中心議題:

• 探討汽車爆震傳感器測試係統技術

解決方案:

• 線性度檢測主要通過連續改變振台的振動頻率
• 采用傳感器適配接口設計做爆震傳感器的檢測

壓電式爆震傳感器廣泛應用於發動機機體或氣缸的爆震檢測中。汽車防爆震係統通過檢測出壓電傳感器的電壓值來判斷爆震強度。

因此，功能完善、性能穩定、操作簡單、測試精度高
，可滿足大批量生產測試需要的爆震傳感器測試係統成為研發的重點。

汽車爆震傳感器簡介

為(wei)防(fang)止(zhi)爆(bao)震(zhen)現(xian)象(xiang)對(dui)汽(qi)車(che)發(fa)動(dong)機(ji)帶(dai)來(lai)的(de)損(sun)害(hai)，可(ke)以(yi)通(tong)過(guo)汽(qi)車(che)爆(bao)震(zhen)傳(chuan)感(gan)器(qi)實(shi)現(xian)對(dui)發(fa)動(dong)機(ji)機(ji)體(ti)或(huo)氣(qi)缸(gang)的(de)爆(bao)震(zhen)檢(jian)測(ce)。按(an)原(yuan)理(li)的(de)不(bu)同(tong)可(ke)將(jiang)爆(bao)震(zhen)傳(chuan)感(gan)器(qi)分(fen)為(wei)磁(ci)致(zhi)伸(shen)縮(suo)式(shi)與(yu)壓(ya)電(dian)式(shi)兩(liang)種(zhong)，其(qi)中(zhong)壓(ya)電(dian)式(shi)爆(bao)震(zhen)傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)工(gong)作(zuo)原(yuan)理(li)為(wei)：當dang發fa動dong機ji缸gang體ti出chu現xian振zhen動dong且qie振zhen動dong傳chuan遞di到dao傳chuan感gan器qi外wai殼ke上shang時shi，外wai殼ke與yu配pei重zhong塊kuai之zhi間jian產chan生sheng相xiang對dui運yun動dong，夾jia在zai這zhe兩liang者zhe之zhi間jian的de壓ya電dian元yuan件jian所suo受shou壓ya力li發fa生sheng變bian化hua
，從cong而er產chan生sheng電dian壓ya。汽qi車che防fang爆bao震zhen係xi統tong檢jian測ce出chu該gai電dian壓ya，並bing根gen據ju數shu值zhi的de大da小xiao判pan斷duan爆bao震zhen強qiang度du。

測試係統的工作原理

本文所述汽車爆震傳感器測試係統主要用於壓電式爆震傳感器的終檢測試

，可對傳感器內電阻、絕緣電阻、電容、靈敏度及線性度等指標進行檢測。其中，電阻

、電(dian)容(rong)等(deng)指(zhi)標(biao)可(ke)通(tong)過(guo)相(xiang)應(ying)的(de)測(ce)量(liang)儀(yi)器(qi)來(lai)測(ce)量(liang)，而(er)靈(ling)敏(min)度(du)和(he)線(xian)性(xing)度(du)的(de)測(ce)試(shi)較(jiao)難(nan)實(shi)現(xian)。壓(ya)電(dian)式(shi)爆(bao)震(zhen)傳(chuan)感(gan)器(qi)靈(ling)敏(min)度(du)的(de)一(yi)種(zhong)表(biao)示(shi)方(fang)式(shi)為(wei)某(mou)振(zhen)動(dong)頻(pin)率(lv)下(xia)其(qi)輸(shu)出(chu)電(dian)壓(ya)與(yu)振(zhen)動(dong)加(jia)速(su)度(du)之(zhi)比(bi)。本(ben)係(xi)統(tong)采(cai)用(yong)背(bei)靠(kao)背(bei)對(dui)比(bi)法(fa)檢(jian)測(ce)爆(bao)震(zhen)傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)靈(ling)敏(min)度(du)，即(ji)采(cai)用(yong)一(yi)個(ge)標(biao)準(zhun)加(jia)速(su)度(du)傳(chuan)感(gan)器(qi)作(zuo)為(wei)參(can)考(kao)
，將(jiang)爆(bao)震(zhen)傳(chuan)感(gan)器(qi)與(yu)標(biao)準(zhun)加(jia)速(su)度(du)傳(chuan)感(gan)器(qi)背(bei)靠(kao)背(bei)安(an)裝(zhuang)，在(zai)相(xiang)同(tong)加(jia)速(su)度(du)下(xia)同(tong)步(bu)測(ce)量(liang)二(er)者(zhe)的(de)輸(shu)出(chu)電(dian)壓(ya)，由(you)於(yu)標(biao)準(zhun)加(jia)速(su)度(du)傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)靈(ling)敏(min)度(du)已(yi)知(zhi)，因(yin)此(ci)通(tong)過(guo)兩(liang)種(zhong)傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)輸(shu)出(chu)電(dian)壓(ya)之(zhi)比(bi)就(jiu)可(ke)以(yi)求(qiu)出(chu)爆(bao)震(zhen)傳(chuan)感(gan)器(qi)在(zai)該(gai)頻(pin)率(lv)下(xia)的(de)靈(ling)敏(min)度(du)。

yadianshibaozhenchuanganqidexianxingdujiancezhuyaotongguolianxugaibianzhentaidezhendongpinlv，jicaiyongsaopindefangshi

，jiangzhentaidezhendongjiasuduwendingzaishedingfanweinei

，duigegepinlvxiadechuanganqilingmindujinxingjiance
，shuchugegelingminduyupinlvxiangduiyingdelianxuquxian，bingjiancegaiquxianshifoufuhegaichuanganqichanpindexianxingduyaoqiu，qiceshiliuchengrutu1所示。
為(wei)滿(man)足(zu)靈(ling)敏(min)度(du)精(jing)確(que)測(ce)量(liang)的(de)需(xu)要(yao)，在(zai)係(xi)統(tong)中(zhong)利(li)用(yong)信(xin)號(hao)鎖(suo)相(xiang)放(fang)大(da)器(qi)的(de)信(xin)號(hao)輸(shu)出(chu)功(gong)能(neng)，提(ti)供(gong)一(yi)定(ding)頻(pin)率(lv)的(de)正(zheng)弦(xian)激(ji)勵(li)信(xin)號(hao)，經(jing)過(guo)濾(lv)波(bo)器(qi)電(dian)路(lu)處(chu)理(li)和(he)功(gong)率(lv)放(fang)大(da)器(qi)放(fang)大(da)後(hou)

，驅(qu)動(dong)振(zhen)台(tai)按(an)設(she)定(ding)頻(pin)率(lv)進(jin)行(xing)振(zhen)動(dong)，軟(ruan)件(jian)通(tong)過(guo)閉(bi)環(huan)方(fang)式(shi)控(kong)製(zhi)激(ji)勵(li)信(xin)號(hao)電(dian)壓(ya)幅(fu)值(zhi)，使(shi)振(zhen)台(tai)在(zai)該(gai)頻(pin)率(lv)下(xia)產(chan)生(sheng)穩(wen)定(ding)的(de)加(jia)速(su)度(du)振(zhen)動(dong)，並(bing)利(li)用(yong)信(xin)號(hao)鎖(suo)相(xiang)放(fang)大(da)器(qi)的(de)鎖(suo)相(xiang)功(gong)能(neng)實(shi)現(xian)爆(bao)震(zhen)傳(chuan)感(gan)器(qi)與(yu)標(biao)準(zhun)加(jia)速(su)度(du)傳(chuan)感(gan)器(qi)兩(liang)路(lu)信(xin)號(hao)的(de)同(tong)步(bu)測(ce)量(liang)

，保(bao)證(zheng)係(xi)統(tong)線(xian)性(xing)度(du)測(ce)試(shi)過(guo)程(cheng)的(de)精(jing)確(que)和(he)高(gao)效(xiao)。
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測試係統的組成

1．硬件組成

為保證汽車爆震傳感器測試係統的可靠性、高效性和可擴展性
，在硬件組成上采用PXI係統實現對整個係統的控製，硬件資源與係統構成如圖2所示

，主要包括PXI控製器
、PXI數字I/O板卡、振台
、LCR表、高阻表、信號鎖相放大器、信號通道切換模塊和氣動夾具係統等。
其中
，PXI控製器是整個測試係統的控製核心，能夠通過GPIB總線與LCR表
、高阻表

、信號鎖相放大器等儀器進行通信；PXI數字I/O板卡主要用於係統的狀態反饋和動作控製；振台為爆震傳感器的靈敏度、線性度提供一個標準的振動測試環境，本係統采用的是定製的壓電類振台，輸出頻率範圍為3～50kHz，1kg負載下加速度最高可達250g的振動
；LCR表
、高阻表主要用於傳感器電阻、絕緣電阻、電容等參數的檢測；信號通道切換模塊主要為電阻電容測
、絕緣電阻、靈敏度的測試任務建立相應的信號測量通道。

zaishengchanxianshangjinxinglingminduhexianxingdudejiance，xuyaotongguojinguluodingshixianchuanganqiyuzhentaidelianjie，weibaozhengceshitiaojiandeyizhixing，caiyongdingniujubanshouweijinguluodingtigonggudingdeniujinli。weibaohuzhentai，xitongzhongshejilezhuanmendeqidongjiajuxitong，zaizhuangxiechuanganqiguochengzhongduizhentaishishibaohu。

2．軟件實現

汽車爆震傳感器測試係統的測控軟件基於LabVIEWjinxingshejikaifa，juyoulianghaodewendingxinghekekuozhanxing。xitongcekongruanjianzhuyaocaiyongjiyuzhuangtaijidebingxingchulijiegou，tongshijiangshijianxiangyingyushujuliuzhixingfangshiyoujijiehe，shizhenggexitongjuyoujiaogaodeshishixinghekekaoxing。ruanjianzaigongnengshixianshangcaiyongmokuaihuadefangshi，zhuyaozuchengmokuaiyouceliangqudongmokuai、振台控製模塊、氣動夾具控製模塊及係統安全保護模塊等（見圖3）。 [page]
其中，測量驅動模塊主要控製儀器實現測量功能
；振台控製模塊采用閉環控製算法
，使振台在不同的振動頻率下都可以有穩定的加速度振動
；氣動夾具控製模塊主要實現測試過程中對振台夾具的動作控製

，同時可以控製打標機構等氣動係統的動作

；外部操作驅動模塊通過對數字I/O端(duan)口(kou)的(de)監(jian)控(kong)
，完(wan)成(cheng)氣(qi)缸(gang)各(ge)種(zhong)動(dong)作(zuo)狀(zhuang)態(tai)的(de)監(jian)視(shi)，用(yong)三(san)色(se)報(bao)警(jing)燈(deng)對(dui)測(ce)試(shi)進(jin)程(cheng)及(ji)測(ce)試(shi)結(jie)果(guo)進(jin)行(xing)直(zhi)觀(guan)的(de)指(zhi)示(shi)，同(tong)時(shi)可(ke)利(li)用(yong)廢(fei)品(pin)箱(xiang)上(shang)的(de)光(guang)電(dian)傳(chuan)感(gan)器(qi)實(shi)現(xian)廢(fei)品(pin)計(ji)數(shu)，進(jin)行(xing)質(zhi)量(liang)控(kong)製(zhi)
；數據分析與顯示模塊會對檢測參數、測試過程
、測量數據與波形以及最終結果等進行動態


、直觀的顯示，同時利用數據存儲與輸出模塊將測試結果實時存儲在Excel文件中，並可通過數據回放功能對數據進行查看。

測試係統的性能與測試範圍

現xian在zai市shi場chang上shang研yan發fa的de汽qi車che爆bao震zhen傳chuan感gan器qi測ce試shi係xi統tong功gong能neng完wan善shan，性xing能neng穩wen定ding可ke靠kao，操cao作zuo簡jian單dan，測ce試shi精jing度du高gao
，測ce試shi速su度du快kuai

，可ke滿man足zu傳chuan感gan器qi生sheng產chan線xian上shang長chang時shi間jian、dapiliangshengchanceshidexuyao。zhenduiyadianshibaozhenchuanganqijiegouxingshiduoyangdetedian，xitongcaiyongchuanganqishipeijiekoumokuaihuasheji，shiheduozhongyadianshibaozhenchuanganqidejiance
，xitongdeceshifanweirubiaosuoshi。muqianzhexieceshixitongyichenggongyingyongyuximenziyadianshibaozhenchuanganqishengchanxianshangdezhongjianceshi。