CN101696887B - 汽车数字仪表耐久性能的通用化测试系统及其检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种汽车仪表表头耐久性能的通用化测试系统，包括电源系统、MCU控制器、频率信号发生模块、可调电阻输出模块、电压切换输出模块、LCD显示模块、键盘控制模块、蜂鸣器和指示灯驱动模块和数据存储模块；通过MCU控制器对系统进行全局控制，实时根据键盘控制模块输入的指令来控制上述频率信号发生模块、可调电阻输出模块、电压切换输出模块、LCD显示模块、蜂鸣器和指示灯驱动模块和数据存储模块的输出；该系统能够满足所有非总线式汽车仪表的校验要求，其操作简单，并可以同时自动地完成各种类型汽车仪表中车速表、转速表、水温表、燃油表、机油压力表、气压表、电压表的耐久性能自动检测。同时，本发明还公开了上述测试系统的测试方法。

Description

汽车数字仪表耐久性能的通用化测试系统及其检测方法

技术领域

本发明涉及一种数字仪表的测试系统，具体说是一种用来自动测试汽车仪表表头耐久性能的通用化系统。

背景技术

随着消费者对汽车的个性化需求的增加，汽车数字式组合仪表的种类也层出不穷，但绝大部分都体现在外观及显示器件的安置上，表头的种类没有变化，主要包括车速表、转速表、水温表、燃油表、机油压力表、气压表和电压表。在对这些表的耐久性能检测试验中，需要确定其各自的校验参数，如不同频率的脉冲信号、不同阻值的电阻信号、不同幅值的电压信号。但每一种类的汽车仪表表头的校验参数都各不相同。

目前，各仪表的检测绝大部分都是通过定做专门的检测设备来满足检测要求的，如果没有专门的检测设备，对于汽车仪表中的车速表和转速表的检测，必须要采用稳压电源搭配信号发生器来满足其检测要求；对于汽车仪表中的水温表、燃油表、机油压力表、气压表、电压表的检测，必须要采用稳压电源搭配电阻箱来完成其检测要求。而且根本无法实现各表头的自动耐久性测试。另外，以上各检测设备的校验方法操作烦琐，给正常的出厂检测及认证带来很大不便，测试人员的劳动强度大，工作效率低。

虽然，也有一少部分是通过汽车仪表检测设备，但由于其设计的复杂性成本都较高，并且没有根据现有标准针对仪表表头耐久性的自动检测装置。如公开号为CN101067589A，其公开日为2007年11月7日的中国发明专利申请中公开了一种《通用化汽车仪表检测仪及其检测方法》，其检测仪包括MCU控制器、频率信号发生模块、网络电阻输出模块、可编程电压输出控制模块、汽车仪表指示灯检测模块、显示模块和键盘控制模块。其中，频率信号发生模块采用纯硬件模拟电路的定频和分频电路，电路复杂，模块成本较高；网络电阻输出控制模块采用精密电阻配合继电器切换输出，此模块无法适应任意仪表相应表头整个量程范围所需阻值的电阻输出；可编成电压控制模块可以输出任意电压值，但仪表性能测试中除了电压表测试并不需要+12V，+24V以外的其它电压值信号，而电压表也只是需要+18V和+32V的电压值信号，可以由装置外部供给，此模块输出任意电压值信号意义不大，大大增加了装置成本。并且其不具有校验参数及检测数据的记录功能，根本无法实现针对标准QC/T 727-2004的各表头自动耐久性测试。

发明内容

针对上述现有技术，本发明提供了一种汽车仪表表头耐久性能的通用化测试系统，本发明测试系统是根据QC/T 727-2004中耐久性的检测标准所开发了一款低成本、通用化汽车仪表耐久性能检测系统，该系统能够满足所有非总线式汽车仪表的校验要求，其操作简单，并可以任意自动地完成各种类型汽车仪表中车速表、转速表、水温表、燃油表、机油压力表、气压表、电压表的耐久性能自动检测。

为了解决上述技术问题，本发明汽车仪表表头耐久性能的通用化测试系统予以实现的技术方案是：该测试系统包括MCU控制器、频率信号发生模块、可调电阻输出模块、电压切换输出模块、LCD显示模块、键盘控制模块、蜂鸣器和指示灯驱动模块和数据存储模块，及为上述各模块供电的电源系统；通过MCU控制器对系统进行全局控制，实时根据键盘控制模块输入的指令来控制上述频率信号发生模块、可调电阻输出模块、电压切换输出模块、LCD显示模块、蜂鸣器和指示灯驱动模块和数据存储模块的输出；所述频率信号发生模块采用通过MCU控制器的脉冲输出端口输出不同频率的脉冲，再经过脉冲信号处理电路，同时向任意一款仪表的发动机转速表、车速表提供量程范围内不同频率的脉冲，并实现其自动耐久性测试；MCU控制器的外部晶振采用MCU控制器允许的较大振荡频率的晶体，并且将倍频倍数设置为最大；所述频率信号发生模块采用10V和20V的可选脉冲幅值；所述可调电阻输出模块采用调节精密电位器和切换继电器相协调的校准方式，以实现同时向任意一款被测仪表的水温表、燃油表、机油压力表和气压表提供初始位置、中间位置和终点位置所需的不同电阻值，配合继电器的切换实现上述表头的自动耐久性测试；所述可调电阻输出模块的电路包括由三个电阻R6、R7、R8、五个继电器J1、J2、J3、J4和J5、三个电位器RP1、RP2和RP3构成，其中包括：校准表针初始位置阻值的第一回路由继电器J1、电位器RP1和继电器J2构成；校准表针中间位置阻值的第二回路由继电器J1、电位器RP2和继电器J3构成；校准表针终端位置阻值的第三回路由继电器J1、电位器RP3、继电器J4构成；所述电压切换输出模块包括继电器切换电路和其中间位置所对应的24V电压，其初始位置和其最终位置所对应的18V和32V的电压，上述电压由外部电源提供，并间隔一定时间实现分级输出，实现电压表的自动耐久性测试。

本汽车仪表表头耐久性能的通用化测试系统，其中，所述脉冲信号处理电路包括芯片D3和芯片D4，其中，芯片D3的PIN1、PIN3分别与MCU控制器的脉冲输出引脚相连，PIN2、PIN4分别与芯片D4的PIN1、PIN2相连，PIN5、PIN6、PIN7分别与MCU控制器的三个I/O相连，PIN10、PIN11、PIN12分别与LED1、LED2、蜂鸣器的负极相连，PIN15与面板上的发动机转速接线柱相连，同时与三针插件XP2的针2相连，电阻R27的一端与XP2针1相连，另一端接+24V电，电阻R25、R26构成+24V分压电路与XP2的针3相连，D4的PIN16与面板上的车速接线柱相连，同时与三针插件XP1的针2相连，电阻R21的一端与XP1针1相连，另一端接+24V电，电阻R19、R20构成+24V分压电路与XP1的针3相连。

所述可调电阻输出模块的电路中三个电阻R6、R7、R8并联后，其一端接电+5V，另一端接继电器J1的定节点；三个电位器RP1、RP2、RP3的一端相连后与继电器J1的常开节点相连，并与继电器J5的定节点相连，电位器RP1的另一端与继电器J2的常开节点相连，电位器RP2的另一端与继电器J3的常开节点相连，电位器RP3的另一端与继电器J4的常开节点相连；三个继电器J2、J3、J4的定节点接地，继电器J5的常闭节点接MCU控制器的模拟数据采集端口，继电器J5的常开节点与待测仪表的水温表、燃油表、机油压力表和气压表的接线柱相连。

所述电压切换输出模块的电路包括三个二极管VD4、VD5、VD6和四个继电器J21、J22、J23、J24；其中：二极管VD4的正极与面板上的+18V接线柱相连，二极管VD4的负极与继电器J21的定节点相连；二极管VD5的正极与系统内置的+24V开关电源正极相连，二极管VD5的负极与继电器J22的定节点相连；二极管VD6的正极与面板上的+32V接线柱相连，二极管VD6的负极与继电器J23的定节点相连，三个继电器J21、J22、J23的动节点相连后与继电器J24的定节点相连，继电器J24的动节点与面板上的电压表接线柱相连，如图8所示。

利用上述汽车仪表表头耐久性能的通用化测试系统进行表头耐久性能的通用化测试方法包括以下步骤：

步骤一、系统初始化；

步骤二、通过键盘控制模块选择待测仪表中车速表、转速表、水温表、燃油表、机油压力表、气压表或电压表表型；根据所选择的表型不同，有以下三种情形之一：(1)若选择车速表或转速表，则MCU控制器通过频率信号发生模块执行步骤三；(2)若选择水温表、燃油表或机油压力表，则MCU控制器通过可调电阻输出模块执行步骤四；(3)若选择电压表，则MCU控制器通过电压切换输出模块执行步骤五；

步骤三、界面显示当前车速表或转速表的频率设置及关机前校验参数，若确认并选择开始，则显示当前运行界面，执行步骤六；若取消，则重新设置50％和80％位置频率值，并选择开始；执行步骤六；

步骤四、界面显示当前水温表、燃油表或机油压力表的表针初始位置、中间位置和终端位置的电阻值，若选择校准，则调用电位器校准子程序及调用电阻输出子程序，否则，调用电阻输出子程序；执行步骤六；

步骤五、调用电压切换处理子程序；执行步骤六；

步骤六；所有表头按照关机前的状态或校验参数输出，并显示运行界面；

步骤七：是否结束，若.T.，则调用暂停运行处理子程序后返回步骤步骤六；若.F.，则判断各表头是否达到设定的要求运行时间或循环次数，满足要求，则调用暂停运行处理子程序后返回步骤步骤六。

与现有技术相比，本发明汽车仪表表头耐久性能的通用化测试系统的有益效果是：

(1)本发明测试系统中频率信号发生模块的设计原理不同于现有技术的同类型检测装置，从成本的角度考虑，采用MCU控制器的脉冲输出端口输出不同频率的脉冲，再经过脉冲信号处理电路，同时向任意一款仪表的发动机转速表、车速表提供量程范围内不同频率的脉冲，并实现其自动耐久性测试。为了保证其精度，在MCU控制器的外部晶振选择上采用MCU控制器允许的较大振荡频率的晶体，并且将倍频倍数设置最大。此外，由于个别仪表发动机转速表和车速表对其频率幅值的特殊要求，本模块采用10V和20V幅值可选的脉冲设计方式。本系统内部有12V和24V两个开关电源，所以实现起来并不增加成本。

(2)本发明系统中可调电阻输出模块的设计原理也不同于现有技术的同类型检测装置，是采用调节精密电位器和切换继电器相协调的校准方式，可以同时向任意一款仪表的水温表、燃油表、机油压力表、气压表提供初始位置、中间位置和终点位置所需的不同电阻值，并配合继电器的切换保证了这些表头的自动耐久性测试。

(3)本发明系统中电压切换输出模块的设计原理也不同于现有技术的同类型检测装置，为了进一步降低系统成本，没有采用可编程电压输出模块设计，电压切换输出模块只是包括继电器切换电路和24V电压，18V和32V的电压由外部电源提供，在本系统背部面板上设计有其输入接口，如图9所示，从而在既保证可行性、便捷性的基础上实现了电压表的自动耐久性测试，又可以大幅度降低系统成本。

(4)本发明系统具有显示关机前的校验参数及已循环次数和已运行时间的功能。这样，对于同一型号的仪表就可以按照默认上次的校验参数来检测其他样机，并且可以预防因异常断电后的数据丢失，完成在断电前的检测数据基础上的连续测试。此外，由于标准中对不同表头的耐久测试要求不同，所以本系统中每种表头的要求运行时间和要求循环次数均可调，并可对所有表头统一设置后同时测试，也可以选择性测试。当某个表头的已运行时间或是循环次数达到所设置的要求运行时间或是循环次数后，自动停止输出信号并伴有蜂鸣器提醒，实现自动耐久性测试。

附图说明

图1是本发明汽车仪表表头耐久性能的通用化测试系统模块化设计方框图；

图2是图1中所示频率信号发生模块的电路图；

图3是图1中所示可调电阻输出模块的电路图；

图4是图1中所示电压切换输出模块的电路图；

图5是本发明汽车仪表表头耐久性能的通用化测试系统的主流程图；

图6是图5中所示调用频率信号发生处理的子流程图；

图7是图5中所示调用可调电阻输出处理的子流程图；

图8是本发明测试系统操作面板示意图；

图9是本发明测试系统背部面板示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细地描述。

如图1所示，本发明汽车仪表表头耐久性能的通用化测试系统包括MCU控制器、频率信号发生模块、可调电阻输出模块、电压切换输出模块、LCD显示模块、键盘控制模块、蜂鸣器和指示灯驱动模块和数据存储模块，及为待测仪表和上述各模块供电的电源系统；通过MCU控制器对系统进行全局控制，实时根据键盘控制模块输入的指令来控制上述频率信号发生模块、可调电阻输出模块、电压切换输出模块、LCD显示模块、蜂鸣器和指示灯驱动模块和数据存储模块的输出；并可以实时完成各校验参数和测试数据的存储和调用。

本测试系统中的电源系统选用额定电流均为8A的24V和12V的开关电源，24V电源负责向24V客车或货车仪表供电；12V电源负责向12V轿车仪表和本发明测试系统内部电路供电，电源系统中的稳压器选用较为常用的L7805，其具有1A的连续电流输出能力。由于本发明测试系统需要长时间工作，所以在电源系统中要采用相应的散热装置。

本发明测试系统中的MCU控制器采用H8SX/1544作为主控芯片，利用其16位TPU单元来输出不同频率的脉冲信号，经过频率信号发生模块得到仪表所需的车速及发动机转速信号；利用其10位AD转换单元与可调电阻输出模块配合从而得到待测仪表所需的到地电阻输出；利用其同步串行通信单元SSU来对数据存储模块进行读写操作。

本发明测试系统中的LCD显示模块采用分辨率为128*64的七寸LCD屏，利用其并行接口完成操作菜单及数据实时显示功能。

本发明测试系统中的键盘控制模块采用自回位式按键，如图8所示，面板总共有10个按键，分别为设置键、校准键、上行键、下行键、左行键、右行键、确认键、取消键、开始键和结束键，用于输入检测指令及各种校验参数。

本发明测试系统中的数据存储模块采用93C86作为存储芯片，其具有16Kbit的存储空间，可擦写1千万次，串行通讯接口。

待测汽车数字仪表的车速表和发动机转速表分别需要本发明测试系统提供不同频率的脉冲，因此，所述频率信号发生模块采用通过MCU控制器的脉冲输出端口输出不同频率的脉冲，再经过脉冲信号处理电路，为了保证其精度，在MCU控制器的外部晶振选择上采用MCU控制器允许的较大振荡频率的晶体，并且将倍频倍数设置最大。图2中示出了上述脉冲信号处理电路的构成，该脉冲信号处理电路包括芯片D3和芯片D4，芯片D3采用74HC14芯片，芯片D4采用ULN2003芯片；其中，74HC14芯片的PIN1、PIN3分别与MCU控制器的脉冲输出引脚相连，PIN2、PIN4分别与ULN2003芯片的PIN1、PIN2相连，PIN5、PIN6、PIN7分别与MCU控制器的三个I/O相连，PIN10、PIN11、PIN12分别与LED1、LED2、蜂鸣器的负极相连，PIN15与面板上的发动机转速接线柱相连，同时与三针插件XP2的针2相连，电阻R27的一端与XP2针1相连，另一端接+24V电，电阻R25、R26构成+24V分压电路与XP2的针3相连，以检测仪表的车速表为例，ULN2003芯片的PIN16与面板上的车速接线柱相连，同时与三针插件XP1的针2相连，电阻R21的一端与XP1针1相连，另一端接+24V电，电阻R19、R20构成+24V分压电路与XP1的针3相连。上述频率信号发生模块的功能是MCU控制器输出不同频率的脉冲后经过施密特触发器防止干扰后再经过ULN2003芯片，每一路输出端都有上拉电阻，根据具体仪表的不同需求，所述频率信号发生模块采用10V和20V的可选脉冲幅值，通常为10V；此外，由于ULN2003芯片具有200mA的输出能力，所以利用冗余的其他通道，来控制蜂鸣器以及面板上的运行指示灯、结束指示灯，如图8所示。

待测汽车数字仪表的燃油表、水温表、机油压力表和气压表都需要不同阻值的电阻，模拟燃油液位传感器、热敏电阻及电阻应变片压力传感器，并且电阻另一端需要接地。这几种表头在仪表电路中的信号采集原理是仪表的MCU控制器每间隔一段时间(通常为1秒)采集仪表板上电阻和对应传感器电阻构成回路中的分压值，MCU控制器根据此值来控制其相应表针。本发明测试系统中可调电阻输出模块采用调节精密电位器和切换继电器相协调的方式，以实现同时向被测仪表的水温表、燃油表、机油压力表和气压表提供初始位置、中间位置和终点位置所需的不同电阻值，配合继电器的切换实现上述表头的自动耐久性测试。精密电位器的旋钮位于系统面板上，如图8所示。图3示出了该可调电阻输出模块的电路构成是：所述可调电阻输出模块的电路中三个电阻R6、R7、R8并联后，其一端接电+5V，另一端接继电器J1的定节点；三个电位器RP1、RP2、RP3的一端相连后与继电器J1的常开节点相连，并与继电器J5的定节点相连，电位器RP1的另一端与继电器J2的常开节点相连，电位器RP2的另一端与继电器J3的常开节点相连，电位器RP3的另一端与继电器J4的常开节点相连；三个继电器J2、J3、J4的定节点接地，继电器J5的常闭节点接MCU控制器的模拟数据采集端口，以输出电阻给燃油表为例，继电器J5的常开节点与本测试系统面板上的燃油液位表接线柱相连，向待测仪表提供燃油液位信号。水温表、机油压力表和气压表电路构成及描述同理。利用该可调电阻输出模块电路实现可调电阻输出包括校准阶段和输出阶段。可调电阻输出模块电路中有三条回路，即：分别有继电器J1、电位器RP1和继电器J2；继电器J1、电位器RP2和继电器J3及继电器J1、电位器RP3和继电器J4；上述三条回路依次校准表针初始位置、中间位置和终端位置时的阻值。在校准阶段，首先校准起始位置，继电器J1和继电器J2吸合，其他继电器断开，调节电位器RP1，根据MCU控制器采集的分压值计算电位器RP1的当前阻值，并在面板LCD屏上显示，直到得到仪表厂提供的该表头的初始位置阻值。其他两个位置的校准过程同理。然后，在输出阶段，继电器J1一直保持断开状态，继电器J5一直保持吸合状态，通过继电器J2、继电器J3和继电器J4的切换可以完成三个位置的电阻切换输出。所有继电器的吸合和断开均由MCU控制器I/O端口经过ULN2003进行控制，并间隔一定时间(可通过按键设置)实现分级输出。上述电位器RP1、电位器RP2和电位器RP3均采用50圈可调的精密电位器，其中电位器RP1采用100欧姆，电位器RP2采用200欧姆，电位器RP3采用500欧姆。水温表、机油压力表、气压表的校准阶段和输出阶段的操作流程同理。

本发明中，设计待测汽车数字仪表中的电压表表盘的起始位置、中间位置和终端位置分别对应+18V、+24V和+32V，即为仪表提供不同的供电电压。本发明测试系统内置有24V开关电源，系统背部面板上有18V和32V的接线输入端，如图9所示。MCU控制器通过切换相应通路的继电器来向被测仪表提供不同电压值的供电，并间隔一定时间实现分级输出，图4示出了本发明测试系统中电压切换输出模块的电路构成是：包括三个二极管和四个继电器；其中：二极管VD4的正极与系统面板上的+18V接线柱相连，二极管VD4的负极与继电器J21的定节点相连；二极管VD5的正极与系统内置的+24V开关电源正极相连，二极管VD5的负极与继电器J22的定节点相连；二极管VD6的正极与面板上的+32V接线柱相连，二极管VD6的负极与继电器J23的定节点相连，三个继电器J21、J22、J23的动节点相连后与继电器J24的定节点相连，继电器J24的动节点与面板上的电压表接线柱相连。

由于，本测试系统所涉及的表头种类较多，且液晶屏显示界面丰富，因此，利用本发明测试系统对汽车仪表表头耐久性能的通用化检测方法应该设计为一个逻辑性较强的检测方法。本发明检测方法的步骤如图5所示。

步骤一、系统初始化；

步骤二、通过键盘控制模块选择待测仪表中车速表、转速表、水温表、燃油表、机油压力表、气压表或电压表表型；根据所选择的表型不同，有以下三种情形之一：(1)若选择车速表或转速表，则MCU控制器通过频率信号发生模块执行步骤三；(2)若选择水温表、燃油表或机油压力表，则MCU控制器通过可调电阻输出模块执行步骤四；(3)若选择电压表，则MCU控制器通过电压切换输出模块执行步骤五；

步骤三、如图6所示，界面显示当前车速表或转速表的频率设置及关机前校验参数，若确认并选择开始，则显示当前运行界面，执行步骤六；若取消，则重新设置50％和80％位置频率值，并选择开始；执行步骤六；

步骤四、界面显示当前水温表、燃油表、气压表或机油压力表的表针初始位置、中间位置和终端位置的电阻值，若选择校准，则调用电位器校准子程序及调用电阻输出子程序，可调电阻输出处理子程序如图7所示，否则，调用电阻输出子程序；执行步骤六；

步骤五、调用电压切换处理子程序，图5中的电压切换处理子程序主要完成如图4所示的继电器协调切换控制的过程；执行步骤六；

步骤六；所有表头按照关机前的状态或校验参数输出，并显示运行界面；

步骤七：是否结束，若.T.，则调用暂停运行处理子程序，暂停运行处理子程序主要完成在运行过程中对某个表头的暂停输出动作，可以逐一暂停或是全部同时暂停，返回步骤步骤六；若.F.，则判断各表头是否达到设定的要求运行时间或循环次数，图7中的电位器校准子程序负责完成如图3中所示的计算出在电位器调节过程中的电阻值，并在校准界面中实时显示当前电阻值，以便进一步校准，同时，可调电阻输出子程序完成如图3中所示的通过继电器的协调切换输出已校准好的电阻。若满足要求，则调用暂停运行处理子程序后返回步骤步骤六。

利用本发明测试系统进行检测过程中，在设置界面中，首先会显示出关机前上一次所设置的校验参数，如果所需参数一致并可不用重新操作设置，直接开始运行。此外，可设置被测表头的要求运行时间或是要求循环次数以及各位置的间隔时间，以便控制一次表针循环所需时间和计算已运行时间。在运行界面中，可显示被测表头的已循环次数和已运行时间，并可根据在设置界面设置好的要求运行时间或是要求循环次数自动停止输出脉冲或是电阻，结束该表头的耐久性测试，并伴有蜂鸣器提醒已测试结束。

由于在标准中，车速表和转速表要求在标度尺上限的50％到80％之间循环持续340h；燃油表由空位(E)到满位(F)之间循环共30000次；温度表从标度尺的下限上升到中间处，再回到下限，共进行3000次；压力表由零上升到标度尺上限压力值的60％，再下降至零，共进行30000次；电压表从标度尺的下限上升到中间值处，再回到下限值，共进行20000次。因此，本测试系统中设计的运行时间以小时为单位，循环次数可达到万位，频率输出精确到小数点后两位，电阻输出值精确到小数点后一位。

利用本发明测试系统进行车速表表头的检测过程如下：

首先，将待测仪表的电源线和车速表信号线分别接到操作面板的供电接线柱和车速表接线柱上，如果待测仪表系统是12V供电，就接到+12V接线柱上，如果是24V供电，就接到+24V接线柱上。然后打开系统电源开关，如图8所示，LCD屏幕上显示欢迎界面。如果该表头的前一次设置就是对该款待测仪表进行的耐久性测试，则只需按下开始键直接进入执行界面，无需重新设置。如果不是，则需按下设置键进入表型选择界面，通过上、下行键选择车速表，进入车速表设置界面，分别设置表头总量程的50％和80％位置对应的频率值，并将要求运行时间设置为标准要求的340h。然后，按下开始键进入执行界面，或按下设置健继续设置其它表头同时进行耐久性测试。进入执行界面后会实时显示已运行时间和已循环次数，并在达到设置好的要求运行时间时，自动停止车速表的测试。在测试过程中，还可以随时结束和重新开始该表头的运行，已运行时间和已运行次数继续累计。如果关机或系统以外断电，则重新上电进入欢迎界面时，可直接按下开始键，无需再次设置，会直接进入执行界面，并在上次数据的基础上继续累加，直到自动结束测试。

利用本发明测试系统进行燃油表表头的检测过程如下：

首先，将待测仪表的电源线和燃油表信号线分别接到操作面板的供电接线柱和燃油表接线柱上，如果待测仪表系统是12V供电，就接到+12V接线柱上，如果是24V供电，就接到+24V接线柱上。然后打开系统电源开关，如图8所示，LCD屏幕上显示欢迎界面。如果该表头的前一次设置就是对该款待测仪表进行的耐久性测试，则只需按下开始键直接进入执行界面，无需重新设置。如果不是，则需按下设置键进入表型选择界面，通过上、下行键选择燃油表，按下校准键，进入燃油表校准界面，分别旋动操作面板上的燃油表的三个档位的精密电位器旋钮，如图8所示，校准界面会实时显示其阻值，直到校准到空位、中间位和满位对应的阻值。然后将要求循环次数设置成标准要求的30000次。然后，按下开始键进入执行界面，或按下设置健继续设置其它表头同时进行耐久性测试。进入执行界面后会实时显示已运行时间和已循环次数，并在达到设置好的要求循环次数时，自动停止燃油表的测试。在测试过程中，还可以随时结束和重新开始该表头的运行，已运行时间和已运行次数继续累计。如果关机或系统以外断电，则重新上电进入欢迎界面时，可直接按下开始键，无需再次设置，会直接进入执行界面，并在上次数据的基础上继续累加，直到自动结束测试。

利用本发明测试系统进行电压表表头的检测过程如下：

因为电压表都是出现在24V系统的商用车上，就是用来显示系统的供电情况，仪表的供电端口就是电压表信号，所以首先，将待测仪表的电源线接到操作面板的电压表接线柱上，将外置的电源输出端调到+18V和+32V后连接到系统背部面板的+18V和+32V接线柱上，如图9所示。然后打开系统电源开关，如图8所示，LCD屏幕上显示欢迎界面。按下设置键进入表型选择界面，通过上、下行键选择电压表，进入电压表设置界面。在电压表设置中，只需将应循环次数设置成标准要求的20000次。然后，按下开始键进入执行界面，或按下设置健继续设置其它表头同时进行耐久性测试。进入执行界面后会实时显示已运行时间和已循环次数，并在达到设置好的要求循环次数时，自动停止电压表的测试。在测试过程中，还可以随时结束和重新开始该表头的运行，已运行时间和已运行次数继续累计。如果关机或系统以外断电，则重新上电进入欢迎界面时，可直接按下开始键，无需再次设置，会直接进入执行界面，并在上次数据的基础上继续累加。在电压表自动耐久性测试停止后，电压表接线柱输出端会向待测仪表持续提供+24V供电，保证其它表头的正常测试。

以上分别列举了三种不同信号种类表头的测试过程，分别设置分别运行。本系统也可以对所有表进入设置后同时运行，大大节省仪表耐久性能的测试时间。其检测过程如下：

首先，将待测仪表的电源线和所有待测表信号线分别接到操作面板的供电接线柱和相应接线柱上，如果待测仪表系统是12V供电，就接到+12V接线柱上，如果是24V供电，就接到+24V接线柱上。然后打开系统电源开关，如图8所示，LCD屏幕上显示欢迎界面。按下设置键进入表型选择界面，分别选择待测表头，按照上述三个类型表头的测试过程分别设置和校准，然后再按下开始键进入执行界面同时测试，并在达到设置好的要求运行时间或要求循环次数时，自动停止该表头的耐久性测试，其他表头继续运行，直到所有表头全部自动停止运行。在运行过程中，可随时结束和重新开始任一表头的运行，已运行时间和已运行次数继续累计。如果关机或系统以外断电，则重新上电进入欢迎界面时，可直接按下开始键，无需再次设置，会直接进入执行界面，并在上次数据的基础上继续累加，直到自动结束测试。

尽管上面结合图对本发明进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨的情况下，还可以作出很多变形，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (5)

1.一种汽车仪表表头耐久性能的通用化测试系统，包括MCU控制器、频率信号发生模块、可调电阻输出模块、电压切换输出模块、LCD显示模块、键盘控制模块、蜂鸣器和指示灯驱动模块和数据存储模块，及为上述各模块供电的电源系统；通过MCU控制器对系统进行全局控制，实时根据键盘控制模块输入的指令来控制上述频率信号发生模块、可调电阻输出模块、电压切换输出模块、LCD显示模块、蜂鸣器和指示灯驱动模块和数据存储模块的输出；其特征在于：

所述频率信号发生模块采用通过MCU控制器的脉冲输出端口输出不同频率的脉冲，再经过脉冲信号处理电路，同时向任意一款仪表的发动机转速表、车速表提供量程范围内不同频率的脉冲，并实现其自动耐久性测试；MCU控制器的外部晶振采用MCU控制器允许的较大振荡频率的晶体，并且将倍频倍数设置为最大；所述频率信号发生模块采用10V和20V的可选脉冲幅值；

所述可调电阻输出模块采用调节精密电位器和切换继电器相协调的校准方式，以实现同时向任意一款被测仪表的水温表、燃油表、机油压力表和气压表提供初始位置、中间位置和终点位置所需的不同电阻值，配合继电器的切换实现上述表头的自动耐久性测试；所述可调电阻输出模块的电路由三个电阻R6、R7、R8、五个继电器J1、J2、J3、J4和J5、三个电位器RP1、RP2和RP3构成，其中包括：校准表针初始位置阻值的第一回路由继电器J1、电位器RP1和继电器J2构成；校准表针中间位置阻值的第二回路由继电器J1、电位器RP2和继电器J3构成；校准表针终端位置阻值的第三回路由继电器J1、电位器RP3、继电器J4构成；

所述电压切换输出模块包括继电器切换电路和其中间位置所对应的24V电压，其初始位置和其最终位置所对应的18V和32V的电压，上述电压由外部电源提供，并间隔一定时间实现分级输出，实现电压表的自动耐久性测试。

2.根据权利要求1所述的汽车仪表表头耐久性能的通用化测试系统，其特征在于，所述脉冲信号处理电路包括芯片D3和芯片D4，其中，芯片D3的PIN1、PIN3分别与MCU控制器的脉冲输出引脚相连，PIN2、PIN4分别与芯片D4的PIN1、PIN2相连，PIN5、PIN6、PIN7分别与MCU控制器的三个I/O相连，PIN10、PIN11、PIN12分别与LED1、LED2、蜂鸣器的负极相连，PIN15与面板上的发动机转速接线柱相连，同时与三针插件XP2的针2相连，电阻R27的一端与XP2针1相连，另一端接+24V电，电阻R25、R26构成+24V分压电路与XP2的针3相连，D4的PIN16与面板上的车速接线柱相连，同时与三针插件XP1的针2相连，电阻R21的一端与XP1针1相连，另一端接+24V电，电阻R19、R20构成+24V分压电路与XP1的针3相连。

3.根据权利要求1所述的汽车仪表表头耐久性能的通用化测试系统，其特征在于，所述可调电阻输出模块的电路中三个电阻R6、R7、R8并联后，其一端接电+5V，另一端接继电器J1的定节点；三个电位器RP1、RP2、RP3的一端相连后与继电器J1的常开节点相连，电位器RP2的另一端与继电器J3的常开节点相连，电位器RP3的另一端与继电器J4的常开节点相连；三个继电器J2、J3、J4的定节点接地，继电器J5的常闭节点接MCU控制器的模拟数据采集端口，继电器J5的常开节点与待测仪表的水温表、燃油表、机油压力表和气压表的接线柱相连。

4.根据权利要求1所述的汽车仪表表头耐久性能的通用化测试系统，其特征在于，所述电压切换输出模块的电路包括三个二极管VD4、VD5、VD6和四个继电器J21、J22、J23、J24；其中：二极管VD4的正极与面板上的+18V接线柱相连，二极管VD4的负极与继电器J21的定节点相连；二极管VD5的正极与系统内置的+24V开关电源正极相连，二极管VD5的负极与继电器J22的定节点相连；二极管VD6的正极与面板上的+32V接线柱相连，二极管VD6的负极与继电器J23的定节点相连，三个继电器J21、J22、J23的动节点相连后与继电器J24的定节点相连，继电器J24的动节点与面板上的电压表接线柱相连。

5.一种汽车仪表表头耐久性能的通用化检测方法，其特征在于，该检测方法包括以下步骤：

步骤一、系统初始化；

步骤二、通过键盘控制模块选择待测仪表中车速表、转速表、水温表、燃油表、机油压力表、气压表或电压表表型；根据所选择的表型不同，有以下三种情形之一：

(1)若选择车速表或转速表，则MCU控制器通过频率信号发生模块执行步骤三；

(2)若选择水温表、燃油表或机油压力表，则MCU控制器通过可调电阻输出模块执行步骤四；

(3)若选择电压表，则MCU控制器通过电压切换输出模块执行步骤五；

步骤三、界面显示当前车速表或转速表的频率设置及关机前校验参数，若确认并选择开始，则显示当前运行界面，执行步骤六；若取消，则重新设置50％和80％位置频率值，并选择开始；执行步骤六；

步骤四、界面显示当前水温表、燃油表或机油压力表的表针初始位置、中间位置和终端位置的电阻值，若选择校准，则调用电位器校准子程序及调用电阻输出子程序，否则，调用电阻输出子程序；执行步骤六；

步骤五、调用电压切换处理子程序；执行步骤六；

步骤六；所有表头按照关机前的状态或校验参数输出，并显示运行界面；

步骤七：是否结束，若.T.，则调用暂停运行处理子程序后返回步骤步骤六；若.F.，则判断各表头是否达到设定的要求运行时间或循环次数，满足要求，则调用暂停运行处理子程序后返回步骤步骤六。 

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