基于射频技术的加速度传感器性能测试台设计

0 引言

　　本文介绍的是如何利用射频技术构建一个自动测试台以实现对加速度传感器的性能检测。加速度传感器广泛用于汽车领域，它主要用在以下几个方面：安全气袋，翻转检测，碰撞检测，车辆动态控制，刹车控制系统，驾驶者安全装置。一般情况下，加速度传感器的输出信号分两种方式：即模拟电压输出方式和数字输出方式。本加速度传感器性能测试台测试的便是模拟电压输出方式的加速度传感器。根据加速度传感器生产厂家提供的技术指标，在正常情况下，加速度传感器的输出电压与加它所受的加速度成线性关系，或者说符合某一给定曲线，如果测试所得值与给定曲线相符则表明加速度传感器性能合格，反之则不合格。

1 测试原理与测试方法

图1 匀速转盘上物体向心加速度示意图

　　要测试加速度传感器的性能必须要使其处在各种不同的加速度条件下才能有不同的输出电压，因此该加速度传感器自动测试台首先要实现的就是不同的加速度条件的产生。本系统的测试原理是：物体在匀速转动时能产生向心加速度，半径一定而匀速转动的速率不同时，产生的向心加速度也不相同，向心加速度的大小与转动的速率成正比。加速度传感器在固定半径的圆周上以不同的速率做匀速圆周运动就能产生不同的向心加速度，从而产生不同的电压输出值，从而可以测试加速度传感器的性能指标。

　　如图1示，加速度传感器A安装在半径为R（米）的匀速转动的圆盘上，设圆盘的转动速度为n（转/分），圆盘转动的角速度为ω（弧度/秒），物体运动的线速度为v（米/秒）。物体的向心力为F（牛），向心加速度为a（米/秒2）。加速度方向指向圆心，即与物体的运动方向垂直。

由以上推论可知：只要改变圆盘的转速，就能使加速度传感器处在不同的加速度条件下。因此本系统的测试方法是：将加速度传感器固定在一个匀速转动的圆盘上，圆盘由电机带动匀速转动，由工控机控制电机的转速。每改变一次电机的转速，则加速度传感器就会产生一次不同加速度值下的输出电压。因此可以测得加速度传感器在各个加速度值下的输出电压值。

2 加速度传感器性能试台的系统结构

　　本加速度传感器性能自动测试台采用NI LabVIEW为开发平台，在数据采集上采用射频技术解决旋转部件与静止部件的接线问题。如图2所示为本加速度传感器性能自动测试台的系统结构图。系统由工控机、接口电路，电机调速系统，电动机，采样系统和被测传感器测试台组成。采样系统与被测加速度传感器一起转动，而接口电路与工控机处于静止状态。采样系统与接口电路之间通过射频进行信号传输。被测传感器固定在测试台的圆盘上，圆盘的半径为0.2米。圆盘通过电动机驱动旋转，电动机采用伺服电机，它由电机调速系统驱动，工控机通过串口控制电动机的转速。接口电路通过射频传输获得采样系统的数据，它将该数据通过串口传入工控机。