CN103926424A - 基于模拟编码轮的轮速传感器性能测试系统 - Google Patents
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Abstract
基于模拟编码轮的轮速传感器性能测试系统，属于电子产品性能测试技术领域。系统包括计算机、信号发生器、功率放大器、模拟编码轮、轮速传感器信号处理电路以及数据采集卡或示波器。计算机控制信号发生器产生与设定的车轮转速对应的频率信号，经功率放大器放大后输入模拟编码轮，模拟编码轮产生的交变磁场经待测轮速传感器感应后产生的交变信号经信号处理电路转换成脉冲信号后由数据采集卡或示波器转换成频率测试结果并输入计算机，计算机最终完成测试结果比对和轮速传感器性能评估。本发明能够实现0Hz～10KHz频率范围和-40℃～+150℃的温度范围内的高精度测试，且具有节能降耗优势。
Description
技术领域
本发明属于电子产品性能测试技术领域，具体涉及轮速传感器性能测试方法及测试系统。
背景技术
随着人们对汽车安全性的要求越来越高，先进的ABS(Anti-lock Break System,防抱死制动系统)、ESP(Electronic stability program，电子稳定程序)技术得到更多的应用，对轮速传感器也就提出了更高的要求。轮速传感器是汽车控制系统的重要部件，传感器质量的优劣直接影响到能否实现对汽车其他部位的有效监测和控制，关系到汽车驾驶的安全，所以需要在传感器装车之前对其性能指标进行有效的测试，对其综合性能进行验证。目前，对轮速传感器进行检测的传统方法，普遍采用的是电动机带动齿轮转动的机械结构构成的轮速传感器检定测试系统，该系统主要工作原理是：在电动机转动轴上安装有齿轮，运动控制模块控制电动机转动，使其带动齿轮按设定的参数运转，在齿轮的周围形成一个交变的磁场。被测轮速传感器则安装在运转齿轮的周围，感应到齿轮周围产生的交变磁场后产生并输出一个交变信号。该交变信号的频率与电动机的转速及齿轮齿数相对应，可以由转速换算成频率。传感器输出的信号经示波器或计算机采集测量，得到的频率测量结果与运动控制模块控制电动机转动的设定参数进行比较，从而判断轮速传感器的质量是否符合要求。
但由于电动机转速的稳定性、精度较低，因此现有的轮速传感器性能测试方法或系统的测量结果的稳定性、精度也较低。同时电动机转速一般为100Hz～3KHz（由转速换算成频率），不能完成在0Hz～10KHz的低转速或3KHz以上的高转速下进行测试，即便能在这种低转速或高转速下进行测试，其测试结果的可信度也较差。另外，由于受电机等机械部件在高低温环境下热胀冷缩的影响，现有方法只能在20℃左右的室温情况下进行测试，而不能完成传感器在高低温环境下的（－40℃～+150℃）温度在线连续测试。还有，电动机的功率一般为千瓦级，使得现有测试方法或系统的能耗较高。
发明内容
本发明提供一种基于模拟编码轮的轮速传感器性能测试系统，该测试系统能够实现对轮速传感器在极高速度和极低速度下、以及高低温环境下的高稳定性、高精度测试。
本发明技术方案如下：
基于模拟编码轮的轮速传感器性能测试系统，如图1所示，包括计算机、信号发生器、功率放大器、模拟编码轮、轮速传感器信号处理电路以及数据采集卡或示波器。计算机根据事先确定的、与车轮转速相对应的频率参数，控制信号发生器产生相同频率的交流电压信号，该交流电压信号经功率放大器放大后输入到模拟编码轮，使模拟编码轮产生相应的交变磁场；安装于模拟编码轮周围的待测轮速传感器感应到模拟编码轮产生的交变磁场后产生交变信号，该交变信号经信号处理电路转换成脉冲信号后由数据采集卡或示波器转换成频率测试结果并输入计算机。
所述模拟编码轮由一个导电线圈2和一个铁芯或磁芯3构成，其中导电线圈套在铁芯或磁芯上，而铁芯或磁芯再通过一个固定联接轴4固定在一个支座1上，所述支座上还安装有若干轮速传感器夹具5，待测轮速传感器6安装于轮速传感器夹具5靠近模拟编码器的导电线圈的安装面5上。
所述轮速传感器夹具5靠近模拟编码器的导电线圈的安装面5上开有用于安装待测轮速传感器6的圆孔，待测轮速传感器6安装于所述圆孔中，且待测轮速传感器6的感应头靠近导电线圈2；所述传感器夹具5与支座1接触的面上开有条形槽，通过所述条形槽来调节传感器的位置，并且用来固定传感器夹具在支座1上。
所述支座1、固定联接轴4和轮速传感器夹具5采用非导磁材料制作。
所述计算机上安装有用于轮速传感器性能测试的软件模块，该软件模块包括轮速传感器测试项目参数设置模块、信号发生器控制模块、测试结果处理模块（包括测试结果显示模块和测试结果存储模块）。
本发明提供的基于模拟编码轮的轮速传感器性能测试系统，其测试过程可描述如下：首先将待测轮速传感器安装在轮速传感器夹具5的安装面上，然后在计算机中通过软件模块设置待测轮速传感器的型号、测试项目、信号发生器的频率，控制信号发生器产生相应频率的交变信号，经功率放大器放大后输入模拟编码轮；待测轮速传感器通过感应模拟编码轮产生的交变磁场所产生的交变信号经信号处理电路转换成脉冲信号，并经数据采集卡或示波器转换成频率测试结果后输入计算机，计算机最终完成轮速传感器的测量结果与预设值的比对、并完成轮速传感器各项性能指标的评估，所有测量即评估结果均可存储在计算机中或通过计算机显示屏显示出来。
本发明具有的有益效果是：
1、本发明提供的基于模拟编码轮的轮速传感器性能测试系统，由于采用的是电-磁-电相互转换的原理激励传感器产生信号，可以消除采用电动机机械方法的电动机转速稳定性、精度低的缺点，实现高精度测试。
2、本发明提供的基于模拟编码轮的轮速传感器性能测试系统，可以实现车轮转速在0Hz～10KHz的宽范围内的精确测试。
3、本发明提供的基于模拟编码轮的轮速传感器性能测试系统，可以实现-40℃～+150℃的温度范围内进行测试，具有较高的温度稳定性。
4、本发明提供的基于模拟编码轮的轮速传感器性能测试系统，相较于传统电动机带动齿轮转动的测试系统具有更加明显的节能降耗优势。
5、本发明提供的基于模拟编码轮的轮速传感器性能测试系统，若配合以相应的自动化装置，可实现轮速传感器的在线自动化测试，从而极大地提高生产效率，适应现代汽车工业发展的要求。
附图说明
图1为本发明提供的基于模拟编码轮的轮速传感器性能测试系统的系统框图。
图2为本发明提供的基于模拟编码轮的轮速传感器性能测试系统中模拟编码轮的结构示意。其中：1-支座；2-导电线圈；3-铁芯或磁芯；4-固定联接轴；5-轮速传感器夹具；6-待测轮速传感器。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本发明进行进一步详述。
本发明公开了一种基于模拟编码轮的轮速传感器性能测试系统，如图1所示，它主要由7部分组成：计算机、模拟编码轮、功率放大器、信号发生器、数据采集卡或示波器、轮速传感器和信号处理电路。
计算机为整个测试系统的核心，具有友好的人机交互界面，同时它是轮速传感器测试软件的载体。计算机测试软件包括测试项目参数设置模块、信号发生器控制模块、测试结果处理模块（包括测试结果显示模块和测试结果存储模块）。实现了用计算机的全数字化的采集测试分析和测试过程自动化。计算机通过串口或并口连接信号发生器，向信号发生器传送设定的频率参数命令。
信号发生器连接功率放大器，信号发生器输出的交流电压信号经功率放大器放大后输入到模拟编码轮中。
模拟编码轮的导电线圈将功率放大器的输出信号交变的磁场信号，磁场信号通过磁芯或铁芯得到加强，在磁芯或铁芯的周围形成交变磁场信号。
如图2所示，模拟编码轮由一个导电线圈2和一个铁芯或磁芯3构成，其中导电线圈套在铁芯或磁芯上。而铁芯或磁芯再通过一个固定联接轴4固定在一个支座1上，所述支座上还安装有若干轮速传感器夹具5，待测轮速传感器6安装于轮速传感器夹具5靠近模拟编码器的导电线圈的安装面5上。其中，支座1、固定联接轴4和轮速传感器夹具5采用非导磁材料制作。
所述轮速传感器夹具5靠近模拟编码器的导电线圈的安装面5上开有用于安装待测轮速传感器6的圆孔，待测轮速传感器6安装于所述圆孔中，且待测轮速传感器6的感应头靠近导电线圈2；所述传感器夹具5与支座1接触的面上开有条形槽，通过所述条形槽来调节传感器的位置，并且用来固定传感器夹具在支座1上。
轮速传感器通过感应模拟编码器的交变磁场所产生的交变信号经信号处理电路转换成脉冲信号后由数据采集卡或示波器转换成频率测试结果并输入计算机。
整个系统的测试过程可以描述如下：首先将待测轮速传感器安装在轮速传感器夹具5的安装面上，然后在计算机中通过软件模块设置待测轮速传感器的型号、测试项目、信号发生器的频率，控制信号发生器产生相应频率的交变信号，经功率放大器放大后输入模拟编码轮；待测轮速传感器通过感应模拟编码轮产生的交变磁场所产生的交变信号经信号处理电路转换成脉冲信号，并经数据采集卡或示波器转换成频率测试结果后输入计算机，计算机最终完成轮速传感器的测量结果与预设值的比对、并完成轮速传感器各项性能指标的评估，所有测量即评估结果均可存储在计算机中或通过计算机显示屏显示出来。
Claims (6)
1.基于模拟编码轮的轮速传感器性能测试系统，包括计算机、信号发生器、功率放大器、模拟编码轮、轮速传感器信号处理电路以及数据采集卡或示波器；计算机根据事先确定的、与车轮转速相对应的频率参数，控制信号发生器产生相同频率的交流电压信号，该交流电压信号经功率放大器放大后输入到模拟编码轮，使模拟编码轮产生相应的交变磁场；安装于模拟编码轮周围的待测轮速传感器感应到模拟编码轮产生的交变磁场后产生交变信号，该交变信号经信号处理电路转换成脉冲信号后由数据采集卡或示波器转换成频率测试结果并输入计算机。
2.根据权利要求1所述的基于模拟编码轮的轮速传感器性能测试系统，其特征在于，所述模拟编码轮由一个导电线圈（2）和一个铁芯或磁芯（3）构成，其中导电线圈套在铁芯或磁芯上；而铁芯或磁芯再通过一个固定联接轴（4）固定在一个支座（1）上，所述支座上还安装有若干轮速传感器夹具（5），待测轮速传感器（6）安装于轮速传感器夹具（5）靠近模拟编码器的导电线圈的安装面（5）上。
3.根据权利要求2所述的基于模拟编码轮的轮速传感器性能测试系统，其特征在于，所述轮速传感器夹具（5）靠近模拟编码器的导电线圈的安装面（5）上开有用于安装待测轮速传感器（6）的圆孔，待测轮速传感器（6）安装于所述圆孔中，且待测轮速传感器（6）的感应头靠近导电线圈（2）；所述传感器夹具（5）与支座（1）接触的面上开有条形槽，通过所述条形槽来调节传感器的位置，并且用来固定传感器夹具在支座（1）上。
4.根据权利要求2所述的基于模拟编码轮的轮速传感器性能测试系统，其特征在于，所述支座（1）、固定联接轴（4）和轮速传感器夹具（5）采用非导磁材料制作。
5.根据权利要求2所述的基于模拟编码轮的轮速传感器性能测试系统，其特征在于，所述计算机上安装有用于轮速传感器性能测试的软件模块，该软件模块包括轮速传感器测试项目参数设置模块、信号发生器控制模块、测试结果处理模块。
6.根据权利要求5所述的基于模拟编码轮的轮速传感器性能测试系统，其特征在于，所述测试结果处理模块包括测试结果显示模块和测试结果存储模块。
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