CN108871182B - 一种摩托车倾斜角度传感器测试装置 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种摩托车倾斜角度传感器测试装置,该测试装置包括振动测试台，所述振动测试台包括步进电机和振幅电机；所述倾斜角度传感器设置于振动测试台上并且与步进电机连接，通过改变步进电机的转动角度来改变倾斜角度传感器的测量角度；所述振幅电机产生的振动信号的振幅方向垂直于待测试倾斜角度传感器的磁性摆锤的摆动方向。在本发明中，向倾斜角度传感器施加一垂直于倾斜角度传感器转动方向的振动信号，克服其磁性摆锤在旋转运动过程中的阻尼作用而产生的误差，提高了测试精度。

Description

一种摩托车倾斜角度传感器测试装置

技术领域

本发明涉及一种测试装置，具体涉及一种摩托车倾斜角度传感器测装置。

背景技术

在摩托车的整车电路中，为了防止车身过度倾斜或侧翻后发动机的动输继续输出而发生更严重的事故，通常会设计有防侧翻装置，以在摩托车发生侧翻时及时中断发动机的动力输出，保障不会发生更严重的次生事故。对于化油器的摩托车来说，正常行驶时化油器的主量孔和怠速孔是完全浸没在浮子室的油液中的，当发生侧翻时化油器浮子室的油液面位置会发生变化，主量孔和怠速孔会自动的露出液面使油液不能进入，从而使发动机停止工作切断动力输出。但对于电喷类型的摩托车发动机来说，当发生侧翻或倾斜角度过大时，由于电喷结构的原因发动机是不会自动停机的，特别是当发生侧翻后如果油门拉线处于拉紧在大油门位置时，发动机将持续的高速运转，强劲的动力输出会导致侧翻后产生严重的次生事故灾害。因此在电喷类型的摩托车中要设计有倾斜角度传感器，当倾斜角度传感器检测到一定的倾斜角度值后，会发出报警信号给ECU控制系统，ECU控制系统会根据收到的报警信号切断电喷系统的工作电路和供油通道，中断发动机的动力输出保证车辆的安全。其基本工作框图如图1所示。

由于倾斜角度传感器的存在，增加了摩托车行驶的安全性。倾斜角度传感器为了获得精确的测量角度值和稳定的性能，在高档次的电喷摩托车上都采用电子式的倾斜角度传感器，以使摩托车在运行中更加的稳定和安全。电子式的倾斜角度传感器由外壳与检测电路两大部分构成，检测电路主要由磁性摆锤2、霍尔元件1、信号处理电路三大部分构成，电路板与摩托车车身垂直安装。当摩托车车身垂直于地平面时，电路板的位置也垂直于地面，磁性摆锤在重力的作用下重心与地面垂直，此时霍尔元件检测到磁性摆锤位置经信号处理电路处理后，从信号输出接口输出角度信号给ECU控制系统单元。当摩托车车身发生倾斜时，检测电路板会随车身发生同样的倾斜角度，磁性摆锤由于重力的作用会产生旋转偏移，使其重心始终垂直于地面。为了保证使用过程中的抗干扰能力，磁性摆锤的摆动机构都会设计有一定的阻尼系数，防止使用过程中的误输出。当磁性摆锤产生旋转位移的时候，其后面的霍尔传感器将实时的检测旋转位移量，经过信号处理电路转换成角度值后经信号输出接口送至ECU控制系统，给ECU控制系统进行决策提供依据。因此角度检测的精度将直接影响ECU的运行稳定性，对倾斜角度检测的精度要求非常高。

在倾斜角度传感器的生产制造过程中，需要对传感器的检测角度进行测试，目前倾斜角度传感器生产厂家使用的测试方法，一般是只简单的对传感器进行水平倾斜角的改变，用量角器刻度的方式来测试倾斜角度。

在水平夹角的变化过程中，由于生产流程中的测试环境没有摩托车运行时的车身振动施加到倾斜角度传感器上，倾斜角度传感器内磁性摆锤的运动只受到重力的作用，在运动的过程中由于设计的阻尼系数的存在，磁性摆锤的重心大多数时候是没有及时的完全的垂直于地面，会导致检测到的倾斜角度存在较大的误差，通常误差角度范围在20度以内，这样的检测结果对倾斜角度传感器的检测是不合理的，没有达到检测精度的要求，对产品的质量也有较大的安全隐患。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种摩托车倾斜角度传感器测试装置。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种摩托车倾斜角度传感器测试装置，用于测试倾斜角度传感器的精度，该测试装置包括振动测试台，所述振动测试台包括步进电机和振幅电机；所述倾斜角度传感器设置于振动测试台上并且与步进电机连接，通过改变步进电机的转动角度来改变倾斜角度传感器的测量角度；在倾斜角度传感器摆动过程中，向倾斜角度传感器施加一垂直于倾斜角度传感器摆动方向的振动信号，该振动信号的频率满足以下条件：

f为施加的振动频率，f₀为产品谐振频率，Q为初始角度，ΔQ为变化的角度。

优选地，所述步进电机的输出轴连接一齿轮I，倾斜角度传感器通过一旋转轴连接齿轮II，所述齿轮I与齿轮II啮合。

优选地，该测试装置还包括一角度编码器，该角度编码器记录步进电机的转动角度。

优选地，所述角度编码器与测试台的旋转轴柔性连接。

优选地，所述振动信号的振幅为0.1mm±0.05，频率在50Hz～60Hz。

优选地，所述倾斜角度传感器与振动电机的中心点在旋转轴的轴心上。

优选地，所述步进电机的旋转角度由单片机控制系统控制。

优选地，该测试装置还包括液晶显示屏，用于时间显示步进电机的旋转角度和倾斜角度传感器的输出信号经过单片机控制系统处理后，在液晶显示屏上实时显示。

优选地，该测试装置还包括测试按键用于设置振动信号的振幅和频率。

如上所述，本发明的一种摩托车倾斜角度传感器测试装置，具有以下有益效果：

本发明由单片机控制系统自动完成测试，并自动判断测试结果是否合格，大大提高了生产效率。同时引入了振动机构，使测试精度大大的提高，可将测试精度控制在1度的范围内，大大提高了产品的稳定性。

在测试倾斜角度传感器的输出信号时，还对其输出的电平高低进行检测，判定其输出电平误差是否在允许的范围内，使成品的合格率大大提高。在提高工作效率的同时也降低了测试成本。

附图说明

为了进一步阐述本发明所描述的内容，下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。应当理解，这些附图仅作为典型示例，而不应看作是对本发明的范围的限定。

图1为现有技术中ECU控制系统原理框图；

图2为本发明的原理框图；

图3为本发明的机械原理框图；

图4为本发明装置的俯视图；

图5为本发明装置的前视图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

本实施例提供速一种摩托车倾斜角度传感器测试装置，该测试装置的基本工作原理框图如图2所示。

由图2可以看出，该检测装置由单片机控制系统、振动测试台(包含步进电机5、振幅电机7、测试工装)、角度编码器、角度编码处理电路、液晶显示屏、测试按键及机架共八个部分构成，所有的部件都安装于机上架上，其结构图如图4、图5所示。其工作过程为需要测试的倾斜角度传感器安装于测试工装上，倾斜角度传感器设置于振动测试台上并且与步进电机连接，通过改变步进电机的转动角度来改变倾斜角度传感器的测量角度。

振动测试台初始位置垂直于水平面，设定为零度(此角度为测试过程中的标准参考角度)。振动测试台通过步进电机的转动来改变测试角度，步进电机的驱动信号来自于单片机控制系统，同时振动测试台的旋转角度经角度编码器9进行数字化编码，再经过角度编码处理电路处理后送单片机控制系统进行实时的记录，同时旋转的角度也可以通过角度刻度盘10直接读取。振动测试台在旋转过程中，单片机控制系统根据不同的旋转角度值，给振幅电机施加不同频率和幅度的振动信号，该振动信号的频率根据角度值的变化速率而进行改变，是以产品的谐振频率为基础频率，以有以下的关系：

f为施加的振动频率，f₀为产品谐振频率，Q为初始角度，ΔQ为变化的角度。

谐振频率根据不同产型号的产品会有不同的频率值，可通过键盘输入到顺序中。

施加该频率的振动信号以使测试工装上的倾斜角度传感器在旋转测试的过程中，克服其磁性摆锤在旋转运动过程中的阻尼作用而产生的误差。

于本实施例中，步进电机的输出轴连接一齿轮I6，倾斜角度传感器通过一旋转轴(振动测试台的旋转轴)连接齿轮II8，所述齿轮I与齿轮II啮合。

于本实施例中，振动测试台上的振幅电机产生的振幅方向4与待测试传感器的磁性摆锤的摆动方向3是呈垂直关系的，并且在振动测试台旋转过程中振幅方向与磁性摆锤摆动方向的垂直关系始终保持一致，不因振动测试台的旋转而改变。

于本实施例中，同时测试倾斜角度传感器与振动电机的中心点在振动测试台旋转轴的轴心上，以保证最好的振动效果。

于本实施例中，振动电机产生的振动幅度和频率经过长期实验，振幅为0.1mm±0.05，频率在50Hz～60Hz范围。不同型号的产品数据已存储在单片机控制板内部，可直接调用，也可以手动输入所需要的幅度和频率。

于本实施例中，倾斜角度传感器输出的电平误差可以检测，且不同的输出模式可以设置。

于本实施例中，为防止测试过程中振动测试台的高频振动会影响角度编码器的工作状态，使角度编码器损坏，在角度编码器与振动测试台的旋转轴之间采用了柔性连接轴，吸收了大部分的高频振动，保证角度编码器可以正常工作。

本发明的测试精度可达到1度的误差范围，振动测试台的旋转角度和倾斜角度传感器的输出信号经过单片机控制系统处理后，可以在液晶显示屏上实时的显示出来，可以方便的对比两个角度值和输出信号之间的对应关系。

振动电机与步进电机没有直接的连接关系，振动电机是装在测试台上的，测试台通过转轴与齿轮与步进电机连在一起，即步进电机的旋转经过齿轮传动的方式传给测试台。

振动信号方向与传感器摆动方向示意图，即振动信号方向与传感器的摆动方向程90度垂直状态。

经过实际的使用与测试，该测试装置能够极好的解决倾斜角度传感器现在测试方式上存在的技术缺点，在解决该测试领域内技术难点的基础上还提高了自动化程度，提高生产过程中的生产效率的同时降低了生产成本，对提高产品在市场中的竞争力起到了积极的作用。具有以下特点：

(1)提高了测试的精度

传统的测试方法由于是手动的操作方式，测试速度的非常慢的，在测试的过程中人为因素造成的测试误差很大，测试结果的准确性在很大的程度上取决于操作者的熟练程度和经验的积累，测试过程的重复稳定性较差，测试精度不高。经过改进后的测试方式在测试过程中主要是由电子控制系统自动的完成，经过高精度的机械结构设计能够使测试的精度大大的提高，且在测试过程中人工的干预很少，有效的减少的人为因素造成的测试误差，重复测试的一致性也得到了大大的提高。

(2)提高生产效率，降低了生产成本。

经过改进后的测试技术，在生效率上与手动操作相比有了很大的提高，如果一人同时操作多台测试装置，可以大大的减少生产过程中的人工测试成本，对生产企业来说是节省了很大的一笔开支。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (9)

1.一种摩托车倾斜角度传感器测试装置，用于测试倾斜角度传感器的精度，其特征在于，该测试装置包括振动测试台，所述振动测试台包括步进电机和振幅电机；所述倾斜角度传感器设置于振动测试台上并且与步进电机连接，通过改变步进电机的转动角度来改变倾斜角度传感器的测量角度；在倾斜角度传感器摆动过程中，向倾斜角度传感器施加一垂直于倾斜角度传感器摆动方向的振动信号，所述振幅电机产生的振动信号的振幅方向垂直于待测试倾斜角度传感器的磁性摆锤的摆动方向，该振动信号的频率满足以下条件：

f为施加的振动频率，f₀为产品谐振频率，Q为初始角度，ΔQ为变化的角度。

2.根据权利要求1所述的一种摩托车倾斜角度传感器测试装置，其特征在于，所述步进电机的输出轴连接一齿轮I，倾斜角度传感器通过一旋转轴连接齿轮II，所述齿轮I与齿轮II啮合。

3.根据权利要求2所述的一种摩托车倾斜角度传感器测试装置，其特征在于，该测试装置还包括一角度编码器，该角度编码器记录步进电机的转动角度。

4.根据权利要求3所述的一种摩托车倾斜角度传感器测试装置，其特征在于，所述角度编码器与测试台的旋转轴柔性连接。

5.根据权利要求2所述的一种摩托车倾斜角度传感器测试装置，其特征在于，所述振动信号的振幅为0.1mm±0.05，频率在50Hz～60Hz。

6.根据权利要求2所述的一种摩托车倾斜角度传感器测试装置，其特征在于，所述倾斜角度传感器与振动电机的中心点在旋转轴的轴心上。

7.根据权利要求4所述的一种摩托车倾斜角度传感器测试装置，其特征在于，所述步进电机的旋转角度由单片机控制系统控制。

8.根据权利要求2所述的一种摩托车倾斜角度传感器测试装置，其特征在于，该测试装置还包括液晶显示屏，用于时间显示步进电机的旋转角度和倾斜角度传感器的输出信号经过单片机控制系统处理后，在液晶显示屏上实时显示。

9.根据权利要求2所述的一种摩托车倾斜角度传感器测试装置，其特征在于，该测试装置还包括测试按键用于设置振动信号的振幅和频率。

Images