汽車傳感器測試需求分析
目前，汽車上所使用的控制系統(tǒng)從功能上可分為傳感器單元、控制單元和執(zhí)行單元3部分。其中，傳感器單元是汽車智能化的標志，具有獨特而重要的地位，其質量的優(yōu)劣直接影響到能否實現對汽車其他部位的有效監(jiān)測和控制，從而影響汽車的整體性能。因此，傳感器生產廠商或整車生產廠商在傳感器出廠或安裝到整車前，需要一種手段來對傳感器進行評價和驗證。
汽車傳感器測試具有自身的特點，主要包括：
（1）被測對象的多樣性及快速變化性。
汽車上常用的傳感器類型包括輪速傳感器、曲軸/凸輪軸位置傳感器、溫度傳感器、壓力傳感器、爆震傳感器等。針對層出不窮的車型，每個功能相同的傳感器在外形上又有著各種各樣的差異，再加上測量指標、生產環(huán)境等要求越來越苛刻，使得傳統(tǒng)單一的測試工作臺無法兼顧如此多樣的傳感器生產。
（2）測試內容的近似性。
在實際生產中，不同傳感器的測試內容又有著一定的近似性。因為從測試原理上講，汽車傳感器主要分為主動式/被動式、溫度、壓力等類型。也就是說，對于不同的傳感器，只要測試原理是一樣的，那就意味著它們的測試儀器等設備也是一樣的。
（3）高效、靈活的測試設備。
汽車傳感器生產線都要求采用經濟、高效、自動、靈活的測試設備，而且要具備高自動化、高效率、高產能、高可靠性的特點。傳感器生產廠家希望一次性投入以后，測試設備本身還能不斷地進行擴充，有效地支持最新產品和更高的性能指標要求，從而保證設備資本投入的有效性。
（4）其他要求。
為了保證生產質量，設備需要具備一定的生產過程統(tǒng)計能力，并有助于減少由于人為因素造成的生產質量降低的問題。
集成化、智能化是汽車傳感器的發(fā)展趨勢。如果只進行終檢測試，發(fā)現問題為時已晚，所以往往測試會和生產過程交互進行。這樣，一方面要求測試設備與生產線上其他設備良好銜接，另一方面能夠實現設備間的信息和數據共享。
輪速/位置傳感器測試系統(tǒng)
綜上所述，汽車傳感器生產測試需要的不再是幾臺簡單的測試儀器，而是一套機電軟結合的、自動化的、便于擴展的、對外開放的測試設備。這些正是柔性測試技術所倡導的，實踐證明采用柔性技術設計的汽車傳感器測試系統(tǒng)符合傳感器終檢測試的要求。
柔性測試技術
實際上，隨著科學技術的進步，不單是汽車傳感器，其他各種電子裝置也日益智能化、復雜化，以滿足消費者舒適性、易用性的要求。在此情況下，泛華測控在總結過去經驗的基礎上，針對電子產品的生產測試，提出一系列解決方案，稱為柔性測試技術。
柔性測試技術是以相關技術為依托，滿足測試測量需求的技術。現代測試技術以虛擬儀器技術、測試測量技術、機電一體化技術、軟件技術以及通信與網絡技術為核心，具有如下特性：
（1）適應性：滿足多種測試環(huán)境要求，提供多種測試性能，融合多種信號測試能力；
（2）靈活性：根據客戶需求變換測試系統(tǒng)的功能及性能，應用多種技術滿足測試要求；
（3）可擴展性：跟隨相關技術的發(fā)展，保證應用系統(tǒng)的先進性，實現測試能力的不斷進步。
汽車傳感器測試系統(tǒng)正是基于柔性測試技術構建的，在多年的實際產品開發(fā)過程中，柔性測試技術的優(yōu)勢得到了集中的體現。
柔性技術助力傳感器測試系統(tǒng)設計
借助柔性測試技術，泛華測控開發(fā)了輪速、位置、爆震、壓力、溫度等傳感器測試系統(tǒng)。這些測試系統(tǒng)集中體現了虛擬儀器技術、接口標準化與部件模塊化、機電一體化、網絡技術等多方面的技術。以下是3個汽車傳感器測試系統(tǒng)的實例介紹。
實例1:輪速與位置傳感器測試系統(tǒng)
汽車輪速與位置傳感器的動/靜態(tài)參數測量是該測試系統(tǒng)的核心內容，系統(tǒng)需要有較高的測試精度和重復精度，對某些測試參數需要根據實際情況自定義測試算法。虛擬儀器是以計算機技術為核心的測試測量系統(tǒng)，能夠滿足上述系統(tǒng)的軟/硬件要求，所以選用虛擬儀器作為開發(fā)的技術手段。此外，系統(tǒng)需要提供I/O接口對外部動作進行控制，需要運動控制卡對轉速進行精確控制，是一套機電軟結合的柔性系統(tǒng)。
在系統(tǒng)原理中，傳感器測試系統(tǒng)的核心是PXI系統(tǒng)，主要由控制器、萬用表模塊、示波器模塊、數字I/O模塊、運動控制模塊、矩陣開關模塊等組成。PXI系統(tǒng)內部通過PXI總線進行數據傳輸。
（1）控制器通過顯示器、鼠標、鍵盤實現人機交互。
（2）萬用表模塊和示波器模塊通過矩陣開關的切換，實現對被測傳感器的電阻、電流、電感、電容測試。
（3）數字I/O模塊的功能是對氣缸、報警系統(tǒng)及指示燈的控制，監(jiān)視測試啟動開關、光電傳感器等的狀態(tài)。
（4）運動控制模塊主要控制伺服電機的運動，使其帶動目標輪按設定的參數運轉，激勵被測傳感器產生信號。
（5）矩陣開關模塊配合萬用表模塊及示波器模塊使用，來完成傳感器信號、供電電源、間隙信號到不同設備的切換。
此外，通過計算機對電源進行控制，提供被測傳感器的供電要求。
目前，汽車輪速與位置傳感器還沒有一個統(tǒng)一的行業(yè)標準，基本上按照使用者的要求定制，譬如目標輪及其轉速、空氣氣隙及傳感器的安裝尺寸各不相同，即使傳感器裝配到同一種車型上，也會由于安裝位置的不同而有一些差異。
同一臺設備不可能滿足全部傳感器的測試要求，由此引入模塊化的設計思想，即將系統(tǒng)中相同的部分，如測試儀器、測試軟件、氣動控制系統(tǒng)、主電路系統(tǒng)作為公用資源（主機）；對于系統(tǒng)中要求隨著傳感器變化的部分，如目標輪及馬達、夾具及專用電路，均作為模塊的形式。主機和模塊之間采用快插的方式完成電氣的連接，并實現接口標準化，以滿足后續(xù)的擴展需求。當測試不同傳感器時，選用不同的測試模塊連接到主機上即可。
輪速與位置測試內容大致相同，但也會存在一定差異，所以測試軟件要在一定范圍內可以對測試內容進行增刪和編輯。因此設計中自定義了腳本文件（包含各種端口分配信息、測試內容和測試步驟等），軟件按此腳本文件執(zhí)行操作。針對不同傳感器的測試，提供對應的腳本文件，便可解決軟件的復用問題。
此外，系統(tǒng)設計了特殊的專用電路置于不同的模塊上，當模塊插入主機后，軟件將會自動根據模塊上的專用電路對應插入的模塊，并自動調出對應的測試參數，使得更換模塊更方便快捷。
實例2:爆震傳感器測試系統(tǒng)
爆震傳感器測試系統(tǒng)，主要由操作臺和控制柜組成。
在測試系統(tǒng)原理中，振動測試采用相對法，實現對汽車爆震傳感器3000~40000Hz頻帶范圍內任意頻率點的靈敏度測試，并可以對電容、絕緣電阻等進行檢測。測試系統(tǒng)采用PXI構架，通過PXI模塊化儀器或GPIB儀器實現控制及信號采集。
爆震傳感器同輪速與位置傳感器一樣，沒有統(tǒng)一的標準要求，但是測試原理相同，只是傳感器的外觀形狀和測試參數會隨著傳感器不同而變化。爆震傳感器的測試安裝一般通過M8螺栓安裝到振臺上，所以可以不考慮傳感器頭部的差異性，針對接口的不同采用不同的適配器接口，實現快速換型。
接口適配器上裝有辨識電路，當通過測試程序配置測試參數時，程序會自動調用與接口適配器對應的測試參數，防止誤操作。
實例3:T-MAP傳感器測試系統(tǒng)
T-MAP傳感器即進氣歧管壓力-溫度傳感器，可以輔助調整噴油量進而控制空燃比，是汽車上比較重要的傳感器。終檢設備需要對該傳感器進行電容檢測、NTC（熱敏電阻）檢測、Ramp（坡道）測試、Leakage（泄漏）測試等。
T-MAP測試需要在氣壓變化過程中進行，測試時間較長，很難滿足大批量生產的要求。所以系統(tǒng)設計了3工位并行測試方式，分時占用測試硬件和氣壓系統(tǒng)資源，提高工作效率，降低硬件成本。
測試過程中的動作都由氣缸驅動，自動完成，操作人員只需要將被測件放入夾具中即可，測試完成，工件由傳送帶傳遞到下一個工位。
考慮到系統(tǒng)的擴展性，把會隨著被測對象變化的部分采用模塊化和接口標準化的設計，在產品無法兼容的情況下，增加相應的測試模塊即可。
此外，該系統(tǒng)作為終檢設備，需要和其他生產設備分享數據。一方面，在測試前需要從前面測試設備中得到該系統(tǒng)測試所需要的必要參數；另一方面，需要把測試數據放置到服務器上，供其他系統(tǒng)使用。結構和電氣上加入了自動傳送帶和I/O信號，實現與前面工位及后續(xù)的打碼設備間工件的自動傳遞。所以，此設備已經和生產線上的其他設備有機地融合在一起，形成了一套生產、測試線。
結束語
柔性測試技術是多種技術的集大成者，偏重于滿足不同的生產應用的需求。基于柔性測試技術的汽車傳感器測試系統(tǒng)集中體現了結構模塊化、電氣接口標準化及軟件組件化的設計思想，并把機電一體化技術、虛擬儀器技術、軟件技術等多種技術有機融合，使測試技術的靈活性、適應性、可擴展性三大優(yōu)點得到充分體現。(end)
