汽车爆震传感器测试系统
汽车爆震传感器简介
为防止爆震现象对汽车发动机带来的损害,可以通过汽车爆震传感器实现对发动机机体或气缸的爆震检测。按原理的不同可将爆震传感器分为磁致伸缩式与压电式两种,其中压电式爆震传感器的工作原理为:当发动机缸体出现振动且振动传递到传感器外壳上时,外壳与配重块之间产生相对运动,夹在这两者之间的压电元件所受压力发生变化,从而产生电压。汽车防爆震系统检测出该电压,并根据数值的大小判断爆震强度。
测试系统的工作原理
本文所述汽车爆震传感器测试系统主要用于压电式爆震传感器的终检测试,可对传感器内电阻、绝缘电阻、电容、灵敏度及线性度等指标进行检测。其中,电阻、电容等指标可通过相应的测量仪器来测量,而灵敏度和线性度的测试较难实现。压电式爆震传感器灵敏度的一种表示方式为某振动频率下其输出电压与振动加速度之比。本系统采用背靠背对比法检测爆震传感器的灵敏度,即采用一个标准加速度传感器作为参考,将爆震传感器与标准加速度传感器背靠背安装,在相同加速度下同步测量二者的输出电压,由于标准加速度传感器的灵敏度已知,因此通过两种传感器的输出电压之比就可以求出爆震传感器在该频率下的灵敏度。
压电式爆震传感器的线性度检测主要通过连续改变振台的振动频率,即采用扫频的方式,将振台的振动加速度稳定在设定范围内,对各个频率下的传感器灵敏度进行检测,输出各个灵敏度与频率相对应的连续曲线,并检测该曲线是否符合该传感器产品的线性度要求,其测试流程如图1所示。
图1 线性度测试流程
测试系统的组成
1.硬件组成
为保证汽车爆震传感器测试系统的可靠性、高效性和可扩展性,在硬件组成上采用PXI系统实现对整个系统的控制,硬件资源与系统构成如图2所示,主要包括PXI控制器、PXI数字I/O板卡、振台、LCR表、高阻表、信号锁相放大器、信号通道切换模块和气动夹具系统等。
图2 爆震传感器测试系统的构成
在生产线上进行灵敏度和线性度的检测,需要通过紧固螺钉实现传感器与振台的连接,为保证测试条件的一致性,采用定扭矩扳手为紧固螺钉提供固定的扭紧力。为保护振台,系统中设计了专门的气动夹具系统,在装卸传感器过程中对振台实施保护。
2.软件实现
汽车爆震传感器测试系统的测控软件基于LabVIEW进行设计开发,具有良好的稳定性和可扩展性。系统测控软件主要采用基于状态机的并行处理结构,同时将事件响应与数据流执行方式有机结合,使整个系统具有较高的实时性和可靠性。软件在功能实现上采用模块化的方式,主要组成模块有测量驱动模块、振台控制模块、气动夹具控制模块及系统安全保护模块等(见图3)。
图3 爆震传感器测试系统的软件实现
测试系统的性能与测试范围
我公司研发的汽车爆震传感器测试系统功能完善,性能稳定可靠,操作简单,测试精度高,测试速度快,可满足传感器生产线上长时间、大批量生产测试的需要。针对压电式爆震传感器结构形式多样的特点,系统采用传感器适配接口模块化设计,适合多种压电式爆震传感器的检测,系统的测试范围如表所示。目前该测试系统已成功应用于西门子压电式爆震传感器生产线上的终检测试。
评论