CN110133326B - 多通道单芯片差分式轮速传感器测试工装及系统与方法 - Google Patents

Abstract

本发明是一种单芯片差分式轮速传感器测试工装，轮速传感器测试技术领域。该工装包括底座，在底座中滑动安装有立柱，在立柱之间连接安装有横柱；横柱上安装有铁芯，铁芯的两侧上套装有线圈骨架，线圈骨架上缠绕有导电线圈；立柱或者底座上安装有支架，在支架上安装有传感器固定板。本发明还公开了传感器信号激励系统及信号激励方法。本发明工装能形成有效的差分磁场，能同时对多个单芯片差分式轮速传感器形成激励，使多个单芯片差分式轮速传感器输出信号。系统适用于需要同时对多个单芯片差分式轮速传感器进行测试、监控情况下的信号激励，系统结构简单、成本低、精度高、单次测试的传感器数目多，效率高，适合高低温复杂环境试验。

Description

多通道单芯片差分式轮速传感器测试工装及系统与方法

技术领域

本发明涉及一种轮速传感器测试技术领域，尤其涉及一种多通道单芯片差分式轮速传感器测试工装，本发明还涉及传感器信号激励系统及信号激励方法。

背景技术

随着现代科技的飞速发展，无人驾驶、自主驾驶汽车也在迅猛发展中，伴随着无人驾驶、自主驾驶而来的是传感器的发展，虽然传感器只是无人驾驶、自主驾驶的一部分，但其发挥的作用却超乎想象，因此人们对于轮速传感器技术在汽车上的应用与研究也越来越深入。新一代单芯片差分式轮速传感器，具有高灵敏度等特点得到越来越多的应用。单芯片差分式轮速传感器的工作原理是：单芯片差分式轮速传感器内部集成两个霍尔探头，两个霍尔探头之间的距离是2.5mm，传感器依靠旋转铁磁目标产生的差分磁信号而进行切换，差分霍尔探头检测到磁场变化并产生差分信号，当两个霍尔探头检测到相同磁场强度时，无论磁场强度强弱，其差值均为零，此时差分霍尔传感器感应到的信号为零，当两个霍尔探头检测到磁场变化时，便产生差分信号。差分信号幅值受差分磁场强度影响，差分磁场信号越强，则产生的差分信号越强，反之越弱。当一个霍尔传感器探头面对一个轮齿而另一个霍尔传感器探头面对一个齿隙时，感应到的差值最大，如果两个霍尔单元之间存在磁场梯度，那么将产生一个差值信号，因此差分式轮速传感器可提供与旋转铁氧铁目标对应的精确的边缘检测。轮速传感器出厂前需要进行可靠性、质量稳定性等耐久老化测试，即进行热空气老化、高低温进阶试验、恒温恒湿试验、冷热循环试验、盐雾试验、酸雾试验、耐100%相对湿度试验、水雾试验、电压保压、电压进阶试验等各种恶劣试验环境下长时间连续耐久测试和监控，需对轮速传感器的输出信号的电参数在连续试验中进行监控、判别。研发一种满足以上测试环境的、对单芯片差分式轮速传感器进行批量数目众多、能够快速高效测试的测试工装、传感器信号激励系统及信号激励方法具有重要的意义。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种多通道单芯片差分式轮速传感器测试工装，其能够十分方便的同时一次安装批量数目较多的单芯片差分式轮速传感器，其能够形成有效的差分磁场，同时去激励多个单芯片差分式轮速传感器使其输出多通道信号。

本发明的另一个目的是提供了利用前述工装的传感器信号激励系统。

本发明的再一个目的是提供了利用前述传感器信号激励系统的信号激励方法。

本发明的目的采用如下技术方案实现：本发明是一种多通道单芯片差分式轮速传感器测试工装，其特点是：

该测试工装包括底座，在底座的两侧各设有一段第一滑槽，在第一滑槽中各滑动安装有一立柱，在立柱之间连接安装有横柱；

所述的横柱上安装有若干高导磁率材料制成的铁芯，铁芯的两侧上套装有线圈骨架，线圈骨架上缠绕有导电线圈，所有导电线圈通过串联或并联或串并联组合的方式连接，连接后构成一个输入端用于与外电路连接；

立柱或者底座上安装有支架，在支架上安装有传感器固定板，传感器固定板上开设有若干用于待测传感器的安装的传感器安装孔。

本发明所述的多通道单芯片差分式轮速传感器测试工装，其进一步优选的技术方案是：在铁芯的两侧套装的线圈骨架的长度大于每侧的铁芯的长度，铁芯的端面和线圈骨架上缠绕的线圈的端面平齐。

本发明所述的多通道单芯片差分式轮速传感器测试工装，其进一步优选的技术方案是：所述的支架为横式支架，立柱的两侧各设有一段立式设置的第二滑槽，横式支架通过第二滑槽垂直安装于立柱上，横式支架在第二滑槽中上下移动来调节位置；

在横式支架上设有第三滑槽，传感器固定板通过第三滑槽水平滑动安装在横式支架上，传感器固定板在第三滑槽中水平移动来调节位置；传感器安装孔的数目和铁芯的端面数目相同，且传感器安装孔的位置正对铁芯的端面。

本发明所述的多通道单芯片差分式轮速传感器测试工装，其进一步优选的技术方案是：所述的支架为立式支架，立式支架通过第一滑槽垂直安装于立柱两侧的底座上，立式支架在第一滑槽中水平滑动来调节位置，在立式支架的侧面开设有立式的第四滑槽；传感器固定板通过第四滑槽安装在立式支架上，传感器固定板在第四滑槽中上下移动调节位置，传感器安装孔的数目和铁芯的端面数目相同，传感器安装孔的位置正对铁芯的端面。

本发明所述的多通道单芯片差分式轮速传感器测试工装，其进一步优选的技术方案是：所述的底座、立柱、横柱、线圈骨架、支架、传感器固定板采用耐高温且非导磁性材料制成，包括铝、铜，最优选铝。

本发明还公开了一种多通道单芯片差分式轮速传感器信号激励系统，其特点是：所述系统包括计算机、可控信号发生器、交流电流源放大器、信号处理模块和以上技术方案中任何一项所述的差分式轮速传感器工装；

所述的计算机通过串口连接可控信号发生器；

所述的可控信号发生器的输出端连接到交流电流源放大器的输入端；

所述的交流电流源放大器的输出端连接到差分式轮速传感器工装的输入端；

待测传感器安装在差分式轮速传感器工装上，待测传感器的输出信号送信号处理模块的输入；信号处理模块的输出端连接到外部电路或外部设备供信号测试或信号驱动使用。

本发明还公开了一种多通道单芯片差分式轮速传感器及信号激励方法，其特征在于：该方法使用了以上技术方案所述的激励系统，该方法包括以下步骤：

（1）把待测传感器即多只单芯片差分式轮速传感器，通过螺丝固定安装在差分式轮速传感器测试工装上的传感器固定板上；

对于待测传感器为单芯片侧面感应的差分式轮速传感器，其感应面为侧面，采用上述技术方案所述的差分式轮速传感器测试工装，将待测传感器垂直安装，使待测传感器的侧面与铁芯端面相对；通过调节支架上下移动，调节传感器固定板前后、左右移动，使待测传感器的侧面感应面垂直中心线位置和线圈厚的中间线位置对齐，线圈厚的中间线位置即线圈的外圈和线圈的内圈之间距离的中心线位置；

对于待测传感器为单芯片正面感应的差分式轮速传感器，其感应面为头部端面即正面，采用上述技术方案中所述的差分式轮速传感器测试工装，待测传感器水平安装，使轮速传感器的头部正面与铁芯端面相对；通过调节支架前后水平移动，调节传感器固定板上下、左右移动，使待测传感器的正面感应面垂直中心线位置和线圈厚的中间线位置对齐，线圈厚的中间线位置即线圈的外圈和线圈的内圈之间距离的中心线位置；

（2）在计算机中设定工作条件，计算机控制可控信号发生器输出信号送给交流电流源放大器，交流电流源放大器把可控信号发生器的信号放大，产生一个交流恒流电流，此交流恒定电流再送给差分式轮速传感器工装中的线圈，线圈在铁芯中产生一个交流恒定磁场，交流电流源放大器保证铁芯中的磁场不受外界因素变化的影响，使铁芯中的交变磁场恒定；线圈内的铁芯的磁场和线圈外的磁场以线圈内圈和线圈外圈的中间线为界形成了有效的差分磁场，受差分磁场激励的待测传感器输出信号，传感器输出信号送信号处理模块，信号处理模块把待测传感器的输出信号转换为差分式轮速传感器标准信号再输出送给外部电路或外部设备供信号测试或信号驱动使用。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明的多通道单芯片差分式轮速传感器测试工装结构简单、成本低、精度高、单次测试的传感器数目多，效率高。此工装能形成有效的差分磁场，因而能同时对多只单芯片差分式轮速传感器，形成激励。本发明传感器信号激励系统及信号激励方法适用于需要同时对多只单芯片差分式轮速传感器进行激励，为热空气老化、高低温进阶试验、恒温恒湿试验、冷热循环试验、盐雾试验、酸雾试验、耐100%相对湿度试验、水雾试验、电压保压、电压进阶试验等各种恶劣试验环境下可靠性、质量稳定性等长时间连续耐久性老化测试和监控提供测试条件。本发明的工装连同其上的多个单芯片差分式轮速传感器能够置于各种环境的试验箱中，供后续传感器测试提供信号条件。

附图说明

图1是本发明多通道单芯片差分式轮速传感器侧面感应安装时的测试工装的一种安装结构示意图；

图2是本发明的多通道单芯片差分式轮速传感器正面感应安装时的测试工装的另一种安装结构示意图；

图3是本发明的系统框图。

具体实施方式

下面，结合附图和具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。

实施例1，一种多通道单芯片差分式轮速传感器测试工装，如图1和图2所示：包括底座51、立柱52、横柱53、铁芯54、线圈骨架55、线圈56、支架、传感器固定板58；

在底座51的两侧各设有一段第一滑槽61，在第一滑槽61中各滑动安装有一立柱52，在立柱52之间连接安装有横柱53；

所述的横柱53上安装有若干高导磁率材料制成的铁芯54，铁芯54的两侧上套装有线圈骨架55，线圈骨架55上缠绕有导电线圈56，所有导电线圈56通过串联或并联或串并联组合的方式连接，连接后构成一个输入端用于与外电路连接；

立柱52或者底座51上安装有支架，在支架上安装有传感器固定板58，传感器固定板58上开设有若干用于待测传感器4的安装的传感器安装孔60。

在铁芯54的两侧套装的线圈骨架55的长度大于每侧的铁芯54的长度，铁芯54的端面和线圈骨架55上缠绕的导电线圈56的端面平齐。

参照图1，所述的支架为横式支架59，立柱52的两侧各设有一段立式设置的第二滑槽62，横式支架59通过第二滑槽62垂直安装于立柱52上，横式支架59在第二滑槽62中上下移动来调节位置；在横式支架59上设有第三滑槽63，传感器固定板58通过第三滑槽58水平滑动安装在横式支架59上，传感器固定板58在第三滑槽58中水平移动来调节位置；传感器安装孔60的数目和铁芯的端面数目相同也就是铁芯54的2倍，且传感器安装孔60的位置正对铁芯的端面。

参照图2，所述的支架为立式支架57，立式支架57为4根，采用对称设置的方式安装在底座51上，立式支架57通过第一滑槽61垂直安装于立柱52两侧的底座51上，立式支架57在第一滑槽61中水平滑动来调节位置，在立式支架57的侧面开设有立式的第四滑槽64；传感器固定板58通过第四滑槽64安装在立式支架57上，传感器固定板58在第四滑槽64中上下移动调节位置，传感器安装孔60的数目和铁芯54的端面数目相同，传感器安装孔60的位置正对铁芯54的端面。

所述的底座51、立柱52、横柱53、线圈骨架55、支架、传感器固定板60采用耐高温且非导磁性材料铝制成。

所述的线圈骨架55套装在铁芯54的两端，即铁芯54每端套装一个线圈骨架55，线圈骨架55上缠绕有导电线圈56。所有导电线圈56通过串联或并联或串并联组合连接，连接后构成一个输入端连接到外电路。导电线圈56的连接方式根据外电路的需求确定。

所述的待测传感器4为单芯片差分式轮速传感器；单芯片差分式轮速传感器为单芯片侧面感应的差分式轮速传感器和单芯片正面感应的差分式轮速传感器；

所述的待测传感器4如果为单芯片侧面感应的差分式轮速传感器，则工装采用图1的安装方式，通过调节横式支架59上下移动，调节传感器固定板58前后、左右移动，使待测传感器4的侧面感应面垂直中心线位置和导电线圈56厚的中间线位置对齐，导电线圈56厚的中间线位置即导电线圈56的外圈和导电线圈56的内圈之间距离的中心线位置。

所述的待测传感器4如果为单芯片正面感应的差分式轮速传感器，则采用图2所述的工装，立式支架57垂直安装于底座51上，立式支架57与立柱52平行，立式支架57通过底座51上的滑槽可以前后水平移动调节位置。传感器安装孔60和铁芯54的端面数目相同，安装孔的位置正对铁芯54的端面，待测传感器4安装在传感器固定板58的孔上。通过调节立式支架57前后水平移动，调节传感器固定板58上下、左右移动，使待测传感器4的正面感应面垂直中心线位置和导电线圈56厚的中间线位置对齐，导电线圈56厚的中间线位置即导电线圈56的外圈和导电线圈56的内圈之间距离的中心线位置。

本实施例中的上下、左右等方式的移动，可以采用手动方式进行。

实施例2，参照图3，一种多通道单芯片差分式轮速传感器信号激励系统，该系统包括计算机1、可控信号发生器2、交流电流源放大器3、待测传感器4、实施例1的差分式轮速传感器工装5、信号处理模块6。

所述的计算机1通过串口连接可控信号发生器2。

所述的可控信号发生器2的输出端连接到交流电流源放大器3的输入端。

所述的交流电流源放大器3的输出端连接到差分式轮速传感器工装5的输入端。

所述的待测传感器4安装在差分式轮速传感器工装5上，待测传感器4为多只传感器，传感器的最大数量由差分式轮速传感器工装5的能够安装的数量决定。待测传感器4的输出信号送信号处理模块6的输入。

所述的差分式轮速传感器工装5的输入连接到交流电流源放大器3的输出端。

所述的信号处理模块6的输入端连接待测传感器4的信号输出，信号处理模块6的输出端连接到外部电路或外部设备供信号测试或信号驱动使用。

实施例3，参照图1－3，一种多通道单芯片差分式轮速传感器信号激励方法，该方法包括以下步骤：

（1）把待测传感器4即多只单芯片差分式轮速传感器，通过螺丝固定安装在实施例1的差分式轮速传感器测试工装5上的传感器固定板58上。

对于待测传感器4为单芯片侧面感应的差分式轮速传感器，其感应面为侧面，按照图1所示，待测传感器4垂直安装，使待测传感器4的侧面与铁芯端面相对；

通过调节横式支架59上下移动，调节传感器固定板58前后、左右移动，使待测传感器4的侧面感应面垂直中心线位置和导电线圈56厚的中间线位置对齐，导电线圈56厚的中间线位置即导电线圈56的外圈和导电线圈56的内圈之间距离的中心线位置；

对于待测传感器4为单芯片正面感应的差分式轮速传感器，其感应面为头部端面即正面，按照图2所示，待测传感器4水平安装，使轮速传感器的头部正面与铁芯端面相对；

通过调节水平支架57前后水平移动，调节传感器固定板58上下、左右移动，使待测传感器4的正面感应面垂直中心线位置和导电线圈56厚的中间线位置对齐，导电线圈56厚的中间线位置即导电线圈56的外圈和导电线圈56的内圈之间距离的中心线位置；

（2）在计算机1中设定工作条件，计算机控制可控信号发生器2输出信号送给交流电流源放大器3，交流电流源放大器3把可控信号发生器2的信号放大，产生一个交流恒流电流，此交流恒定电流再送给差分式轮速传感器工装5中的导电线圈56，导电线圈56在铁芯54中产生一个交流恒定磁场，交流电流源放大器3的优点是保证铁芯中的磁场不受外界因素变化的影响，使铁芯54中的交变磁场恒定。线圈内的铁芯54的磁场和线圈外的磁场以线圈内圈和线圈外圈的中间线为界形成了有效的差分磁场，受差分磁场激励的待测传感器4输出信号，传感器输出信号送信号处理模块6，信号处理模块6把待测传感器4的输出信号转换为差分式轮速传感器标准信号再输出送给外部电路或外部设备供信号测试或信号驱动使用。

以上方法中没有特别说明的部分，如计算机1中设定工作条件的设计方式、信号处理模块6等均采用现有技术。

Claims (5)

1.一种多通道单芯片差分式轮速传感器测试工装，其特征在于：

该测试工装包括底座，在底座的两侧各设有一段第一滑槽，在第一滑槽中各滑动安装有一立柱，在立柱之间连接安装有横柱；

所述的横柱上安装有若干高导磁率材料制成的铁芯，铁芯的两侧上套装有线圈骨架，线圈骨架上缠绕有导电线圈，所有导电线圈通过串联或并联或串并联组合的方式连接，连接后构成一个输入端用于与外电路连接；

立柱或者底座上安装有支架，在支架上安装有传感器固定板，传感器固定板上开设有若干用于待测传感器的安装的传感器安装孔；

所述的支架为横式支架，立柱的两侧各设有一段立式设置的第二滑槽，横式支架通过第二滑槽垂直安装于立柱上，横式支架在第二滑槽中上下移动来调节位置；在横式支架上设有第三滑槽，传感器固定板通过第三滑槽水平滑动安装在横式支架上，传感器固定板在第三滑槽中水平移动来调节位置；传感器安装孔的数目和铁芯的端面数目相同，且传感器安装孔的位置正对铁芯的端面；

或者，所述的支架为立式支架，立式支架通过第一滑槽垂直安装于立柱两侧的底座上，立式支架在第一滑槽中水平滑动来调节位置，在立式支架的侧面开设有立式的第四滑槽；传感器固定板通过第四滑槽安装在立式支架上，传感器固定板在第四滑槽中上下移动调节位置，传感器安装孔的数目和铁芯的端面数目相同，传感器安装孔的位置正对铁芯的端面。

2.根据权利要求1所述的多通道单芯片差分式轮速传感器测试工装，其特征在于：在铁芯的两侧套装的线圈骨架的长度大于每侧的铁芯的长度，铁芯的端面和线圈骨架上缠绕的线圈的端面平齐。

3.根据权利要求1所述的多通道单芯片差分式轮速传感器测试工装，其特征在于：所述的底座、立柱、横柱、线圈骨架、支架、传感器固定板采用耐高温且非导磁性材料制成。

4.一种多通道单芯片差分式轮速传感器信号激励系统，其特征在于：所述系统包括计算机、可控信号发生器、交流电流源放大器、信号处理模块和权利要求1－3中任何一项所述的差分式轮速传感器测试工装；

所述的计算机通过串口连接可控信号发生器；

所述的可控信号发生器的输出端连接到交流电流源放大器的输入端；

所述的交流电流源放大器的输出端连接到差分式轮速传感器测试工装的输入端；

待测传感器安装在差分式轮速传感器测试工装上，待测传感器的输出信号送信号处理模块的输入；信号处理模块的输出端连接到外部电路或外部设备供信号测试或信号驱动使用。

5.一种多通道单芯片差分式轮速传感器的信号激励方法，其特征在于：该方法使用了权利要求4所述的激励系统，该方法包括以下步骤：

（1）把待测传感器即多只单芯片差分式轮速传感器，通过螺丝固定安装在差分式轮速传感器测试工装上的传感器固定板上；

对于待测传感器为单芯片侧面感应的差分式轮速传感器，其感应面为侧面，采用权利要求1所述的差分式轮速传感器测试工装，待测传感器垂直安装，使待测传感器的侧面与铁芯端面相对；通过调节支架上下移动，调节传感器固定板前后、左右移动，使待测传感器的侧面感应面垂直中心线位置和线圈厚的中间线位置对齐，线圈厚的中间线位置即线圈的外圈和线圈的内圈之间距离的中心线位置；

对于待测传感器为单芯片正面感应的差分式轮速传感器，其感应面为头部端面即正面，采用权利要求1所述的差分式轮速传感器测试工装，待测传感器水平安装，使待测传感器的头部正面与铁芯端面相对；通过调节支架前后水平移动，调节传感器固定板上下、左右移动，使待测传感器的正面感应面垂直中心线位置和线圈厚的中间线位置对齐，线圈厚的中间线位置即线圈的外圈和线圈的内圈之间距离的中心线位置；

（2）在计算机中设定工作条件，计算机控制可控信号发生器输出信号送给交流电流源放大器，交流电流源放大器把可控信号发生器的信号放大，产生一个交流恒定电流，此交流恒定电流再送给差分式轮速传感器测试工装中的线圈，线圈在铁芯中产生一个交流恒定磁场，交流电流源放大器保证铁芯中的磁场不受外界因素变化的影响，使铁芯中的交变磁场恒定；线圈内的铁芯的磁场和线圈外的磁场以线圈内圈和线圈外圈的中间线为界形成了有效的差分磁场，受差分磁场激励的待测传感器输出信号，待测传感器输出信号送信号处理模块，信号处理模块把待测传感器的输出信号转换为差分式轮速传感器标准信号再输出送给外部电路或外部设备供信号测试或信号驱动使用。

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