• 汽車傳感器測試需求分析

目前
，汽車上所使用的控製係統從功能上可分為傳感器單元
、控(kong)製(zhi)單(dan)元(yuan)和(he)執(zhi)行(xing)單(dan)元(yuan)部(bu)分(fen)。其(qi)中(zhong)

，傳(chuan)感(gan)器(qi)單(dan)元(yuan)是(shi)汽(qi)車(che)智(zhi)能(neng)化(hua)高(gao)技(ji)術(shu)的(de)標(biao)誌(zhi)，具(ju)有(you)獨(du)特(te)而(er)重(zhong)要(yao)的(de)地(di)位(wei)，其(qi)質(zhi)量(liang)的(de)優(you)劣(lie)直(zhi)接(jie)影(ying)響(xiang)著(zhe)能(neng)否(fou)對(dui)汽(qi)車(che)其(qi)它(ta)部(bu)位(wei)的(de)有(you)效(xiao)監(jian)測(ce)和(he)控(kong)製(zhi)，從(cong)而(er)影(ying)響(xiang)汽(qi)車(che)的(de)整(zheng)體(ti)性(xing)能(neng)。因(yin)此(ci)汽(qi)車(che)生(sheng)產(chan)廠(chang)商(shang)或(huo)整(zheng)車(che)生(sheng)產(chan)廠(chang)商(shang)在(zai)傳(chuan)感(gan)器(qi)出(chu)廠(chang)或(huo)安(an)裝(zhuang)到(dao)整(zheng)車(che)前(qian)，需(xu)要(yao)一(yi)種(zhong)手(shou)段(duan)來(lai)對(dui)傳(chuan)感(gan)器(qi)進(jin)行(xing)評(ping)價(jia)和(he)驗(yan)證(zheng)。
汽車傳感器測試具有自身的特點，主要表現如下：

• 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
、曲軸位置/凸輪軸位置傳感器、溫度傳感器
、壓力傳感器
、爆(bao)震(zhen)傳(chuan)感(gan)器(qi)等(deng)。而(er)且(qie)針(zhen)對(dui)層(ceng)出(chu)不(bu)窮(qiong)的(de)車(che)型(xing)，每(mei)個(ge)功(gong)能(neng)相(xiang)同(tong)的(de)傳(chuan)感(gan)器(qi)在(zai)外(wai)形(xing)上(shang)又(you)有(you)著(zhe)不(bu)同(tong)的(de)差(cha)異(yi)。再(zai)加(jia)上(shang)測(ce)量(liang)指(zhi)標(biao)，生(sheng)產(chan)環(huan)境(jing)等(deng)要(yao)求(qiu)越(yue)來(lai)越(yue)苛(ke)刻(ke)，都(dou)使(shi)得(de)傳(chuan)統(tong)單(dan)一(yi)的(de)測(ce)試(shi)工(gong)作(zuo)台(tai)，無(wu)法(fa)兼(jian)顧(gu)如(ru)此(ci)多(duo)樣(yang)的(de)傳(chuan)感(gan)器(qi)生(sheng)產(chan)。

• 測試內容的近似性

在實際生產中
，不同傳感器測試內容又有著一定的近似性。因為從測試原理上來講

，汽車傳感器主要分為主動式/被動式、溫度、壓力等類型。這也是說對於不同的傳感器
，隻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。

• 高效、靈活的測試設備

對於汽車傳感器生產線
，要求的都是經濟、高效、自動、靈(ling)活(huo)的(de)測(ce)試(shi)設(she)備(bei)，而(er)且(qie)需(xu)要(yao)高(gao)自(zi)動(dong)化(hua)
，高(gao)效(xiao)率(lv)，高(gao)產(chan)能(neng)，高(gao)可(ke)靠(kao)性(xing)。傳(chuan)感(gan)器(qi)生(sheng)產(chan)廠(chang)家(jia)希(xi)望(wang)一(yi)次(ci)性(xing)投(tou)入(ru)以(yi)後(hou)，測(ce)試(shi)設(she)備(bei)還(hai)能(neng)不(bu)斷(duan)的(de)進(jin)行(xing)更(geng)新(xin)擴(kuo)充(chong)，有(you)效(xiao)的(de)支(zhi)持(chi)最(zui)新(xin)產(chan)品(pin)和(he)更(geng)高(gao)的(de)性(xing)能(neng)指(zhi)標(biao)要(yao)求(qiu)，從(cong)而(er)保(bao)證(zheng)設(she)備(bei)資(zi)本(ben)投(tou)入(ru)有(you)效(xiao)性(xing)。

• 其他要求

保證生產質量，設備需要具備一定的生產過程統計能力，並能夠有助於減少由於人為原因造成的生產質量的降低。
汽車傳感器發展趨勢也向集成化、zhinenghuafangxiangfazhan，ruguozhijinxingzhongjianceshi，faxianwentiweishiyiwan，suoyiwangwangceshihuiheshengchanguochengjiaohujinxing。zheyangyifangmian，ceshishebeiyushengchanxianshangqitashebeilianghaoxianjie，lingyifangmianyaoshixianshebeijiandexinxiheshujugongxiang。
綜上所述
，汽車傳感器生產測試需要的不再是幾台簡單的測試儀器
，而是一套機電軟結合的、自動化的
、便於擴展

、對外開放的測試設備。而這些正是”柔性測試”技術所倡導的
，采用柔性技術設計的汽車傳感器測試係統能夠符合傳感器終檢測試的要求，通過實踐證明也正是如此。

“柔性測試”技術
實際上，隨著科學技術的進步
，不單單是汽車傳感器，其他各種電子裝置也日益智能化、複雜化，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
，提出一攬子解決方案
，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。以虛擬儀器技術、測試測量技術
、機電一體化技術、軟件技術以及通信及網絡技術為核心，是現代測試技術的一個代表。它具有如下特性：

• 適應性：滿足多種測試環境要求，提供多種測試性能，融合多種信號測試能力
• 靈活性：根據客戶需求變換測試係統的功能及性能，應用多種技術滿足測試要求
• 拓展性：跟隨相關技術的發展，保證應用係統的先進性，實現測試能力的不斷進步

柔性測試在滿足產品自動測試基本需求之上的適度調整與拓展的能力，與其他測試技術比較如表1所示：  

表1 柔性測試與其他測試比較

汽車傳感器測試係統正是基於“柔性測試”技術構建的

，在多年的實際產品開發過程中，“柔性測試”技術優勢得到了集中的體現。

柔性技術助力傳感器測試係統設計
借助 “柔性測試”技術，泛華測控開發了輪速
、位置
、爆震、壓力、溫度等傳感器測試係統。這些測試係統中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、網絡技術等多個方麵技術。以下是三個汽車傳感器測試係統的實例介紹：

解決方案1：輪速、位置傳感器測試係統
汽車輪速、位置傳感器的動、靜(jing)態(tai)參(can)數(shu)測(ce)量(liang)是(shi)測(ce)試(shi)係(xi)統(tong)的(de)核(he)心(xin)內(nei)容(rong)，係(xi)統(tong)需(xu)要(yao)有(you)較(jiao)高(gao)的(de)測(ce)試(shi)精(jing)度(du)和(he)重(zhong)複(fu)精(jing)度(du)
，對(dui)某(mou)些(xie)測(ce)試(shi)參(can)數(shu)需(xu)要(yao)根(gen)據(ju)實(shi)際(ji)情(qing)況(kuang)自(zi)定(ding)義(yi)測(ce)試(shi)算(suan)法(fa)。虛(xu)擬(ni)儀(yi)器(qi)是(shi)以(yi)計(ji)算(suan)機(ji)技(ji)術(shu)為(wei)核(he)心(xin)的(de)測(ce)試(shi)測(ce)量(liang)係(xi)統(tong)
，能(neng)夠(gou)滿(man)足(zu)上(shang)述(shu)係(xi)統(tong)的(de)軟(ruan)、硬件要求，所以選用虛擬儀器作為開發的技術手段。此外，係統需要提供I/O接口對外部動作進行控製，需要運動控製卡對轉速進行精確控製，是一套機電軟結合的柔性係統。
係統原理如圖1示，傳感器測試係統的核心是PXI係統
，主要由控製器

、萬用表模塊、示波器模塊、數字I/O模塊
、矩陣開關模塊
、運動控製模塊等組成。PXI係統內部通過PXI總線進行數據傳輸。

控製器通過顯示器、鼠標、鍵盤實現人機交互。
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。
數字I/O模塊的功能是對氣缸、報警係統及指示燈的控製，監視測試啟動開關、光電傳感器等的狀態。
運動控製模塊主要是控製伺服電機的運動，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。
矩陣開關模塊是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製，提供被測傳感器的供電要求。

圖1測試係統原理圖

汽車輪速、位置傳感器目前沒有一個統一的行業標準，基本上是按照使用者的要求定製的，譬如目標輪及其轉速、空(kong)氣(qi)氣(qi)隙(xi)及(ji)傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)安(an)裝(zhuang)尺(chi)寸(cun)各(ge)不(bu)相(xiang)同(tong)，即(ji)使(shi)是(shi)傳(chuan)感(gan)器(qi)裝(zhuang)配(pei)到(dao)同(tong)一(yi)種(zhong)車(che)型(xing)上(shang)，也(ye)會(hui)隨(sui)著(zhe)安(an)裝(zhuang)位(wei)置(zhi)的(de)不(bu)同(tong)有(you)一(yi)些(xie)差(cha)異(yi)。同(tong)一(yi)台(tai)設(she)備(bei)不(bu)可(ke)能(neng)滿(man)足(zu)全(quan)部(bu)傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)測(ce)試(shi)要(yao)求(qiu)

，由(you)此(ci)引(yin)入(ru)模(mo)塊(kuai)化(hua)的(de)設(she)計(ji)思(si)想(xiang)
，即(ji)係(xi)統(tong)中(zhong)相(xiang)同(tong)的(de)部(bu)分(fen)，如(ru)測(ce)試(shi)儀(yi)器(qi)

、測試軟件、氣動控製係統、主電路係統，作為公用資源（這裏我們稱之為主機）；對於係統中要求隨著傳感器變化的部分
，如目標輪及馬達、jiajujizhuanyongdianlu
，zuoweimokuaidexingshi。zhujihemokuaizhijiancaiyongkuaichadefangshiwanchengdianqidelianjie，bingqiejiekoubiaozhunhua，manzuhouxudekuozhanxuqiu。dangceshibutongchuanganqishixuanyongbutongdeceshimokuailianjiedaozhujishangjike（如圖2）。

圖2 輪速
、位置傳感器測試係統中的模塊化設計

輪速
、weizhiceshineirongdazhixiangtong，danyehuicunzaiyidingdechayixing
，suoyiceshiruanjianyaozaiyidingfanweineikeyiduiceshineirongjinxingzengshanhebianji。yincishejizhongzidingyilejiaobenwenjian（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
，便可解決軟件的複用問題。
ciwai，xitongshejileteshudezhuanyongdianluzhiyubutongdemokuaishang，dangmokuaicharuzhujihou，ruanjianjianghuizidonggenjumokuaishangdezhuanyongdianluduiyingcharudemokuai
，bingzidongtiaochuduiyingdeceshicanshu
，ranggenghuanmokuaigengfangbiankuaijie。

解決方案2：爆震傳感器測試係統
爆震傳感器測試係統外觀如圖3所示
，主要有操作台和控製櫃組成。
測試係統原理如圖4所示。振動測試采用相對法，實現對汽車爆震傳感器3kHz～40kHz頻帶範圍內任意頻率點的靈敏度測試，並可以對電容、絕緣電阻等檢測。測試係統采用PXI構架，通過PXI模塊化儀器或GPIB儀器實現控製及信號采集。

圖3爆震傳感器測試係統

圖 4爆震係統原理圖

爆震傳感器同輪速
、位wei置zhi傳chuan感gan器qi一yi樣yang，沒mei有you統tong一yi的de標biao準zhun要yao求qiu，但dan是shi測ce試shi原yuan理li相xiang同tong
，隻zhi是shi傳chuan感gan器qi的de外wai觀guan形xing狀zhuang和he測ce試shi參can數shu會hui隨sui著zhe傳chuan感gan器qi不bu同tong而er變bian化hua。爆bao震zhen傳chuan感gan器qi測ce試shi安an裝zhuang一yi般ban通tong過guoM8螺栓安裝到振台上，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，接口適配器如圖5所示。
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
，程序會自動調用和接口適配器對應的測試參數
，防止誤操作。

圖5 可更換接口適配器

解決方案3：T-MAP傳感器測試係統
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製空燃比，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測試、Leakage測試等。係統結構如圖6所示。

圖6 T-MAP測試係統係統結構

T-MAP測試時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要求。所以係統設計了3工位並行測試方式，分時占用測試硬件和氣壓係統資源，提高工作效率、降低硬件成本。
測試過程中的動作都是由氣缸驅動

，自動完成，操作人員隻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kao慮lv到dao係xi統tong的de擴kuo展zhan性xing，把ba會hui隨sui著zhe被bei測ce對dui象xiang變bian化hua的de部bu分fen采cai用yong了le模mo塊kuai化hua和he接jie口kou標biao準zhun化hua的de設she計ji思si想xiang
，在zai產chan品pin無wu法fa兼jian容rong的de情qing況kuang下xia

，增zeng加jia相xiang應ying的de測ce試shi模mo塊kuai即ji可ke。

圖7 T-MAP測試模塊

此(ci)外(wai)，該(gai)係(xi)統(tong)作(zuo)為(wei)終(zhong)檢(jian)設(she)備(bei)，需(xu)要(yao)和(he)其(qi)他(ta)生(sheng)產(chan)設(she)備(bei)分(fen)享(xiang)數(shu)據(ju)。一(yi)方(fang)麵(mian)在(zai)測(ce)試(shi)前(qian)需(xu)要(yao)從(cong)前(qian)麵(mian)測(ce)試(shi)設(she)備(bei)中(zhong)得(de)到(dao)該(gai)係(xi)統(tong)測(ce)試(shi)所(suo)需(xu)要(yao)的(de)必(bi)要(yao)參(can)數(shu)
，另(ling)一(yi)方(fang)麵(mian)需(xu)要(yao)把(ba)測(ce)試(shi)數(shu)據(ju)放(fang)置(zhi)到(dao)服(fu)務(wu)器(qi)上(shang)，供(gong)其(qi)他(ta)係(xi)統(tong)使(shi)用(yong)。結(jie)構(gou)和(he)電(dian)氣(qi)上(shang)加(jia)入(ru)了(le)自(zi)動(dong)傳(chuan)送(song)帶(dai)和(he)I/Oxinhao，shixianyuqianmiangongweijihouxudedamashebeijiangongjiandezidongchuandi。suoyi，cishebeiyijingheshengchanxianshangdeqitashebeiyoujideronghezaiyiqi，xingchengleyitaoshengchan、測試線。

 “柔性測試”技術是多種技術的集大成者，是更偏向於生產應用的測試技術。基於“柔性測試”技術的汽車傳感器測試係統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，並把機電一體化技術
、虛擬儀器技術
、軟件技術等多種技術有機融合，讓靈活性、擴展性、適應性三大優點得到體現。