CN112013893A - 用于传感器的测试装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于传感器的测试装置，包括管件和热源，所述热源用于加热所述管件的管腔内的空气场；还包括固定组件，所述固定组件用于将所述传感器与所述管件相对固定，使得只有所述传感器的探头位于所述管件的所述管腔，且所述探头与所述热源、所述管件均不接触。该测试装置能够通过加热空气场模拟高温环境，对传感器进行高温测试，其测试不会对传感器造成损伤，安全性高，同时测试准确性也高。

Description

用于传感器的测试装置

技术领域

本发明涉及传感器测试技术领域，特别是涉及一种用于传感器的测试装置。

背景技术

随着我国轨道客车事业的高速发展，列车的安全性与舒适性受到越来越多的关注。列车的安全稳定运行需要各种车载传感器提供实时准确的数据，因此传感器的准确性与稳定性尤为重要。

由于车载传感器的工作环境复杂，往往容易受到高温或振动的影响，所以在安装前需要对传感器进行测试。

以温度传感器为例，现行的测试方式有两种：

第一种是利用高低温湿热交变试验箱对温度传感器进行高温测试，具体是将温度传感器置于高低温湿热交变试验箱中进行试验。采用该种方式，高低温湿热的交替变化会对温度传感器的外壳及护套管造成损坏，特别是当温度高于护套管能够承受的最高温度时，护套管被熔化导致传感器的破坏性故障。

第二种是通过金属接触式加温实现对温度传感器的高温测试，具体是通过加热与温度传感器的探头接触的金属材质，模拟出高温环境。该种方式无法保证温度传感器探头的均匀受热，影响测试的准确性，另外在同时模拟振动环境以实现高温和振动同时测试时，由于传感器探头与加热金属直接接触，振动中两者的相互碰撞可能会对探头造成损坏。

有鉴于此，如何设计一种用于传感器的测试装置，能够提高对传感器高温测试的安全性和准确性，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于传感器的测试装置，该测试装置能够通过加热空气场模拟高温环境，对传感器进行高温测试，其测试不会对传感器造成损伤，安全性高，同时测试准确性也高。

为解决上述技术问题，本发明提供一种用于传感器的测试装置，包括管件和热源，所述热源用于加热所述管件的管腔内的空气场；还包括固定组件，所述固定组件用于将所述传感器与所述管件相对固定，使得只有所述传感器的探头位于所述管件的所述管腔，且所述探头与所述热源、所述管件均不接触。

如上所述的用于传感器的测试装置，所述固定组件包括底座和盖体，所述底座包括底板和与所述底板固接或一体成型的座套，所述座套和所述底板围合形成容纳腔，所述管件位于所述容纳腔；所述盖体与所述座套可拆卸连接，所述盖体用于封堵所述容纳腔的开口，所述盖体具有供所述传感器的所述探头穿过的通孔，所述通孔与所述管件的所述管腔贯通；所述传感器通过紧固件与所述盖体可拆卸连接。

如上所述的用于传感器的测试装置，所述热源包括电源和设于所述管件内部的加热电阻丝，所述电源与所述加热电阻丝电连接。

如上所述的用于传感器的测试装置，所述测试装置还包括控制器，所述电源通过所述控制器的温控电路与所述加热电阻丝电连接，所述控制器用于控制所述加热电阻丝加热所述空气场的加热温度和加热速率。

如上所述的用于传感器的测试装置，所述测试装置还包括安装于所述盖体的测温元件，所述测温元件用于检测所述空气场的温度，所述测温元件与所述控制器通信连接。

如上所述的用于传感器的测试装置，所述管件的外壁设有两个供所述加热电阻丝接线的接线柱，所述座套设有两个接线孔，分别与两个所述接线柱配合。

如上所述的用于传感器的测试装置，所述盖体与所述座套固接的状态下，所述盖体或所述紧固件将所述管件压抵于所述底板上。

如上所述的用于传感器的测试装置，所述座套还具有至少两个螺纹通孔，所述固定组件还包括与所述螺纹通孔螺纹连接的定位柱，所述定位柱通过所述螺纹通孔旋入所述座套内部并抵顶所述管件的外周壁。

如上所述的用于传感器的测试装置，所述底座为耐热材料制成的底座，所述盖体为耐热材料制成的盖体；和/或，所述底座和所述盖体的内表面均涂有隔热涂层。

如上所述的用于传感器的测试装置，所述底板具有自所述座套的周壁向外延伸的延伸板部，所述延伸板部具有用于将所述固定组件安装至振动试验台的安装孔。

本发明提供的测试装置用于传感器的性能测试，测试时，传感器只有其探头位于管件的管腔内，热源能够加热管腔内的空气场，且探头与热源没有接触，也就是说，将传感器的探头置于加热的空气场中进行温度性能测试，这样，测试的高温环境不会对传感器的外壳或保护套等结构造成损坏，相对来说，可以对传感器进行较高温度的性能测试，利用加热的空气场进行温度性能测试，能够使探头受热均匀，提高测试的准确性，同时，传感器的探头与热源无接触，在同时进行振动测试时能够避免对探头的碰撞，提高测试的安全性。

附图说明

图1为本发明所提供测试装置的一种具体实施例的轴测图；

图2为图1所示测试装置的正视图；

图3为图2的俯视图；

图4为图2的剖视图；

图5为具体实施例中测试装置的控制部分的结构框图。

附图标记说明：

管件11，电源12，控制器13，测温元件14；

底座21，底板211，延伸板部2111，安装孔2112，座套212，接线孔2121，盖体22，连接孔221，贯通孔222，定位柱23，紧固元件24；

传感器30，探头31，安装板32，紧固件33。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

请参考图1至图5，图1为本发明所提供测试装置的一种具体实施例的轴测图；图2为图1所示测试装置的正视图；图3为图2的俯视图；图4为图2的剖视图；图5为具体实施例中测试装置的控制部分的结构框图。

该实施例提供的测试装置用于传感器30的性能测试，主要为温度性能测试；传感器30具体可以为安装于列车的用于测量列车运行数据的车载传感器，比如温度传感器等，也可以为安装于其他设备的传感器。

该测试装置包括管件11和热源，热源11用于加热管件11的管腔内的空气场，还包括固定组件，该固定组件用于将传感器30与管件11相对固定，使得传感器30只有探头31位于管件11的管腔，且探头31与热源、管件11均不接触。

测试时，传感器30只有其探头31位于管件11的管腔内，热源能够加热管腔内的空气场，且探头31与热源没有接触，也就是说，将传感器30的探头31置于加热的空气场中进行温度性能测试，这样，测试的高温环境不会对传感器30的外壳或保护套等结构造成损坏，相对来说，可以对传感器30进行较高温度的性能测试，利用加热的空气场进行温度性能测试，能够使探头31受热均匀，提高测试的准确性，同时，传感器30的探头31与热源、管件11无接触，在同时进行振动测试时能够避免对探头31的碰撞，提高测试的安全性。

该实施例中，固定组件包括底座21和盖体22，其中，底座21包括底板211和与底板211固接或一体成型的座套212，座套212和底板211围合形成容纳腔，管件11位于该容纳腔内；盖体22与座套212可拆卸连接，盖体22用于封堵容纳腔的开口，这样，盖体22和底座21的座套212组装后，形成相对封闭的空间，管件11位于该空间内，由底座21的底板211支撑，底座21和盖体22能够起到一定的隔热作用，确保管件11管腔内空气场的温度，节约能耗。

其中，底座21的座板211和座套212为一体结构，也可以分体设置后，再通过焊接等固定方式固接在一起，当然，实际中，为考虑使用寿命和隔热效果，底座21优选为一体铸造成型。

具体的，盖体22上具有供传感器30的探头31穿过的通孔，传感器30通过紧固件33与盖体22可拆卸连接，盖体22的通孔与管件11的管腔贯通，以保证固设于其上的传感器30的探头31能够穿过通孔位于管件11的管腔内，如图4所示。

盖体22与底座21的可拆卸连接能够方便管件11的取放。

可以理解，为了避免组装后，传感器30的探头31与管件11的管壁接触，管件11的内径应当大于探头31的尺寸设置，最好有一定的调整余量设置。

具体设置时，为方便组装，管件11放置于底板211的中心位置，盖体22与传感器30的探头31配合的通孔也位于盖体22的中心，组装后，管件11的中心线、盖体22的通孔的中心线和底板211的中心线可以重合设置。为方便限定管件11和底板211的相对位置，避免管件11相对底板211偏移，可以在底板211上设置限位结构，比如设置与管件11匹配的限位槽，组装时，管件11的底部插入限位槽，可避免错位。

通常，传感器30上都设有用于将传感器30安装于相关设备的安装板32，该例中，传感器30具体可通过安装板32与盖体22的连接实现传感器30与盖体22的连接，具体地，如图1和图4所示，传感器30的探头31穿过盖体22的通孔后，通过紧固件33将安装板32与盖体22相对固定，从而实现传感器30与盖体22的相对固定，再将盖体22通过紧固元件24与底座21的座套212可拆卸固接，传感器30的探头31可伸入管件11的管腔，如此，实现传感器30的探头31与管件11的相对固定。

实际设置时，可根据待测试的传感器30的结构尺寸来匹配不同厚度的盖体22，使得传感器30与固定组件组装后，只有其探头31位于管件11的管腔内。

实际应用中，紧固件33和紧固元件24可以选用螺栓或螺丝等部件。

盖体22具体在其周部设有若干用于与紧固元件24配合的连接孔221，底座21的座套212的对应位置也设有与紧固元件24配合的紧固孔。

图示方案中，底座21的座套212为圆筒状结构，盖体22呈圆形结构设计，在此基础上，各连接孔221优选沿盖体22的周向均匀排布，以提高盖体22和底座21连接的稳固性，图示中示例性地示出了盖体22设有四个连接孔221的结构。

可以理解，实际设置时，相关部件不限于此形状设置。

实际应用中，为避免管件11相对底座21位置发生偏移，对位于其内的探头31造成影响，通过各部件的结构尺寸设置，使得盖体22与底座21固接状态下，盖体22或者连接传感器30的紧固件33能够将管件11压抵在底座21的底板211上，以限制管件11和底座21的相对位置。

进一步的，座套212具有至少两个螺纹通孔，固定组件还包括与螺纹通孔螺纹连接的定位柱23，定位柱23通过螺纹通孔旋入座套212内部并抵顶管件11的外周壁，这样，管件11设于底座21后，通过旋入座套212的至少两个定位柱23可以对管件11进行定位，与组装后的盖体22或紧固件33配合实现管件11与底座21的相对固定，可以确保中传感器30测试的稳定性和精确性。

显然，定位柱23具有外螺纹部，实际设置时，为方便旋入，定位柱23可以选用螺栓等已有标准件，避免额外加工设置。

实际设置时，各螺纹通孔优选沿座套212的周向均匀排布。

如图5所示，该实施例中，热源包括电源12和设于管件11内部的加热电阻丝(图中未示出)，电源12与加热电阻丝电连接，工作时，通过开启电源12，使加热电阻丝通电后使管件11升温，从而在管件11的管腔内形成加热的空气场，以测试传感器30的温度性能。

具体的，管件11可以选用铜合金材质制成，可以快速加热建立测试所需的具有设定温度的空气场，在一具体实例中，其管厚可以为40mm，以能够迅速加热和保持机械性能。

具体的，该测试装置还包括控制器13，电源12通过控制器13的温控电路与加热电阻丝电连接，控制器13用于控制加热电阻丝加热空气场的加热温度和加热速率。这样设置后，通过控制器13可以根据试验需求来控制管件11内空气场的温度。

其中，温控电路可以选用常规的温控电路，比如可以采用双向可控硅控制输出，可实现正负两个半波的控制，减少对电源12的无线电干扰。

具体的，测试装置还包括安装于盖体22的测温元件14，测温元件14用于检测管件11内空气场的温度，测温元件14与控制器13通信连接，以使得控制器13能够根据测温元件14的反馈对温控电路进行控制。

具体的方案中，在管件11的外壁设有两个供加热电阻丝接线的接线柱，座套212设有两个接线孔2121，分别与两个接线柱配合，以方便与电源12连接的线路穿过接线孔2121与接线柱连接。

具体的方案中，测温元件14具体可以选用测温热电偶，在盖体22上设有供测温热电偶穿过的贯通孔222，测温热电偶具体可以通过一连接板与盖体22固接，比如，将测温热电偶固定在连接板上，再通过螺丝等紧固件将连接板与盖体22连接。

可以理解，组装后，测温热电偶伸入的是管件11的管腔，以准确测量其空气场的温度并反馈至控制器13。

该实施例中，如前所述，底座21和盖体22除了起到固定管件11的作用外，还可以起到隔热的作用，具体设置时，底座21和盖体22均优先选用耐热材料制成，比如高铬铸铁，在高温下能够保持良好的机械性能。

进一步的，可以在底座21和盖体22的内表面涂设有隔热涂层，以减少管件11内热量散失。

为提高测试装置的使用寿命，还可以在底座21和盖体22的外周涂设防腐蚀油漆等防腐蚀材料。

该实施例中，底座21的底板211还具有自座套212的周壁向外延伸的延伸板部2111，该延伸板部2111上设有用于将固定组件安装至振动试验台的安装孔2112。

这样设置后，安装好传感器30后，还可以将整个测试装置安装至振动试验台以对传感器30进行振动性能测试，即可以同时进温度性能测试和振动性能测试，结构简单，设置方便。

如图3所示，图示方案中，底座21的底板211在设置为圆形的基础上，其延伸至座套212外侧的延伸板部2111呈圆环形，可以理解，实际设置时，其形状不限于此。

图3所示方案中，底座21的延伸板部2111沿其周向均匀设置有四个安装孔2112结构，以便将底座21更稳定可靠地安装在振动试验上，可以理解，实际设置时，安装孔2112的个数及排布不限于此，只要能够保证安装有管件11和待测传感器30的固定组件与振动试验台的可靠连接即可。

以上对本发明所提供的用于传感器的测试装置进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.用于传感器的测试装置，其特征在于，包括管件和热源，所述热源用于加热所述管件的管腔内的空气场；还包括固定组件，所述固定组件用于将所述传感器与所述管件相对固定，使得只有所述传感器的探头位于所述管件的所述管腔，且所述探头与所述热源、所述管件均不接触。

2.根据权利要求1所述的用于传感器的测试装置，其特征在于，所述固定组件包括底座和盖体，所述底座包括底板和与所述底板固接或一体成型的座套，所述座套和所述底板围合形成容纳腔，所述管件位于所述容纳腔；所述盖体与所述座套可拆卸连接，所述盖体用于封堵所述容纳腔的开口，所述盖体具有供所述传感器的所述探头穿过的通孔，所述通孔与所述管件的所述管腔贯通；所述传感器通过紧固件与所述盖体可拆卸连接。

3.根据权利要求2所述的用于传感器的测试装置，其特征在于，所述热源包括电源和设于所述管件内部的加热电阻丝，所述电源与所述加热电阻丝电连接。

4.根据权利要求3所述的用于传感器的测试装置，其特征在于，所述测试装置还包括控制器，所述电源通过所述控制器的温控电路与所述加热电阻丝电连接，所述控制器用于控制所述加热电阻丝加热所述空气场的加热温度和加热速率。

5.根据权利要求4所述的用于传感器的测试装置，其特征在于，所述测试装置还包括安装于所述盖体的测温元件，所述测温元件用于检测所述空气场的温度，所述测温元件与所述控制器通信连接。

6.根据权利要求3所述的用于传感器的测试装置，其特征在于，所述管件的外壁设有两个供所述加热电阻丝接线的接线柱，所述座套设有两个接线孔，分别与两个所述接线柱配合。

7.根据权利要求2所述的用于传感器的测试装置，其特征在于，所述盖体与所述座套固接的状态下，所述盖体或所述紧固件将所述管件压抵于所述底板上。

8.根据权利要求7所述的用于传感器的测试装置，其特征在于，所述座套还具有至少两个螺纹通孔，所述固定组件还包括与所述螺纹通孔螺纹连接的定位柱，所述定位柱通过所述螺纹通孔旋入所述座套内部并抵顶所述管件的外周壁。

9.根据权利要求2-8任一项所述的用于传感器的测试装置，其特征在于，所述底座为耐热材料制成的底座，所述盖体为耐热材料制成的盖体；和/或，所述底座和所述盖体的内表面均涂有隔热涂层。

10.根据权利要求2-8任一项所述的用于传感器的测试装置，其特征在于，所述底板具有自所述座套的周壁向外延伸的延伸板部，所述延伸板部具有用于将所述固定组件安装至振动试验台的安装孔。

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