目前,汽车安全件的检测设备绝大多数是从汽车制造业发达的国家进口的,ABS(Anti-lock Braking System,制动防抱死系统)传感器的功能测试设备更是如此,因此需要自主开发一种适合生产环境、快速、稳定、通用的检测设备www.cechina.cn,以满足生产过程中每件必检的一道工序的需要。
本设计使用NI PCI-6220多功能数据采集卡和LabVIEW 7.1开发软件,根据德国大众的ABS传感器功能测试标准,开发出了满足要求的测试系统。该系统速度快、运行可靠www.cechina.cn,能实现数据采集、分析及存储,并已经在生产线上投入使用。
ABS的工作原理
ABS最重要的功能并不是为了缩短制动距离www.cechina.cn,而是为了能够尽量保持制动时汽车的方向稳定性。ABS起作用时,车轮与路面的摩擦属滚动摩擦,它会充分利用车轮与路面之间的最大附着力进行制动,从而提高制动加速度,缩短制动距离www.cechina.cn,但最重要的还是保证汽车的方向稳定性
测试原理
如图1所示,测试时,ABS的旋转系统被驱动系统带动以任意方向恒定的速度旋转。对于MK60型ABS传感器,就是指在没有制动力的情况下,以恒速139.5r/m旋转。如图2所示,分别在接点①和②间(UB)给传感器施加12Vdc和3.3Vdc电压,在旋转中连续进行两次测试,每次测试都要保证测试完整的一周。当ABS传感器感应到发号片,就产生方波的波峰,否则产生波谷,使用115Ω的高精度电阻R取得电压US。当UB为12V时,根据所测得的电压值计算出方波的频率、电流峰值IH的最大值和最小值、电流谷值IL的最大值和最小值以及信号的占空比。如图3所示,当UB为3.3V时,根据所测得的电压值计算出极对数和极距间隙。如果这些值在许可的范围内,就可以判定ABS传感器是合格的。
图1 ABS传感器测试系统示意图
图2 ABS电路图
图3 ABS方波
为了保证测试完整的一周及判断ABS传感器的极对数是否正确,必须有一个基准脉冲发生器,为此,制作了一个有45个齿的齿盘,因为正常时工件的极对数是43,所以齿盘的齿数与其相近。该齿盘的齿隙比为1:1,并随被测试工件一起旋转,用光电开关检测基准齿盘的齿数,只有检测到45个光电开关的信号,才能确保ABS进行了完整一周的测试。该光电开关产生0~24V的序列脉冲,但经过接口板的光电隔离后转换成0~5V的序列脉冲,以下简称REF信号,选择此光电开关时应注意响应频率要大于45×139.5÷60=105Hz。
控制原理
使用NI PCI-6220多功能采集卡CONTROL ENGINEERING China版权所有,将ABS信号和REF信号作为电压模拟量采用差分输入方式连接到多功能采集卡的通道0和通道1,为了保证测试精度,设置模拟量的采样速率为25kS/s,并设置每通道的缓存区为500kS,可靠地将测试数据存储起来,设置每通道的每次读取点数为250S。将测试条件判断信号和测试结论值以数字量信号输出到DIO上。为了实现测试电压的切换、模拟量输入和数字量的输入或输出,自行设计开发了接口板,其结构框图如图4所示。接口板内有两个DC/DC模块,分别用于将24Vdc转换成5Vdc和12Vdc。5Vdc用于多功能采集卡的DIO,为了保护NI PCI-6220多功能采集卡CONTROL ENGINEERING China版权所有,对于数字量输入使用双向输入光电隔离和NPN/PNP输入选择开关,并将24个数字量分成16个输入和8个输出;输出部分使用达林顿驱动模块带动继电器输出。测试电压要求精度是12±0.1V 和3.3±0.1V,使用两个电压调节器和电位器,以确保将测试电压调节到12V和3.3 V。选用安川SGMGH系列伺服电机和SGDM系列伺服控制器控制工程网版权所有,为保持速度恒定。伺服电机选用17位编码器,应用内部速度控制方式,无须其他控制模块实现恒定转速状态下的测试。
图4 接口板结构框图
图5是测试程序流程图,图6是设备全图,测试具体步骤如下。
图5 测试程序流程图