本文所述汽車(chē)爆震傳感器測試系統主要用于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(xiàn)性度等指標進(jìn)行檢測。其中，電阻、電容等指標可通過(guò)相應的測量?jì)x器來(lái)測量，而靈敏度和線(xiàn)性度的測試較難實(shí)現。 

    壓電式爆震傳感器廣泛應用于發(fā)動(dòng)機機體或氣缸的爆震檢測中。汽車(chē)防爆震系統通過(guò)檢測出壓電傳感器的電壓值來(lái)判斷爆震強度。 

      因此，功能完善、性能穩定、操作簡(jiǎn)單、測試精度高，可滿(mǎn)足大批量生產(chǎn)測試需要的爆震傳感器測試系統成為研發(fā)的重點(diǎn)。

　　汽車(chē)爆震傳感器簡(jiǎn)介

　　為防止爆震現象對汽車(chē)發(fā)動(dòng)機帶來(lái)的損害，可以通過(guò)汽車(chē)爆震傳感器實(shí)現對發(fā)動(dòng)機機體或氣缸的爆震檢測。按原理的不同可將爆震傳感器分為磁致伸縮式與壓電式兩種，其中壓電式爆震傳感器的工作原理為：當發(fā)動(dòng)機缸體出現振動(dòng)且振動(dòng)傳遞到傳感器外殼上時(shí)，外殼與配重塊之間產(chǎn)生相對運動(dòng)，夾在這兩者之間的壓電元件所受壓力發(fā)生變化，從而產(chǎn)生電壓。汽車(chē)防爆震系統檢測出該電壓，并根據數值的大小判斷爆震強度。

　　測試系統的工作原理

　　本文所述汽車(chē)爆震傳感器測試系統主要用于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(xiàn)性度等指標進(jìn)行檢測。其中，電阻、電容等指標可通過(guò)相應的測量?jì)x器來(lái)測量，而靈敏度和線(xiàn)性度的測試較難實(shí)現。壓電式爆震傳感器靈敏度的一種表示方式為某振動(dòng)頻率下其輸出電壓與振動(dòng)加速度之比。本系統采用背靠背對比法檢測爆震傳感器的靈敏度，即采用一個(gè)標準加速度傳感器作為參考，將爆震傳感器與標準加速度傳感器背靠背安裝，在相同加速度下同步測量二者的輸出電壓，由于標準加速度傳感器的靈敏度已知，因此通過(guò)兩種傳感器的輸出電壓之比就可以求出爆震傳感器在該頻率下的靈敏度。

　　壓電式爆震傳感器的線(xiàn)性度檢測主要通過(guò)連續改變振臺的振動(dòng)頻率，即采用掃頻的方式，將振臺的振動(dòng)加速度穩定在設定范圍內，對各個(gè)頻率下的傳感器靈敏度進(jìn)行檢測，輸出各個(gè)靈敏度與頻率相對應的連續曲線(xiàn)，并檢測該曲線(xiàn)是否符合該傳感器產(chǎn)品的線(xiàn)性度要求。

　　為滿(mǎn)足靈敏度精確測量的需要，在系統中利用信號鎖相放大器的信號輸出功能，提供一定頻率的正弦激勵信號，經(jīng)過(guò)濾波器電路處理和功率放大器放大后，驅動(dòng)振臺按設定頻率進(jìn)行振動(dòng)，軟件通過(guò)閉環(huán)方式控制激勵信號電壓幅值，使振臺在該頻率下產(chǎn)生穩定的加速度振動(dòng)，并利用信號鎖相放大器的鎖相功能實(shí)現爆震傳感器與標準加速度傳感器兩路信號的同步測量，保證系統線(xiàn)性度測試過(guò)程的精確和高效。
　　
　　測試系統的組成

　　1．硬件組成

　　為保證汽車(chē)爆震傳感器測試系統的可靠性、高效性和可擴展性，在硬件組成上采用PXI系統實(shí)現對整個(gè)系統的控制，硬件資源與系統構成如圖2所示，主要包括PXI控制器、PXI數字I/O板卡、振臺、LCR表、高阻表、信號鎖相放大器、信號通道切換模塊和氣動(dòng)夾具系統等。

　　其中，PXI控制器是整個(gè)測試系統的控制核心，能夠通過(guò)GPIB總線(xiàn)與LCR表、高阻表、信號鎖相放大器等儀器進(jìn)行通信；PXI數字I/O板卡主要用于系統的狀態(tài)反饋和動(dòng)作控制；振臺為爆震傳感器的靈敏度、線(xiàn)性度提供一個(gè)標準的振動(dòng)測試環(huán)境，本系統采用的是定制的壓電類(lèi)振臺，輸出頻率范圍為 3～50kHz，1kg負載下加速度最高可達250g的振動(dòng)；LCR表、高阻表主要用于傳感器電阻、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(wù)建立相應的信號測量通道。

　　在生產(chǎn)線(xiàn)上進(jìn)行靈敏度和線(xiàn)性度的檢測，需要通過(guò)緊固螺釘實(shí)現傳感器與振臺的連接，為保證測試條件的一致性，采用定扭矩扳手為緊固螺釘提供固定的扭緊力。為保護振臺，系統中設計了專(zhuān)門(mén)的氣動(dòng)夾具系統，在裝卸傳感器過(guò)程中對振臺實(shí)施保護。

　　2．軟件實(shí)現

　　汽車(chē)爆震傳感器測試系統的測控軟件基于LabVIEW進(jìn)行設計開(kāi)發(fā)，具有良好的穩定性和可擴展性。系統測控軟件主要采用基于狀態(tài)機的并行處理結構，同時(shí)將事件響應與數據流執行方式有機結合，使整個(gè)系統具有較高的實(shí)時(shí)性和可靠性。軟件在功能實(shí)現上采用模塊化的方式，主要組成模塊有測量驅動(dòng)模塊、振臺控制模塊、氣動(dòng)夾具控制模塊及系統安全保護模塊等。

　　其中，測量驅動(dòng)模塊主要控制儀器實(shí)現測量功能；振臺控制模塊采用閉環(huán)控制算法，使振臺在不同的振動(dòng)頻率下都可以有穩定的加速度振動(dòng)；氣動(dòng)夾具控制模塊主要實(shí)現測試過(guò)程中對振臺夾具的動(dòng)作控制，同時(shí)可以控制打標機構等氣動(dòng)系統的動(dòng)作；外部操作驅動(dòng)模塊通過(guò)對數字I/O端口的監控，完成氣缸各種動(dòng)作狀態(tài)的監視，用三色報警燈對測試進(jìn)程及測試結果進(jìn)行直觀(guān)的指示，同時(shí)可利用廢品箱上的光電傳感器實(shí)現廢品計數，進(jìn)行質(zhì)量控制；數據分析與顯示模塊會(huì )對檢測參數、測試過(guò)程、測量數據與波形以及最終結果等進(jìn)行動(dòng)態(tài)、直觀(guān)的顯示，同時(shí)利用數據存儲與輸出模塊將測試結果實(shí)時(shí)存儲在Excel文件中，并可通過(guò)數據回放功能對數據進(jìn)行查看。

      測試系統的性能與測試范圍  

      我公司研發(fā)的汽車(chē)爆震傳感器測試系統功能完善，性能穩定可靠，操作簡(jiǎn)單，測試精度高，測試速度快，可滿(mǎn)足傳感器生產(chǎn)線(xiàn)上長(cháng)時(shí)間、大批量生產(chǎn)測試的需要。針對壓電式爆震傳感器結構形式多樣的特點(diǎn)，系統采用傳感器適配接口模塊化設計，適合多種壓電式爆震傳感器的檢測，系統的測試范圍如表所示。目前該測試系統已成功應用于西門(mén)子壓電式爆震傳感器生產(chǎn)線(xiàn)上的終檢測試。