CN105698971B - 一种车用温度传感器自动测试系统及测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种车用温度传感器自动测试系统及测试方法，包括温控箱、干冰箱、贮液箱和电气控制单元；温控箱上部设有箱盖，底部设有加热板，待测温度传感器和标准传感器设置在箱盖上；干冰箱通过连接管道与温控箱连接，连接管道上设有干冰喷入控制器；贮液箱通过回流管和输流管与温控箱连接，回流管上设有液体回流控制电磁阀，输流管上设有电动输液泵；测试时密封温控箱，加热箱内空气或液体达测试范围上限时，停止加热，采集传感器信号；向温控箱内喷入干冰降温，温度稳定后，采集传感器信号，依上步，继续采集信号，直至温度达测试范围下限。本发明提高了测试效率及测试系统的可靠性和准确性，更具通用性，便捷性和实时性。

Description

一种车用温度传感器自动测试系统及测试方法

技术领域

本发明涉及传感器测试技术领域，具体为一种车用温度传感器自动测试系统及测试方法。

背景技术

汽车上有大量的温度传感器，如发动机的进气温度传感器、冷却液温度传感器、机油温度传感器、自动变速器油温传感器、空调系统的室内温度传感器、环境温度传感器、蒸发器温度传感器，悬架空气泵温度传感器等。各温度传感器测试范围不同，如冷却液温度传感器感应温度界定在-35~120℃之间、进气温度传感器感应温度在-40-60℃之间；测试的介质也不同，如有的测试气体，有的测试液体。

现有的车用温度传感器测试系统通常是把检测温度传感器所需的环境温度控制与传感器输出信号检测分成两个设备来完成。检测温度传感器所需的气体环境温度通常由高低温控制箱来提供，检测温度传感器所需的液体温度环境通常由加热棒加热水温到沸腾再逐渐冷却来提供。由于检测温度传感器所需的环境温度控制与传感器输出信号检测分两个设备，测试温度传感器时需要将两个设备组合在一起，测试完成后再分开。由于测量时就需要传感器输出信号检测系统与不同传感器所需的环境温度控制系统组合，这就会导致测试不同类型传感器时准备时间长且实验步骤繁琐。同时温度环境变化靠加热到测试上限温度后逐渐自然冷却或加入常温液体来实现，也将导致测试时间较长。

另外，现有的温度传感器输出信号主要采取万用表测试的形式来取得，在测试过程中通常采用将被测量传感器放置到温控箱内，并由温控箱的控制系统将温度控制在某一值时，再由万用表测量出传感器输出信号。而温度传感器的输出值一般应在两条标准公差值曲线之间，用万用表测量出的值还需要输入计算机拟合出曲线来进行判断。虽然近年来也有用数据采集卡来取得，但没有将环境温度控制结合，这就要求将环境温度控制在某一个设定好的点上，其精度及数据的采集实时性仍然不好，而对环境控制系统的控制精度又要求较高，给测试过程带来了一定的困难。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种能够有效提高测试效率，通用性、便捷性、实用性更强的车用温度传感器自动测试系统及测试方法。技术方案如下：

一种车用温度传感器自动测试系统，包括温控箱、干冰箱、贮液箱和电气控制单元；所述温控箱上部设有箱盖，底部设有加热板，待测温度传感器和标准传感器设置在箱盖上；干冰箱通过连接管道与温控箱连接，连接管道上设有干冰喷入控制器；贮液箱通过回流管和输流管与温控箱连接，回流管上设有液体回流控制电磁阀，输流管上设有电动输液泵；电气控制单元分别与加热板、待测温度传感器、标准传感器、干冰喷入控制器、液体回流控制电磁阀和电动输液泵连接。

进一步的，还包括双作用气缸和控制双作用气缸的电磁阀；所述箱盖上设有用于密封温控箱的盖板，双作用气缸的活塞连接盖板；电磁阀连接所述电气控制单元。

更进一步的，所述待测温度传感器和标准传感器固定在所述盖板上。

更进一步的，还包括气动三联件，气动三联件连接所述干冰喷入控制器和双作用气缸。

更进一步的，所述温控箱上还设有安全控制阀。

更进一步的，所述贮液箱上还设有球阀。

一种车用温度传感器自动测试系统的测试方法，包括测试空气类温度传感器的测试方法，具体如下：

1）启动电磁阀密封温控箱，启动加热板加热箱内空气；

2）当箱内空气温度达到待测温度传感器测试范围的上限时，停止加热；

3）采集待测温度传感器信号，得到第一个测试数据；

4）启动干冰喷入控制器，设定喷射时间t1，向温控箱内喷入干冰降温，待箱内温度稳定后，采集待测温度传感器信号，得到第二个测试数据；

5）重复执行步骤4），得到后续测试数据，直至箱内空气温度达到待测温度传感器测试范围的下限时，停止电磁阀，结束测试；

还包括测试液体类温度传感器的测试方法，具体如下：

A) 启动电磁阀密封温控箱，启动电动输液泵，向温控箱内注入液体后，关闭电动输液泵；

B)启动加热板加热箱内液体，当箱内液体温度达到待测温度传感器测试范围的上限时，停止加热；

C) 采集待测温度传感器信号，得到第一个测试数据；

D)启动干冰喷入控制器，设定喷射时间t2，向温控箱内喷入干冰降温，待箱内温度稳定后，采集待测温度传感器信号，得到第二个测试数据；

E) 重复执行步骤D），得到后续测试数据，直至箱内液体温度达到待测温度传感器测试范围的下限时，停止电磁阀，启动液体回流控制电磁阀将液体放回贮液箱内，结束测试。

进一步的，所述步骤D）和步骤E）替换为：

启动电动输液泵同时打开液体回流控制电磁阀，设置开启时间t3，待箱内温度稳定后，采集待测温度传感器信号，得到第二个测试数据；

重复上述操作，得到后续测试数据，直至箱内液体温度达到待测温度传感器测试范围的下限时，停止电磁阀，启动液体回流控制电磁阀将液体放回贮液箱内，结束测试。

本发明的有益效果是：本发明将检测温度传感器所需的环境温度控制与传感器输出信号自动检测有机协调、集成一体，气体环境温度和液体环境温度的控制采用同一个环境温度控制系统，且环境温度的变化采用注入干冰的手段快速得到，大提高了测试的效率，更具通用性，便捷性和实时性；同时传感器输出信号检测利用电气控制单元来采集，有效的提高了测试系统的可靠性和准确性。

附图说明

图1为本发明的车用温度传感器自动测试系统的结构示意图。

图2为本发明的车用温度传感器自动测试系统温控箱的结构示意图。

图3为本发明的车用温度传感器自动测试系统的系统原理图。

图中：1-测试台架；21-箱盖；22-待测温度传感器；23-标准传感器；24-盖板；25-温控箱；26-安全控制阀；27-加热板；31-双作用气缸；32-支架；33-电磁阀；41-干冰箱；42-干冰喷入控制器；43-连接管道；51-贮液箱；52-电动输液泵；53-液体回流控制电磁阀；54-回流管；55-输流管；56球阀；6-电气控制单元；7-气动三联件。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细的说明。如图1所示，一种车用温度传感器自动测试系统，包括测试台架1，温控箱25、干冰箱41、贮液箱51和电气控制单元6。

温控箱25为一个密封的可控温度场所，为温度传感器的测试提供环境。如图2所示，温控箱25上部设有箱盖21，底部设有加热板27，用于加热箱体内地空气或液体。待测温度传感器22和标准传感器23设置在箱盖21上。

优化的，为了更方便测试，在箱盖21上设有用于密封温控箱25的盖板24，待测温度传感器22和标准传感器23固定在所述盖板24上，当需要更换不同类型的待测温度传感器22时，只需要更换盖板24即可。这样，可以尽可能的做到待测传感器2b与标准传感器23所测量的温度场一致，减少干扰。图1中传感器的安装位置始终比干冰注入口和冷却液注入口低，保证传感器始终处于较稳定测试环境。

优化的，采用双作用气缸31作为压紧机构，双作用气缸31通过支架32固定在测试台架1上。双作用气缸31的活塞连接盖板24；由电磁阀33控制双作用气缸31的活塞上下移动会带动盖板24的上下移动，从而打开或密封温控箱25。

优化的，温控箱25上设有安全控制阀26，当内外压力超过设定值时，安全控制阀26打开泄压，安全控制阀26的存在既有利于温度调节，又保证设备、人身安全。

干冰箱41为带保温功能且带安全阀的箱体，用于存贮、细化、输送干冰颗粒。干冰箱41通过连接管道43与温控箱25连接，连接管道43上设有干冰喷入控制器42。干冰喷入控制器42利用压缩空气作为动力，把干冰颗粒喷入温控箱25内，迅速降低箱内温度。干冰喷入控制器42内集成有电磁阀，电磁阀控制压缩空气接通的时间的长短，从而控制干冰喷入的多少。而且干冰喷入控制器42采用可控制负压发生器原理来实现，可靠性高，同时还可以搅动气流均匀温度场。温度的变化采用注入干冰来实现，由于干冰熔点为-78.5℃，高于此温度将气化，所以采用干冰降温不仅能满足车用传感器温度测试范围，同时大大缩短温度变化的时间，从而缩短测试时间。而且目前由于各领域干冰的广泛应用，价格比较低廉，大概7元/公斤。

贮液箱51用于贮存常温液体，通过回流管54和输流管55与温控箱25连接，回流管54上设有液体回流控制电磁阀53，输流管55上设有电动输液泵52。电动输液泵52用于控制将贮液箱51中注入到温控箱25中的常温冷却液的时机与注入量。贮液箱51上还设有球阀56，用于将液体从贮液箱51中排出。

电气控制单元6分别与加热板27、待测温度传感器22、标准传感器23、干冰喷入控制器42、液体回流控制电磁阀53、电动输液泵52和电磁阀33连接，用于实现传感器输出信号的采集、处理，以及对于加热板、干冰喷入控制器42中电磁阀、液体回流控制电磁阀53、电动输液泵52以及磁阀33的控制，如图3所示。如当温控系统需要将常温液体加入温控箱25来调节箱内温度时，电气控制单元6启动电动输液泵52同时打开液体回流控制电磁阀53来调节温控制箱内温度。

还包括气动三联件7，气动三联件7连接所述干冰喷入控制器42和双作用气缸31，主要是对气源进行过滤、油水分离及压力调，并给双作用气缸31及双作用气缸31提供动力。

上述测试系统的测试方法包括：

测试空气类温度传感器的测试方法，具体如下：

1）启动电磁阀33密封温控箱，启动加热板加热箱内空气。

2）当箱内空气温度达到待测温度传感器测试范围的上限时，停止加热。具体的，当标准传感器检测到箱内空气温度达到某一预设温度值时，将信号反馈给电气控制单元，电气控制单元控制加热板停止加热。

3）采集待测温度传感器信号，得到第一个测试数据，作为测试曲线的第一点。

4）启动干冰喷入控制器，设定喷射时间t1，向温控箱内喷入干冰降温，待箱内温度稳定后，采集待测温度传感器信号，得到第二个测试数据，作为测试曲线的第二点。

5）重复执行步骤4），得到后续测试数据，直至箱内空气温度达到待测温度传感器测试范围的下限时，停止电磁阀33，取下已测试好传感器，结束测试。最后将以上各点拟合即得到待测传感器的性能曲线。

测试液体类温度传感器的测试方法具体如下：

A）启动电磁阀密封温控箱，启动电动输液泵，向温控箱内注入一定量的液体后，关闭电动输液泵。

B） 启动加热板加热箱内液体，当箱内液体温度达到待测温度传感器测试范围的上限时，停止加热。

C） 采集待测温度传感器信号，得到第一个测试数据，作为测试曲线的第一点。

D）启动干冰喷入控制器，设定喷射时间t2，向温控箱内喷入干冰降温，待箱内温度稳定后，采集待测温度传感器信号，得到第二个测试数据，作为测试曲线的第二点。

E）重复执行步骤D），得到后续测试数据，直至箱内液体温度达到待测温度传感器测试范围的下限时，停止电磁阀，取下测试完成的传感器，启动液体回流控制电磁阀将液体放回贮液箱内，结束测试。最后将以上各点拟合即得到待测传感器的性能曲线。

当然，上述液体在降温过程中，也可以不用干冰而采用将贮液箱内的冷却液加入温控箱的方法，即将上述步骤D）和步骤E）替换为：

启动电动输液泵同时打开液体回流控制电磁阀，设置开启时间t3，待箱内温度稳定后，采集待测温度传感器信号，得到第二个测试数据；

重复上述操作，得到后续测试数据，直至箱内液体温度达到待测温度传感器测试范围的下限时，停止电磁阀，启动液体回流控制电磁阀将液体放回贮液箱内，结束测试。

测试过程中都是通过标准传感器将温度信息反馈给电气控制单元来实现控制的，而且只需环境温度稳定时，利用数据采集系统迅速采集传感器信号点，最后行成曲线，而无需苛求于将环境温度控制到某个设定点，过程更容易实现。

Claims (8)

1.一种车用温度传感器自动测试系统，其特征在于，包括温控箱（25）、干冰箱（41）、贮液箱（51）和电气控制单元（6）；所述温控箱（25）上部设有箱盖（21），底部设有加热板（27），待测温度传感器（22）和标准传感器（23）设置在箱盖（21）上；干冰箱（41）通过连接管道（43）与温控箱（25）连接，连接管道（43）上设有干冰喷入控制器（42）；贮液箱（51）通过回流管（54）和输流管（55）与温控箱（25）连接，回流管（54）上设有液体回流控制电磁阀（53），输流管（55）上设有电动输液泵（52）；电气控制单元（6）分别与加热板（27）、待测温度传感器（22）、标准传感器（23）、干冰喷入控制器（42）、液体回流控制电磁阀（53）和电动输液泵（52）连接。

2.根据权利要求1所述的车用温度传感器自动测试系统，其特征在于，还包括双作用气缸（31）和控制双作用气缸（31）的电磁阀（33）；所述箱盖（21）上设有用于密封温控箱（25）的盖板（24），双作用气缸（31）的活塞连接盖板（24）；电磁阀（33）连接所述电气控制单元（6）。

3.根据权利要求2所述的车用温度传感器自动测试系统，其特征在于，所述待测温度传感器（22）和标准传感器（23）固定在所述盖板（24）上。

4.根据权利要求2所述的车用温度传感器自动测试系统，其特征在于，还包括气动三联件（7），气动三联件（7）连接所述干冰喷入控制器（42）和双作用气缸（31）。

5.根据权利要求1所述的车用温度传感器自动测试系统，其特征在于，所述温控箱（25）上还设有安全控制阀（26）。

6.根据权利要求1所述的车用温度传感器自动测试系统，其特征在于，所述贮液箱（51）上还设有球阀（56）。

7.一种如权利要求1所述的车用温度传感器自动测试系统的测试方法，其特征在于，包括测试空气类温度传感器的测试方法，具体如下：

1）启动电磁阀密封温控箱，启动加热板加热箱内空气；

2）当箱内空气温度达到待测温度传感器测试范围的上限时，停止加热；

3）采集待测温度传感器信号，得到第一个测试数据；

4）启动干冰喷入控制器，设定喷射时间t1，向温控箱内喷入干冰降温，待箱内温度稳定后，采集待测温度传感器信号，得到第二个测试数据；

5）重复执行步骤4），得到后续测试数据，直至箱内空气温度达到待测温度传感器测试范围的下限时，停止电磁阀，结束测试；

还包括测试液体类温度传感器的测试方法，具体如下：

A）启动电磁阀密封温控箱，启动电动输液泵，向温控箱内注入液体后，关闭电动输液泵；

B）启动加热板加热箱内液体，当箱内液体温度达到待测温度传感器测试范围的上限时，停止加热；

C）采集待测温度传感器信号，得到第一个测试数据；

D）启动干冰喷入控制器，设定喷射时间t2，向温控箱内喷入干冰降温，待箱内温度稳定后，采集待测温度传感器信号，得到第二个测试数据；

E）重复执行步骤D），得到后续测试数据，直至箱内液体温度达到待测温度传感器测试范围的下限时，停止电磁阀，启动液体回流控制电磁阀将液体放回贮液箱内，结束测试。

8.根据权利要求7所述的车用温度传感器自动测试系统的测试方法，其特征在于，所述步骤D）和步骤E）替换为：

启动电动输液泵同时打开液体回流控制电磁阀，设置开启时间t3，待箱内温度稳定后，采集待测温度传感器信号，得到第二个测试数据；

重复上述操作，得到后续测试数据，直至箱内液体温度达到待测温度传感器测试范围的下限时，停止电磁阀，启动液体回流控制电磁阀将液体放回贮液箱内，结束测试。