CN112229433A - 发动机传感器测试工装、测试监控系统及测试监控方法 - Google Patents

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CN112229433A CN202011098897.8A CN202011098897A CN112229433A CN 112229433 A CN112229433 A CN 112229433A CN 202011098897 A CN202011098897 A CN 202011098897A CN 112229433 A CN112229433 A CN 112229433A
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朱慧敏
黄超
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Abstract

一种发动机传感器测试监控系统，包括发动机传感器测试工装、计算机、双路可跟踪信号发生器、双路交直流放大器、环境试验箱、电流测量模块、信号处理模块、信号选择控制模块和双通道同步采集模块，通过该系统能够快速高效的对曲轴位置传感器和凸轮传感器信号的性能参数测试监控，包括信号电压及供电电流检查，各种模拟转速情况下的信号边沿时间检查、传感器上电的第一次信号上升沿相位精度、传感器上电的第一次信号下降沿相位精度、信号上升沿相位精度、信号下降沿相位精度、信号上升沿抖动的相位精度范围分布、信号下降沿抖动的相位精度范围分布等参数、信号脉宽及脉冲数检查，从而实现对发动机传感器的严格、精确的性能测试，保证出厂质量。

Description

发动机传感器测试工装、测试监控系统及测试监控方法
技术领域
本发明涉及发动机传感器测试技术领域，特别是一种发动机传感器测试工装，具体还涉及包括上述发动机传感器测试工装的测试监控系统及该测试监控系统的测试监控方法。
背景技术
随着汽车工业的高速发展，汽车传感器的应用越来越多，其中发动机传感器是汽车发动机控制系统、汽车安全系统中非常关键的传感器，发动机传感器根据位置主要分为曲轴位置传感器和凸轮轴位置传感器，它们直接决定了发动机的的工作性能；因此，曲轴位置传感器和凸轮轴传感器在生产完成后，需要进行严格、精确的性能测试，以保证出厂的产品质量。
但是，现有的曲轴位置传感器和凸轮轴传感器测试存在以下缺陷：
1、采用电机驱动或带动曲轴齿轮或凸轮旋转运动的方法，由于电机的抖动，使得测量精度低；电机的转速要求高，使得电机的性能要求高，价格高；同时电机测试结构复杂、笨重，不便于携带现场测量；电机驱动曲轴齿轮或凸轮轴齿轮数量少，使得单次测试的传感器数目少、效率低，同时电机机械运动的机构无法适用于各种高低温恶劣试验环境下长时间连续耐久测试和监控测试的要求；
2、采用示波器对曲轴位置传感器或凸轮位置传感器信号进行检测的方法，存在人为因素，易于疲劳，不能高效的对曲轴位置传感器或凸轮位置传感器信号的性能参数测试，包括信号电压及供电电流检查，各种模拟转速情况下的信号边沿时间检查、传感器上电的第一次信号上升沿相位精度、传感器上电的第一次信号下降沿相位精度、信号上升沿相位精度、信号下降沿相位精度、信号上升沿抖动的相位精度范围分布、信号下降沿抖动的相位精度范围分布等参数、信号脉宽及脉冲数检查。不能对测试过程的信号参数进行自动监控记录、判断、分析等；
3、采用通过交流电源产生周期性变化的磁场的方法，不能对含有双霍尔元件的新一代曲轴位置传感器或凸轮位置传感器形成有效的转动激励磁场，曲轴位置传感器或凸轮位置传感器没有信号输出，也就不能进行严谨的信号上电初始相位差、信号上升沿相位差、信号下降沿相位差、信号边缘的抖动相位差范围统计等参数测试；
4、采用通过检测曲轴信号轮的机械几何位移量，并转换为脉冲信号，与传感器信号接收单元的传感器脉冲信号进行比较，进行检测的方法，只是对曲轴位置传感器信号脉冲计数的功能检测，不能进行性能参数测试。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种能够十分方便的同时一次安装批量数目较多的曲轴位置传感器或凸轮位置传感器，并且能够形成模拟的转动信号盘，同时去激励多只新一代曲轴位置传感器或凸轮位置传感器使其输出信号的发动机传感器测试工装。
本发明所要解决的另一个技术问题是提供了包括上述发动机传感器测试工装，能够快速高效的一批次完成数量众多的曲轴位置传感器或凸轮位置传感器可靠性、质量稳定性等耐久老化测试和监控的测试监控系统及该测试监控系统的测试监控方法。
本发明所要解决的技术问题是通过以下的技术方案来实现的。本发明是一种发动机传感器测试工装，该工装包括底座、竖向安装在底座两侧侧部的支架和竖向安装在底座两侧中部的立柱，在底座的两侧设置有便于支架和立柱横向移动的横向滑槽；在底座两侧的支架之间固定安装有传感器安装板，在支架上设置有便于传感器安装板上下移动的竖向滑槽；在底座两侧的立柱之间固定安装有横柱，在横柱上横向安装有线圈固定板，在线圈固定板上安装有若干组线圈骨架，在传感器安装板上设置有若干与线圈骨架配合的传感器安装孔，每组线圈骨架包括2个一端端部靠在一起的线圈骨架，在线圈骨架上均套装有线圈，在线圈骨架内均插装有铁芯，每组线圈骨架上的其中一个线圈相互串联、并联或串并联形成第一线圈组，每组线圈骨架上的另一个线圈相互串联、并联或串并联形成第二线圈组。
本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，对于以上所述的发动机传感器测试工装，在线圈固定板上安装有输入端口X3和输入端口X4，输入端口X3与第一线圈组连接，输入端口X4与第二线圈组连接。
本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，对于以上所述的发动机传感器测试工装，每组线圈骨架的2个线圈骨架之间形成的夹角的角度为30°-60°。
本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，对于以上所述的发动机传感器测试工装，一种发动机传感器测试监控系统，该系统包括发动机传感器测试工装，该系统还包括计算机、双路可跟踪信号发生器、双路交直流放大器、电流测量模块、信号处理模块、信号选择控制模块、双通道同步采集模块和用于与测试工装配合的环境试验箱；
计算机通过串口分别与双路可跟踪信号发生器、信号选择控制模块、双通道同步采集模块和环境试验箱连接；双路可跟踪信号发生器的两路输出端口分别连接到双路交直流放大器的两路输入端口，双路可跟踪信号发生器的两路输出端口中的其中一路端口同时连接到信号选择控制模块的一个输入端；双路交直流放大器的两路输出端口分别连接到测试工作的第一线圈组和第二线圈组；电流测量模块的多路输入端分别用于与待测发动机传感器连接，电流测量模块的多路输出端连接到信号选择控制模块的多路输入端；信号处理模块的多路输入端分别用于与待测发动机传感器连接，信号处理模块的多路输出端与信号选择控制模块的多路输入端连接；信号选择控制模块的两路输出端口与双通道同步采集模块的两路输入连接。
本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，对于以上所述的发动机传感器的测试监控系统，所述环境试验箱用于模拟不同试验环境为发动机传感器的测试提供环境条件，试验环境包括高温试验环境、低温试验环境和热冲击试验环境。
本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，对于以上所述的发动机传感器测试监控系统，一种发动机传感器的测试监控方法，其步骤如下：
（1）标准件传感器的安装
把一只标准件传感器通过传感器安装孔安装到传感器安装板上，并使该传感器的头部正面与对应的线圈骨架上的铁芯的端面相对，然后通过支架的横向移动，使该传感器的头部靠近铁芯的端面，两者之间的距离控制在3mm以内；然后通过调节传感器安装板的上下移动，使该传感器的正面感应面的水平中心线位置和对应的线圈骨架上的铁芯的端面的水平中心线位置对齐；
（2）标定值的确定
在计算机中，设定标准件传感器的型号、参数和工作条件；
计算机控制双路可跟踪信号发生器的一个输出通道输出具有一定直流偏置的正弦波或方波信号，控制另一个输出通道在偏置、电压、波形、频率参数上进行跟随输出，同时在相位上与第一个通道的输出信号相差90度或270度，这样就输出了互差90度的两路输出信号；此两路输出信号送给双路交直流放大器的输入，双路交直流放大器把双路可跟踪信号发生器的两路信号放大，产生两路交直流放大信号，此两路交直流放大信号再送给测试工装中的第一线圈组和第二线圈组，两组线圈分别在每组铁芯端面空间产生一个具有一定直流成分的水平方向磁场，磁场的直流成分满足有背磁的传感器测试需要；由于两路电信号在时间上相差90度，又是交变的，同时每组线圈骨架上的铁芯是交叉的，因此在每组铁芯的端面空间形成一个模拟转动信号盘的磁场，此磁场用于激励新一代含有双霍尔元件的标准件传感器，使其输出信号；
计算机通过通讯端口控制信号选择控制模块，使得由双路可跟踪信号发生器的一路输出传输来的信号，通过信号选择控制模块的控制，由信号选择控制模块的一路输入端传输到信号选择控制模块的一路输出端，再送给双通道同步采集模块的一路输入；同时，计算机通过通讯端口控制信号选择控制模块，使得由电流测量模块的输出传输来的标准件传感器的电流信号和由信号处理模块的输出传输来的标准件传感器的输出信号，通过信号选择控制模块的控制，由信号选择控制模块的多路输入端按计算机命令依次顺序的转换传输到信号选择控制模块的另一路输出端，再送给双通道同步采集模块的另一路输入；
双通道同步采集模块通过计算机控制进行两个通道同步采集，把采集的数据传输到计算机中；
计算机对采集到的数据进行分析处理，实现对标准件传感器的信号测试值标定；
（3）待测件传感器的安装
把标准件传感器从测试工装的传感器安装孔上取下；保持测试工装上的支架和传感器安装板的位置不变；
把多只待测件传感器固定安装在测试工装的传感器安装孔上，使待测件传感器的头部正面与对应的骨架线圈的两个交叉铁芯的端面相对；
然后将测试工装连同其上的待测件传感器放置到环境试验箱的箱体内；
（4）待测件传感器的测试监控
在计算机中，通过软件调取上述步骤（2）中保存的标定值，选择或设定待测件传感器的型号、参数，使待测件传感器的型号、参数与步骤（2）中的标准件传感器的型号、参数一致，同时设定工作条件；
计算机控制双路可跟踪信号发生器的一个输出通道输出具有一定直流偏置的正弦波或方波信号，控制另一个输出通道在直流偏置、电压、波形、频率参数上进行跟随输出，同时在相位上与第一个通道的输出信号相差90度或270度；此两路输出信号送给双路交直流放大器的输入，双路交直流放大器把双路可跟踪信号发生器的两路信号放大，产生两路交直流放大信号，此两路交直流放大信号再送给测试工装中的两组线圈，两组线圈分别在每组铁芯中产生一个具有一定直流成分的交变磁场，磁场的直流成分满足有背磁的传感器测试需要；由于两路电信号在时间上相差90度，又是交变的，同时每组铁芯是交叉的，因此在每组铁芯的端面形成一个模拟转动信号盘的磁场，此磁场激励新一代含有双霍尔元件的待测件传感器，使其输出信号；
计算机通过通讯端口控制信号选择控制模块，使得由双路可跟踪信号发生器的一路输出传输来的信号，通过信号选择控制模块的控制，由信号选择控制模块的一路输入端传输到信号选择控制模块的一路输出端，再送给双通道同步采集模块的一路输入；同时计算机通过通讯端口控制信号选择控制模块，使得由电流测量模块的输出传输来的多路待测件传感器的信号和由信号处理模块的输出传输来的多路待测件传感器的信号，通过信号选择控制模块的控制，由信号选择控制模块的多路输入端按计算机命令依次顺序的转换传输到信号选择控制模块的另一路输出端，再送给双通道同步采集模块的另一路输入；
双通道同步采集模块通过计算机控制进行两个通道同步采集，把采集的数据传输到计算机中；
计算机对数据进行分析处理，实现对发动机传感器的测试监控。
本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，对于以上所述的发动机传感器的测试监控方法，在步骤（2）中，双通道同步采集模块通过计算机控制以双路可跟踪信号发生器的一路输出作为同步触发信号进行两个通道同步采集。
本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，对于以上所述的发动机传感器的测试监控方法，在步骤（2）中，计算机对标准件传感器的信号测试值标定，是以采集到的信号发生器的信号作为基准边沿，计算采集到的标准件传感器的信号参数，包括各种模拟转速情况下的信号边沿时间、传感器上电的第一次信号上升沿相位精度、传感器上电的第一次信号下降沿相位精度、信号上升沿相位精度、信号下降沿相位精度、信号上升沿抖动的相位精度范围分布、信号下降沿抖动的相位精度范围分布等参数、信号脉宽及脉冲数检查，之后把分析计算结果作归一化处理，得到归一化关系，同时归一化处理结果再作为标定值，保存以备后续测试调用比对使用。
本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，对于以上所述的发动机传感器的测试监控方法，在步骤（4）中，计算机对数据进行分析处理，以采集到的双路可跟踪信号发生器的一路输出的信号作为基准边沿，计算采集到的待测件传感器的信号参数，包括各种模拟转速情况下的信号边沿时间、传感器上电的第一次信号上升沿相位精度、传感器上电的第一次信号下降沿相位精度、信号上升沿相位精度、信号下降沿相位精度、信号上升沿抖动的相位精度范围分布、信号下降沿抖动的相位精度范围分布等参数、信号脉宽及脉冲数检查；之后采用步骤（2）中得到的归一化关系，对待测件传感器的检测结果作进一步的归一化处理，归一化处理结果再与步骤（2）中保存的标定值进行比对，完成对发动机传感器的测试以及自动监控记录、判断、分析。
与现有技术相比，本发明的发动机传感器测试工装能够十分方便的同时一次批量安装数目较多的曲轴位置传感器或凸轮位置传感器，并且能够形成模拟的转动信号盘磁场信号，代替传统的电机驱动齿轮的方式，具有重量轻、体积小、成本低、便于携带和现场测试，同时可以消除电机运动方式的机械振动带来的误差影响，测量精度高；其次，该工装可以同时去激励多只曲轴位置传感器或凸轮位置传感器使其输出信号，测试效率高；将该工装连同其上的多只曲轴位置传感器或凸轮位置传感器能够置于环境试验箱中，能够进行各种高低温恶劣试验环境下长时间连续耐久测试和监控，完成可靠性、质量稳定性等测试；
本发明的发动机传感器测试监控系统及测试监控方法能够快速高效的批次完成数量众多的曲轴位置传感器或凸轮位置传感器可靠性、质量稳定性等耐久老化测试和监控；通过信号选择控制模块能够同时对多只曲轴位置传感器或凸轮位置传感器的输出信号的电参数在连续试验中进行监控、判别，有效降低成本；其次，通过该系统和方法能够快速高效的对曲轴位置传感器或凸轮位置传感器信号的性能参数测试，包括信号电压及供电电流检查，各种模拟转速情况下的信号边沿时间检查、传感器上电的第一次信号上升沿相位精度、传感器上电的第一次信号下降沿相位精度、信号上升沿相位精度、信号下降沿相位精度、信号上升沿抖动的相位精度范围分布、信号下降沿抖动的相位精度范围分布等参数、信号脉宽及脉冲数检查，并且能够快速高效对测试过程的信号参数进行自动监控记录、判断、分析等。
附图说明
图1为本发明的一种结构示意图；
图2为本发明测试监控系统的系统框图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1，参照图1，一种发动机传感器测试工装，该工装包括底座51、立柱52、横柱53、铁芯54、线圈骨架55、线圈56、支架57、传感器安装板58、线圈固定板59、标准件传感器4、待测件传感器5、输入端口X3、输入端口X4；
所述的底座51采用矩形结构、铝型材构成，在底座51的左右两边铝型材上有滑槽；在底座51的左右两边中间位置各安装有一个立柱52，立柱52采用铝型材；
所述的立柱52铝型材通过螺丝固定于底座51上，在两根立柱52之间安装有横柱53；
所述的横柱53采用铝型材，在横柱53上固定安装线圈固定板59；
所述的线圈固定板59采用耐高温材料，线圈固定板59上固定安装若干组线圈骨架55；
所述的线圈骨架55为空心骨架，采用非导磁性耐高温材料，空心孔结构为矩形；每2个线圈骨架55构成一组；在朝着传感器安装板58的方向，2个线圈骨架55头部靠在一起，同时2个线圈骨架55交叉形成一定角度，角度为30度-60度；所述的线圈骨架55的数目根据工装的尺寸以及需要测量的传感器数目来确定；
所述的铁芯54采用高导磁率材料，如硅钢片等；铁芯54固定套装于线圈骨架55内，铁芯54的长度和线圈骨架55的长度相同；
所述的线圈56缠绕在线圈骨架55上，每组线圈骨架55的其中一个线圈骨架55，其上的线圈56与其它组线圈骨架55的对应一个线圈骨架55上的线圈56采用并联、或串联、或串并联连接，连接后构成一大组线圈56，同时构成一路输入端口X3连接到外电路；每组线圈骨架55的其中另外一个线圈骨架55，其上的线圈56与其它组线圈骨架55的对应另外一个线圈骨架55上的线圈56采用并联、或串联、或串并联连接，连接后构成另一大组线圈56，同时构成另一路输入端口X4连接到外电路；线圈56的具体连接方式由外电路的需求确定；
所述的传感器安装板58上开有传感器安装孔，安装孔的数目和线圈骨架55组的数目相同，安装孔的中心位置正对线圈骨架55组中的两个交叉铁芯54端面的垂直中心线位置，标准件传感器4或待测件传感器5安装在传感器安装板58的孔中；传感器安装板58通过支架57的滑槽安装在支架57上，同时通过支架57的滑槽，可以使传感器安装板58上下移动调节；
所述的支架57采用铝型材结构，支架57的侧面设有滑槽，支架57垂直安装于底座51上，支架57通过底座51上的滑槽可以前后水平移动调节位置；通过调节支架57前后水平移动位置使得标准件传感器4或待测件传感器5的头部端面紧靠铁芯54的端面；
所述的标准件传感器4为一只曲轴位置传感器和/或凸轮轴传感器，待测件传感器5为多只曲轴位置传感器和/或凸轮轴传感器；标准件传感器4和待测件传感器5为新一代含有双霍尔元件的曲轴位置传感器和/或凸轮轴传感器，通过螺丝固定安装在传感器安装板58上。
实施例2，参考图2，一种发动机传感器测试监控系统，该系统包括计算机1、双路可跟踪信号发生器2、双路交直流放大器3、标准件传感器4、待测件传感器5、实施例1中的测试工装6、环境试验箱7、电流测量模块8、信号处理模块9、信号选择控制模块10、双通道同步采集模块11；
所述的计算机1通过串口分别与双路可跟踪信号发生器2、信号选择控制模块10、双通道同步采集模块11和环境试验箱7连接；
所述的双路可跟踪信号发生器2为两通道信号发生器，能够输出两路正弦波、方波、可编程任意波信号及直流偏置电压，同时具有电压跟踪、波形跟踪、频率跟踪、相位跟踪及参数任意可调的功能；双路可跟踪信号发生器2的两路输出端口Y1、Y2分别连接到双路交直流放大器3的两路输入端口X1、X2，双路可跟踪信号发生器2的两路输出端口中的其中一路端口Y1同时连接到信号选择控制模块10的一个输入端S0；
所述的双路交直流放大器3为能够同时对交流信号和直流信号进行放大，双路交直流放大器3的两路输入端口X1、X2分别连接到双路可跟踪信号发生器2的输出端口Y1、Y2，双路交直流放大器3的两路输出端口Y3、Y4分别连接到曲轴位置传感器和/或凸轮轴传感器测试工装6的输入端口X3和输入端口X4；
所述的标准件传感器4和待测件传感器5安装在曲轴位置传感器和/或凸轮轴传感器测试工装6上，标准件传感器4为一只曲轴位置传感器或凸轮轴传感器，待测件传感器5为多只曲轴位置传感器或凸轮轴传感器；标准件传感器4和待测件传感器5为新一代含有双霍尔元件的曲轴位置传感器和/或凸轮轴传感器；
曲轴位置传感器和/或凸轮轴传感器测试工装6的两路输入端口X3、X4连接到双路交直流放大器3的两路输出端口Y3、Y4；
曲轴位置传感器和/或凸轮轴传感器测试工装6连同其上的待测件传感器5被置于环境试验箱7的箱体内部；
所述的环境试验箱7连接计算机1，环境试验箱7的温度、湿度等试验参数通过计算机1的串口传输到计算机1中，同时环境试验箱7的温度、湿度等试验参数设定可由计算机1通过串口控制；
所述的电流测量模块8为交直流电流电压转换电路，电流测量模块8包含多路输入和多路输出，电流测量模块8的输入端和输出端的路数与标准件传感器4和待测件传感器5的数量相同，电流测量模块8的多路输入分别串联在标准件传感器4和待测件传感器5的电源供电端。电流测量模块8的多路输出端连接到信号选择控制模块10的多路输入端SI1、SI2…SIn，输入端的路数n与标准件传感器4和待测件传感器5的数量相同；
所述的信号处理模块9为标准件传感器4和待测件传感器5的输出信号上拉电阻电路和输出信号电容滤波电路，信号处理模块9包含多路输入端和多路输出端，信号处理模块9的多路输入和多路输出的路数与待测件传感器5的数量相同。信号处理模块9的多路输入端与对应的标准件传感器4或待测件传感器5连接，信号处理模块9的多路输出端与信号选择控制模块10的多路输入端SS1、SS2…SSn连接，输入端的路数n与标准件传感器4和待测件传感器5的数量相同；
所述的信号选择控制模块10为计算机1控制的多路选择开关电路，包含多路输入端口S0、SI1、SI2…SIn、SS1、SS2…SSn，两路输出端口Y5、Y6、一个通讯端口；信号选择控制模块10的多路输入端口SI1、SI2…SIn与电流测量模块8的多路输出连接；信号选择控制模块10的多路输入端口SS1、SS2…SSn与信号处理模块9的多路输出连接；同时信号选择控制模块10的多路输入端口的一个端口S0与双路可跟踪信号发生器2的一路输出端口Y1连接，信号选择控制模块10的两路输出端口Y5、Y6与双通道同步采集模块11的两路输入端口X5、X6连接；
信号选择控制模块10的通讯端口与计算机1连接，计算机1通过通讯端口控制信号选择控制模块10，把双路可跟踪信号发生器2的一路输出Y1引出的信号经信号选择控制模块10的一路输入S0转换到信号选择控制模块10的一路输出端口Y5输出，再传送给双通道同步采集模块11的一路输入X5；
同时计算机1控制信号选择控制模块10，把电流测量模块8的多路输出端信号和信号处理模块9的多路输出端信号由信号选择控制模块10的多路输入端口SI1、SI2…Sin、SS1、SS2…SSn按照计算机1指令依次转换到信号选择控制模块10的另一路输出端口Y6，再传送给双通道同步采集模块11的另一路输入X6；
所述的双通道同步采集模块11是具有两个模拟信号输入通道，同步采集功能的模拟采集卡；双通道同步采集模块11的输出端通过串口连接到计算机1，双通道同步采集模块11的模拟信号输入端X5、X6连接信号选择控制模块10的输出端口Y5、Y6，计算机1通过串口控制双通道同步采集模块11，把信号选择控制模块10的输出端两路信号Y5、Y6同步采集传输到计算机1中并进行处理；
所述的环境试验箱7采用的是现有技术中公开的任何一种环境试验箱7，环境试验箱7是用科技的手段来模拟出自然环境气候，对现代工业品形成破坏性，环境试验箱7的代表试验有：高温试验、低温试验、热冲击试验等；本发明通过环境试验箱7模拟出自然环境气候，给曲轴位置传感器和/或凸轮轴传感器的测试提供环境条件。
实施例3，一种发动机传感器测试监控方法，该方法使用实施例2中的发动机传感器测试监控系统，包括以下步骤：
（1）标准件传感器4的安装
把一只标准件传感器4通过螺丝水平固定安装在传感器安装孔上，使传感器的头部正面与对应的两个交叉铁芯54的端面相对，通过调节支架57前后水平移动，使传感器的头部靠近铁芯54的端面，距离3mm以内；调节传感器安装板58上下移动，使标准件传感器4的正面感应面水平中心线位置和两个交叉铁芯54端面的水平中心线位置对齐；
（2）标定值的确定
在计算机1中，通过软件设定标准件传感器4的型号、参数和工作条件等，运行软件；
计算机1控制双路可跟踪信号发生器2的一个输出通道Y1，输出具有一定直流偏置的正弦波或方波信号，控制另一个输出通道Y2在偏置、电压、波形、频率参数上进行跟随输出，同时在相位上与第一个通道Y1的输出信号相差90度或270度，这样就输出了互差90度的两路输出信号；此两路输出信号Y1、Y2送给双路交直流放大器3的输入X1、X2，双路交直流放大器3把双路可跟踪信号发生器2的两路输入X1、X2信号放大，产生两路交直流放大信号Y3、Y4，此两路交直流放大信号再送给测试工装6中的两大组线圈56的输入端X3、X4，两大组线圈56分别在每组铁芯54端面空间产生一个具有一定直流成分的水平方向磁场，磁场的直流成分满足有背磁的传感器测试需要；由于两路电信号在时间上相差90度，又是交变的，同时每组铁芯54是交叉的，因此在每组铁芯54的端面空间形成一个模拟转动信号盘的磁场，此磁场激励新一代含有双霍尔元件的标准件传感器4，使其输出信号；
计算机1通过通讯端口控制信号选择控制模块10，使得由双路可跟踪信号发生器2的一路输出Y1传输来的信号，通过信号选择控制模块10的控制，由信号选择控制模块10的一路输入端S0传输到信号选择控制模块10的一路输出端Y5，再送给双通道同步采集模块11的一路输入X5；同时计算机1通过通讯端口控制信号选择控制模块10，使得由电流测量模块8的输出传输来的标准件传感器4的电流信号和由信号处理模块9的输出传输来的标准件传感器4的输出信号，通过信号选择控制模块10的控制，由信号选择控制模块10的多路输入端SI1、SI2…Sin、SS1、SS2…SSn按计算机1命令依次顺序的转换传输到信号选择控制模块10的另一路输出端Y6，再送给双通道同步采集模块11的另一路输入X6；
双通道同步采集模块11通过计算机1控制进行两个通道同步采集，把采集的数据传输到计算机1中；
计算机1对采集到的数据进行分析处理，实现对标准件传感器4的信号测试值标定；
优选的，双通道同步采集模块11通过计算机1控制进行两个通道同步采集，是以双路可跟踪信号发生器2的一路输出Y1作为同步触发信号，去控制双通道同步采集模块11实现同步采集的；
优选的，计算机1对标准件传感器4的信号测试值标定，是以采集到的双路可跟踪信号发生器2的一路输出Y1的信号作为基准边沿；计算采集到的标准件传感器4的信号参数，包括各种模拟转速情况下的信号边沿时间、传感器上电的第一次信号上升沿相位精度、传感器上电的第一次信号下降沿相位精度、信号上升沿相位精度、信号下降沿相位精度、信号上升沿抖动的相位精度范围分布、信号下降沿抖动的相位精度范围分布等参数、信号脉宽及脉冲数检查，之后把分析计算结果作归一化处理，得到归一化关系，同时归一化处理结果再作为标定值，保存以备后续测试调用比对使用；
（3）待测件传感器5的安装
把标准件传感器4从工装的传感器安装孔上取下；保持测试工装6上的支架57和传感器安装板58的位置不变；
把多只与标准件传感器4相同型号的待测件传感器5通过螺丝水平固定安装在测试工装6的传感器安装孔上，使传感器的头部正面与对应的两个交叉铁芯54的端面相对；
把测试工装6连同其上的待测件传感器5放置在环境试验箱7的箱体内；
（4）待测件传感器5的测试监控
在计算机1中，通过软件调取上述步骤（2）中保存的标定值，选择或设定待测件传感器5的型号、参数，使待测件传感器5的型号、参数与步骤（2）中的标准件传感器4的型号、参数一致，同时设定工作条件等，运行软件；
计算机1控制双路可跟踪信号发生器2的一个输出通道Y1输出具有一定直流偏置的正弦波或方波信号，控制另一个输出通道Y2在直流偏置、电压、波形、频率参数上进行跟随输出，同时在相位上与第一个通道的输出Y1信号相差90度或270度；此两路Y1、Y2输出信号送给双路交直流放大器3的输入X1、X2，双路交直流放大器3把双路可跟踪信号发生器2的两路信号放大，产生两路交直流放大输出Y3、Y4信号，此两路交直流放大信号Y3、Y4再送给测试工装6中的两大组线圈56的输入端X3、X4，两大组线圈56分别在每组铁芯54中产生一个具有一定直流成分的交变磁场，磁场的直流成分满足有背磁的传感器测试需要；由于两路电信号在时间上相差90度，又是交变的，同时每组铁芯54是交叉的，因此在每组铁芯54的端面形成一个模拟转动信号盘的磁场，此磁场激励新一代含有双霍尔元件的待测件传感器5，使其输出信号；
计算机1通过通讯端口控制信号选择控制模块10，使得由双路可跟踪信号发生器2的一路输出Y1传输来的信号，通过信号选择控制模块10的控制，由信号选择控制模块10的一路输入端S0传输到信号选择控制模块10的一路输出端Y5，再送给双通道同步采集模块11的一路输入X5；同时计算机1通过通讯端口控制信号选择控制模块10，使得由电流测量模块8的输出传输来的多路待测件传感器5的信号和由信号处理模块9的输出传输来的多路待测件传感器5的信号，通过信号选择控制模块10的控制，由信号选择控制模块10的多路输入端SI1、SI2…Sin、SS1、SS2…SSn按计算机1命令依次顺序的转换传输到信号选择控制模块10的另一路输出端Y6，再送给双通道同步采集模块11的另一路输入X6；
双通道同步采集模块11通过计算机1控制进行两个通道同步采集，把采集的数据传输到计算机1中；
计算机1对数据进行分析处理，实现曲轴位置传感器和/或凸轮轴传感器测试监控；
优选的，双通道同步采集模块11通过计算机1控制进行两个通道同步采集，是以双路可跟踪信号发生器2的一路输出Y1作为同步触发信号，去控制双通道同步采集模块11实现同步采集的；
优选的，计算机1对数据进行分析处理，以采集到的双路可跟踪信号发生器2的一路输出Y1的信号作为基准边沿，计算采集到的待测件传感器5的信号参数，包括各种模拟转速情况下的信号边沿时间、传感器上电的第一次信号上升沿相位精度、传感器上电的第一次信号下降沿相位精度、信号上升沿相位精度、信号下降沿相位精度、信号上升沿抖动的相位精度范围分布、信号下降沿抖动的相位精度范围分布等参数、信号脉宽及脉冲数检查；之后采用步骤（2）中得到的归一化关系，对待测件传感器5的测试结果作进一步的归一化处理，归一化处理结果再与步骤（2）中保存的标定值进行比对，完成对曲轴位置传感器和/或凸轮轴传感器的测试以及自动监控记录、判断、分析等。

Claims (9)

1.一种发动机传感器测试工装，其特征在于：该工装包括底座、竖向安装在底座两侧侧部的支架和竖向安装在底座两侧中部的立柱，在底座的两侧设置有便于支架和立柱横向移动的横向滑槽；在底座两侧的支架之间固定安装有传感器安装板，在支架上设置有便于传感器安装板上下移动的竖向滑槽；在底座两侧的立柱之间固定安装有横柱，在横柱上横向安装有线圈固定板，在线圈固定板上安装有若干组线圈骨架，在传感器安装板上设置有若干与线圈骨架配合的传感器安装孔，每组线圈骨架包括2个一端端部靠在一起的线圈骨架，在线圈骨架上均套装有线圈，在线圈骨架内均插装有铁芯，每组线圈骨架上的其中一个线圈相互串联、并联或串并联形成第一线圈组，每组线圈骨架上的另一个线圈相互串联、并联或串并联形成第二线圈组。
2.根据权利要求1所述的发动机传感器测试工装，其特征在于：在线圈固定板上安装有输入端口X3和输入端口X4，输入端口X3与第一线圈组连接，输入端口X4与第二线圈组连接。
3.根据权利要求1所述的发动机传感器测试工装，其特征在于：每组线圈骨架的2个线圈骨架之间形成的夹角的角度为30°-60°。
4.一种发动机传感器测试监控系统，其特征在于：该系统包括权利要求1-3任意一项所述的发动机传感器测试工装，该系统还包括计算机、双路可跟踪信号发生器、双路交直流放大器、电流测量模块、信号处理模块、信号选择控制模块、双通道同步采集模块和用于与测试工装配合的环境试验箱；
计算机通过串口分别与双路可跟踪信号发生器、信号选择控制模块、双通道同步采集模块和环境试验箱连接；双路可跟踪信号发生器的两路输出端口分别连接到双路交直流放大器的两路输入端口，双路可跟踪信号发生器的两路输出端口中的其中一路端口同时连接到信号选择控制模块的一个输入端；双路交直流放大器的两路输出端口分别连接到测试工作的第一线圈组和第二线圈组；电流测量模块的多路输入端分别用于与待测发动机传感器连接，电流测量模块的多路输出端连接到信号选择控制模块的多路输入端；信号处理模块的多路输入端分别用于与待测发动机传感器连接，信号处理模块的多路输出端与信号选择控制模块的多路输入端连接；信号选择控制模块的两路输出端口与双通道同步采集模块的两路输入连接。
5.根据权利要求4所述的发动机传感器的测试监控系统，其特征在于：所述环境试验箱用于模拟不同试验环境为发动机传感器的测试提供环境条件，试验环境包括高温试验环境、低温试验环境和热冲击试验环境。
6.一种发动机传感器的测试监控方法，其特征在于：该方法使用权利要求4-5任意一项所述的发动机传感器的测试系统，其步骤如下：
（1）标准件传感器的安装
把一只标准件传感器通过传感器安装孔安装到传感器安装板上，并使该传感器的头部正面与对应的线圈骨架上的铁芯的端面相对，然后通过支架的横向移动，使该传感器的头部靠近铁芯的端面，两者之间的距离控制在3mm以内；然后通过调节传感器安装板的上下移动，使该传感器的正面感应面的水平中心线位置和对应的线圈骨架上的铁芯的端面的水平中心线位置对齐；
（2）标定值的确定
在计算机中，设定标准件传感器的型号、参数和工作条件；
计算机控制双路可跟踪信号发生器的一个输出通道输出具有一定直流偏置的正弦波或方波信号，控制另一个输出通道在偏置、电压、波形、频率参数上进行跟随输出，同时在相位上与第一个通道的输出信号相差90度或270度，这样就输出了互差90度的两路输出信号；此两路输出信号送给双路交直流放大器的输入，双路交直流放大器把双路可跟踪信号发生器的两路信号放大，产生两路交直流放大信号，此两路交直流放大信号再送给测试工装中的第一线圈组和第二线圈组，两组线圈分别在每组铁芯端面空间产生一个具有一定直流成分的水平方向磁场，磁场的直流成分满足有背磁的传感器测试需要；由于两路电信号在时间上相差90度，又是交变的，同时每组线圈骨架上的铁芯是交叉的，因此在每组铁芯的端面空间形成一个模拟转动信号盘的磁场，此磁场用于激励新一代含有双霍尔元件的标准件传感器，使其输出信号；
计算机通过通讯端口控制信号选择控制模块，使得由双路可跟踪信号发生器的一路输出传输来的信号，通过信号选择控制模块的控制，由信号选择控制模块的一路输入端传输到信号选择控制模块的一路输出端，再送给双通道同步采集模块的一路输入；同时，计算机通过通讯端口控制信号选择控制模块，使得由电流测量模块的输出传输来的标准件传感器的电流信号和由信号处理模块的输出传输来的标准件传感器的输出信号，通过信号选择控制模块的控制，由信号选择控制模块的多路输入端按计算机命令依次顺序的转换传输到信号选择控制模块的另一路输出端，再送给双通道同步采集模块的另一路输入；
双通道同步采集模块通过计算机控制进行两个通道同步采集，把采集的数据传输到计算机中；
计算机对采集到的数据进行分析处理，实现对标准件传感器的信号测试值标定；
（3）待测件传感器的安装
把标准件传感器从测试工装的传感器安装孔上取下；保持测试工装上的支架和传感器安装板的位置不变；
把多只待测件传感器固定安装在测试工装的传感器安装孔上，使待测件传感器的头部正面与对应的骨架线圈的两个交叉铁芯的端面相对；
然后将测试工装连同其上的待测件传感器放置到环境试验箱的箱体内；
（4）待测件传感器的测试监控
在计算机中，通过软件调取上述步骤（2）中保存的标定值，选择或设定待测件传感器的型号、参数，使待测件传感器的型号、参数与步骤（2）中的标准件传感器的型号、参数一致，同时设定工作条件；
计算机控制双路可跟踪信号发生器的一个输出通道输出具有一定直流偏置的正弦波或方波信号，控制另一个输出通道在直流偏置、电压、波形、频率参数上进行跟随输出，同时在相位上与第一个通道的输出信号相差90度或270度；此两路输出信号送给双路交直流放大器的输入，双路交直流放大器把双路可跟踪信号发生器的两路信号放大，产生两路交直流放大信号，此两路交直流放大信号再送给测试工装中的两组线圈，两组线圈分别在每组铁芯中产生一个具有一定直流成分的交变磁场，磁场的直流成分满足有背磁的传感器测试需要；由于两路电信号在时间上相差90度，又是交变的，同时每组铁芯是交叉的，因此在每组铁芯的端面形成一个模拟转动信号盘的磁场，此磁场激励新一代含有双霍尔元件的待测件传感器，使其输出信号；
计算机通过通讯端口控制信号选择控制模块，使得由双路可跟踪信号发生器的一路输出传输来的信号，通过信号选择控制模块的控制，由信号选择控制模块的一路输入端传输到信号选择控制模块的一路输出端，再送给双通道同步采集模块的一路输入；同时计算机通过通讯端口控制信号选择控制模块，使得由电流测量模块的输出传输来的多路待测件传感器的信号和由信号处理模块的输出传输来的多路待测件传感器的信号，通过信号选择控制模块的控制，由信号选择控制模块的多路输入端按计算机命令依次顺序的转换传输到信号选择控制模块的另一路输出端，再送给双通道同步采集模块的另一路输入；
双通道同步采集模块通过计算机控制进行两个通道同步采集，把采集的数据传输到计算机中；
计算机对数据进行分析处理，实现对发动机传感器的测试监控。
7.根据权利要求6所述的发动机传感器的测试监控方法，其特征在于：在步骤（2）中，双通道同步采集模块通过计算机控制以双路可跟踪信号发生器的一路输出作为同步触发信号进行两个通道同步采集。
8.根据权利要求6所述的发动机传感器的测试监控方法，其特征在于：在步骤（2）中，计算机对标准件传感器的信号测试值标定，是以采集到的信号发生器的信号作为基准边沿，计算采集到的标准件传感器的信号参数，包括各种模拟转速情况下的信号边沿时间、传感器上电的第一次信号上升沿相位精度、传感器上电的第一次信号下降沿相位精度、信号上升沿相位精度、信号下降沿相位精度、信号上升沿抖动的相位精度范围分布、信号下降沿抖动的相位精度范围分布等参数、信号脉宽及脉冲数检查，之后把分析计算结果作归一化处理，得到归一化关系，同时归一化处理结果再作为标定值，保存以备后续测试调用比对使用。
9.根据权利要求8所述的发动机传感器的测试监控方法，其特征在于：在步骤（4）中，计算机对数据进行分析处理，以采集到的双路可跟踪信号发生器的一路输出的信号作为基准边沿，计算采集到的待测件传感器的信号参数，包括各种模拟转速情况下的信号边沿时间、传感器上电的第一次信号上升沿相位精度、传感器上电的第一次信号下降沿相位精度、信号上升沿相位精度、信号下降沿相位精度、信号上升沿抖动的相位精度范围分布、信号下降沿抖动的相位精度范围分布等参数、信号脉宽及脉冲数检查；之后采用步骤（2）中得到的归一化关系，对待测件传感器的检测结果作进一步的归一化处理，归一化处理结果再与步骤（2）中保存的标定值进行比对，完成对发动机传感器的测试以及自动监控记录、判断、分析。
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