CN209961859U - 汽车安全气囊点火药测试仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了汽车安全气囊点火药测试仪，包括测试仪本体，测试仪本体包括主控单元、测试电流发生器、点火电流发生器、压力探测模块及多层安保模块。该汽车安全气囊点火药测试仪，采用本地接线，CAN总线实现远程控制及参数设置，远程发送点火命令的形式，测试过程安全可靠；选用高性能，高可靠性的现在总线CAN总线，该总线已广泛应用于工业自动化，船舶，医疗，工业设备等，传输速率高达500kbps，数据吞吐量大；点火药阻值测试电路驱动电流远低于安全电流值，与燃爆点火驱动电流（0‑2A）电路分开设计，并通过切换通道按工作流程即测试结果进行切换，避免误操作造成测试点火药电阻时输出过大电流，造成测试安全隐患。

Description

汽车安全气囊点火药测试仪

技术领域

本实用新型涉及汽车安全气囊技术领域，具体为汽车安全气囊点火药测试仪。

背景技术

目前安全气囊点火药测试技术大多为各汽车公司或测试公司内部获悉，并无公开发表的论文或技术文档，可参考的资料少之又少，本技术是在之前测试技术的基础上发展而来，为用户急待解决的关键参数测试提供可行方案，设计研发出符合功能要求的测试设备。

现有技术存在的问题如下：

1、手动测试设备，存在一定危险性；

2、远程测试设备采用RS232总线，数据传速率低数据量小；

3、测试电流与点火电流为同一通道，存在测试安全隐患；

4、点火信号无同步采集功能，设备开机后需要一直采集，数据量大传输速率慢，数据回传不及时；

5、点火电流输出固定，无法进行调节，只能适应固定型号点火药。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供汽车安全气囊点火药测试仪，以解决的技术问题：

1、CAN总线远程控制，解决现有测试设备无远程控制或传输速度慢，数据量小的问题；

2、可对点火电流进行数字调节，调节精度高，解决现有测试设备点火电流固定无法对不同点火药进行测试的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：汽车安全气囊点火药测试仪，包括测试仪本体，所述测试仪本体包括主控单元、测试电流发生器、点火电流发生器、压力探测模块及多层安保模块，所述主控单元通过数据线与测试电流发生器连接，所述测试电流发生器与点火电流发生器通过数据线连接，所述点火电流发生器与压力探测模块及多层安保模块分别通过数据线固定连接。

优选的，所述主控单元采用STM32系列芯片作为MCU处理器，主控单元由CAN总线控制器、电流反馈模块、同步触发模块、解闭锁开关和点火药测试仪面板构成，主控单元由CAN总线控制器、电流反馈模块、同步触发模块、解闭锁开关和点火药测试仪面板相互通过数据导线连接。

优选的，所述测试电流发生器采用压控恒流源，电流值为100mA，且由电压基准源、运算放大模块、场效应管、采样电阻构成，电压基准源、运算放大模块、场效应管、采样电阻相互通过数据导线连接。

优选的，所述点火发生器安全气囊点火电流为1.2A±0.01A，电流从0A上升到1.2A，时间Tup≤100μS。

优选的，所述压力探测模块由压阻式压力传感器构成，压阻式压力传感器与点火端测试仪面板通过数据导线连接。

优选的，所述多层安保模块由主控单元软件安保和硬件解闭锁开关两部分构成，主控单元软件安保和硬件解闭锁开关相互通过数据导线连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：该汽车安全气囊点火药测试仪：1、采用本地接线，CAN总线实现远程控制及参数设置，远程发送点火命令的形式，测试过程安全可靠；

2、选用高性能，高可靠性的现在总线CAN总线，该总线已广泛应用于工业自动化，船舶，医疗，工业设备等，传输速率高达500kbps，数据吞吐量大；

3、点火药阻值测试电路驱动电流远低于安全电流值，与燃爆点火驱动电流（0-2A）电路分开设计，并通过切换通道按工作流程即测试结果进行切换，避免误操作造成测试点火药电阻时输出过大电流，造成测试安全隐患；

4、将数字点火信号引出，可作为后续点火电流信号、压力采集信号的同步触发信号，只保留点火前后一段时间数据，降低数据量大小，测试更为准确；

5、点火电流和点火时间数控调节，调节范围广，精度高：点火电流从0.1A-2A范围内0.01A进行步进，输出精度小于0.1%；点火时间从10ms-10S范围内1ms步进，输出精度小于0.1%。可适应不同型号点火药，适用范围广，测试精度高；

6、可利用数字点火信号作为同步触发信号进行压力采集，爆炸压力通过压电、压阻传感器进行采集、变换，驱动后送到测试设备采集装置进行高精度采集显示，捕捉点火药爆炸细节信息，便于用户分析。

附图说明

图1为本实用新型的测试仪组成示意图；

图2为本实用新型的主控单元框图；

图3为本实用新型的测试电流发生器电路图；

图4为本实用新型的点火电流发生器电路图；

图5为本实用新型的压阻式压力传感器信号调理电路组成框图；

图6为本实用新型的多层安保电路框图。

图中：1电压基准源、2运算放大模块、3场效应管、4采样电阻。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1，本实用新型提供一种技术方案：汽车安全气囊点火药测试仪，包括测试仪本体，测试仪本体包括主控单元、测试电流发生器、点火电流发生器、压力探测模块及多层安保模块，主控单元通过数据线与测试电流发生器连接，测试电流发生器与点火电流发生器通过数据线连接，点火电流发生器与压力探测模块及多层安保模块分别通过数据线固定连接，主控单元实现人机交互、点火参数输入、点火参数及压力参数显示、CAN总线信息上报等功能；测试电流发生器实现点火药阻值测试电流的产生，给点火药通以符合安全规范的测试电流以便主控单元测试点火药电阻值；点火电流发生器实现点火药燃爆电流的产生，给点火药通以较高的测试电流使点火药快速燃爆；压力测试模块实现点火药燃爆时压力的采集、放大、处理并送给主控单元进行模拟信号采集；多层安保模块实现点火药连接、测试时不会发生燃爆，确保操作人员人身安全。

参阅图2，主控单元采用STM32系列芯片作为MCU处理器，该芯片是一款高性能、低成本、低功耗的嵌入式芯片，具备32位Cortex-M3内核，最高工作频率72MHz，片上集成32-512KB的Flash存储器，2通道12位D/A转换器及16通道12位A/D转换器，功能非常强大，主控单元由CAN总线控制器、电流反馈模块、同步触发模块、解闭锁开关和点火药测试仪面板构成，CAN总线控制器，实现CAN2.0B总线通信，提高数据传输速度及数据传输量；电流反馈模块实时反馈点火药电流，实现控制回路稳定工作；同步触发模块实现点火药点火时刻数据采集，降低数据总量又提高数据有效性；解闭锁开关作为硬件安全措施之一，加入安全控制流程，提高点火药测试可靠性；点火药测试仪面板采用4.3寸触摸式组态屏作为人机交互窗口，用户可按照屏幕提示进行模式选择、参数输入、点火解锁等操作，同时仪器面板具备传感器输入接口及点火药测试端子，标识清楚、使用简单，主控单元由CAN总线控制器、电流反馈模块、同步触发模块、解闭锁开关和点火药测试仪面板相互通过数据导线连接。

参阅图3，测试电流发生器采用压控恒流源，电流值为100mA，且由电压基准源1、运算放大模块2、场效应管3、采样电阻4构成，为提高点火药电阻值的测试精度，压控恒流源采用电压基准源作为恒流控制标准，电压基准源1采用带隙基准源，具有高精度、低噪声的优点，被广泛应用于电压调整器、数据转换器、集成传感器等作为精密的电压基准件；运算放大模块2通过基准电压与反馈电压进行比较，调整输出电压控制场效应管3导通程度进而控制恒流回路电流值以达到稳定控制；采样电阻4与运算放大模块2构成反馈回路，保证压控恒流源精确稳定输出恒定电流，电压基准源1、运算放大模块2、场效应管3、采样电阻4相互通过数据导线连接。

参阅图4，点火发生器安全气囊点火电流为1.2A±0.01A，电流从0A上升到1.2A，时间Tup≤100μS，基于功率运放OPA548设计的大电流恒流源电路，输出电流由芯片1脚电压Vin决定，该电压可由板载MCU处理器提供，可实现由0-2A的输出电流，同时输出电流从0A上升到2A所需时间Tup≤100μS,符合电路设计要求，OPA548是一种低成本、高电压、大电流的运算放大器，设计有内部超温保护和过流保护，芯片输出电流可以通过外电阻在0A-5A之间进行限制，同时芯片的E/S引脚可以作为输入禁用输出级以有效断开负载，减少静态电流，输出可以监视芯片是否处于热关机状态。

参阅图5，压力探测模块由压阻式压力传感器构成，测试仪具备压力信号调理功能，压阻式压力传感器一般通过引线接入惠斯登电桥中，平时敏感芯体没有外加压力作用，电桥处于平衡状态（称为零位），当传感器受压后芯片电阻发生变化，电桥将失去平衡，若给电桥加一个恒定电流或电压电源，电桥将输出与压力对应的电压信号，这样传感器的电阻变化通过电桥转换成压力信号输出，压阻式压力传感器与点火端测试仪面板通过数据导线连接。

参阅图6，多层安保模块由主控单元软件安保和硬件解闭锁开关两部分构成，实现测试过程的高度安全可靠，主控单元软件安保和硬件解闭锁开关相互通过数据导线连接；

安保一：在没有进行点火操作时，设备主供电回路安保开关打开，点火回路无供电电源；

安保二：在进行测试操作时，切换电路将点火药切换至测试回路，该回路电流在安全电流范围内工作，具备限流功能；

安保三：在点火参数设置完成后，需要手动将解闭锁开关拨至解锁状态，此时设备接收点火命令进行点火，否则设备对点火命令不响应且当收到点火命令时返回错误操作消息；

安保四：点火药端子在非工作状态或模式切换状态时，点火药两个端子均处于接地状态，即便测试有干扰信号及错误命令，由于端子接地，点火药依然安全不会燃爆。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.汽车安全气囊点火药测试仪，包括测试仪本体，其特征在于：所述测试仪本体包括主控单元、测试电流发生器、点火电流发生器、压力探测模块及多层安保模块，所述主控单元通过数据线与测试电流发生器连接，所述测试电流发生器与点火电流发生器通过数据线连接，所述点火电流发生器与压力探测模块及多层安保模块分别通过数据线连接。

2.根据权利要求1所述的汽车安全气囊点火药测试仪，其特征在于：所述主控单元采用STM32系列芯片作为MCU处理器，主控单元由CAN总线控制器、电流反馈模块、同步触发模块、解闭锁开关和点火药测试仪面板构成，主控单元由CAN总线控制器、电流反馈模块、同步触发模块、解闭锁开关和点火药测试仪面板相互通过数据导线连接。

3.根据权利要求1所述的汽车安全气囊点火药测试仪，其特征在于：所述测试电流发生器采用压控恒流源，电流值为100mA，且由电压基准源(1)、运算放大模块(2)、场效应管(3)、采样电阻(4)构成，电压基准源(1)、运算放大模块(2)、场效应管(3)、采样电阻(4)相互通过数据导线连接。

4.根据权利要求1所述的汽车安全气囊点火药测试仪，其特征在于：所述压力探测模块由压阻式压力传感器构成，压阻式压力传感器与点火端测试仪面板通过数据导线连接。

5.根据权利要求1所述的汽车安全气囊点火药测试仪，其特征在于：所述多层安保模块由主控单元软件安保和硬件解闭锁开关两部分构成，主控单元软件安保和硬件解闭锁开关相互通过数据导线连接。

Images