)過程統(tǒng)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，如果只進行終檢測試，發(fā)現(xiàn)問題為時已晚，所以往往測試會和生產(chǎn)過程交互進行。這樣一方面，測試設(shè)備與生產(chǎn)線上其他設(shè)備良好銜接，另一方面要實現(xiàn)設(shè)備間的信息和數(shù)據(jù)共享。

　　綜上所述，汽車傳感器生產(chǎn)測試需要的不再是幾臺簡單的測試儀器，而是一套機電軟結(jié)合的、自動化的、便于擴展、對外開放的測試設(shè)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(shè)計的汽車傳感器測試系統(tǒng)能夠符合傳感器終檢測試的要求，通過實踐證明也正是如此。

　　“柔性測試”技術(shù)

　　實際上，隨著科學技術(shù)的進步，不單單是汽車傳感器，其他各種電子裝置也日益智能化、復雜化，以滿足消費者舒適性、易用性的要求。在此情況下，泛華測控在總結(jié)過去經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，針對電子產(chǎn)品的生產(chǎn)測試，提出一攬子解決方案，稱為“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(xiàn)代測試技術(shù)的一個代表。它具有如下特性：

　　·適應性：滿足多種測試環(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(jù)客戶需求變換測試系統(tǒng)的功能及性能，應用多種技術(shù)滿足測試要求

　　·拓展性：跟隨相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，保證應用系統(tǒng)的先進性，實現(xiàn)測試能力的不斷進步。
柔性測試在滿足產(chǎn)品自動測試基本需求之上的適度調(diào)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：本文介紹的汽車傳感器測試系統(tǒng)正是基于“柔性測試”技術(shù)構(gòu)建的。

　　柔性技術(shù)助力傳感器測試系統(tǒng)設(shè)計

　　借助 “柔性測試”技術(shù)，泛華測控開發(fā)了輪速、位置、爆震、壓力、溫度等傳感器測試系統(tǒng)。這些測試系統(tǒng)中集中體現(xiàn)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)等多個方面技術(shù)。以下是三個汽車傳感器測試系統(tǒng)的實例介紹：

　　解決方案1：輪速、位置傳感器測試系統(tǒng)

　　汽車輪速、位置傳感器的動、靜態(tài)參數(shù)測量是測試系統(tǒng)的核心內(nèi)容，系統(tǒng)需要有較高的測試精度和重復精度，對某些測試參數(shù)需要根據(jù)實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(tǒng)，能夠滿足上述系統(tǒng)的軟、硬件要求，所以選用虛擬儀器作為開發(fā)的技術(shù)手段。此外，系統(tǒng)需要提供I/O接口對外部動作進行控制，需要運動控制卡對轉(zhuǎn)速進行精確控制，是一套機電軟結(jié)合的柔性系統(tǒng)。

　　系統(tǒng)原理如圖1示，傳感器測試系統(tǒng)的核心是PXI系統(tǒng)，主要由控制器、萬用表模塊、示波器模塊、數(shù)字I/O模塊、矩陣開關(guān)模塊、運動控制模塊等組成。PXI系統(tǒng)內(nèi)部通過PXI總線進行數(shù)據(jù)傳輸。

　　控制器通過顯示器、鼠標、鍵盤實現(xiàn)人機交互。

　　萬用表模塊和示波器模塊通過矩陣開關(guān)的切換，實現(xiàn)對被測傳感器的電阻、電流、電感、電容測試。
數(shù)字I/O模塊的功能是對氣缸、報警系統(tǒng)及指示燈的控制，監(jiān)視測試啟動開關(guān)、光電傳感器等的狀態(tài)。

圖1測試系統(tǒng)原理圖

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

　　矩陣開關(guān)模塊是配合萬用表模塊及示波器模塊使用，來完成傳感器信號、供電電源、間隙信號到不同設(shè)備的切換。

　　此外通過計算機對電源進行控制，提供被測傳感器的供電要求。

　　汽車輪速、位置傳感器目前沒有一個統(tǒng)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(zhuǎn)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型上，也會隨著安裝位置的不同有一些差異。同一臺設(shè)備不可能滿足全部傳感器的測試要求，由此引入模塊化的設(shè)計思想，即系統(tǒng)中相同的部分，如測試儀器、測試軟件、氣動控制系統(tǒng)、主電路系統(tǒng)，作為公用資源(這里我們稱之為主機)；對于系統(tǒng)中要求隨著傳感器變化的部分，如目標輪及馬達、夾具及專用電路，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，滿足后續(xù)的擴展需求。當測試不同傳感器時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(tǒng)中的模塊化設(shè)計

圖3爆震傳感器測試系統(tǒng)

圖 4爆震系統(tǒng)原理圖