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压电式爆震传感器测试系统的实现

电子设计 2018-10-11 08:47 次阅读

  压电式爆震传感器广泛应用于发动机机体或气缸的爆震检测中。汽车防爆震系统通过检测出压电传感器的电压值来判断爆震强度。

  因此,功能完善、性能稳定、操作简单、测试精度高,可满足大批量生产测试需要的爆震传感器测试系统成为研发的重点。

  汽车爆震传感器简介

  为防止爆震现象对汽车发动机带来的损害,可以通过汽车爆震传感器实现对发动机机体或气缸的爆震检测。按原理的不同可将爆震传感器分为磁致伸缩式与压电式两种,其中压电式爆震传感器的工作原理为:当发动机缸体出现振动且振动传递到传感器外壳上时,外壳与配重块之间产生相对运动,夹在这两者之间的压电元件所受压力发生变化,从而产生电压。汽车防爆震系统检测出该电压,并根据数值的大小判断爆震强度。

  测试系统的工作原理

  本文所述汽车爆震传感器测试系统主要用于压电式爆震传感器的终检测试,可对传感器内电阻、绝缘电阻、电容、灵敏度及线性度等指标进行检测。其中,电阻、电容等指标可通过相应的测量仪器来测量,而灵敏度和线性度的测试较难实现。压电式爆震传感器灵敏度的一种表示方式为某振动频率下其输出电压与振动加速度之比。本系统采用背靠背对比法检测爆震传感器的灵敏度,即采用一个标准加速度传感器作为参考,将爆震传感器与标准加速度传感器背靠背安装,在相同加速度下同步测量二者的输出电压,由于标准加速度传感器的灵敏度已知,因此通过两种传感器的输出电压之比就可以求出爆震传感器在该频率下的灵敏度。

  压电式爆震传感器的线性度检测主要通过连续改变振台的振动频率,即采用扫频的方式,将振台的振动加速度稳定在设定范围内,对各个频率下的传感器灵敏度进行检测,输出各个灵敏度与频率相对应的连续曲线,并检测该曲线是否符合该传感器产品的线性度要求,其测试流程如图1所示。

  线性度测试流程

  图1 线性度测试流程

  为满足灵敏度精确测量的需要,在系统中利用信号相放大器的信号输出功能,提供一定频率的正弦激励信号,经过滤波器电路处理和功率放大器放大后,驱动振台按设定频率进行振动,软件通过闭环方式控制激励信号电压幅值,使振台在该频率下产生稳定的加速度振动,并利用信号锁相放大器的锁相功能实现爆震传感器与标准加速度传感器两路信号的同步测量,保证系统线性度测试过程的精确和高效。

  测试系统的组成

  1.硬件组成

   爆震传感器测试系统的构成

  图2 爆震传感器测试系统的构成

  其中,PXI控制器是整个测试系统的控制核心,能够通过GPIB总线与LCR表、高阻表、信号锁相放大器等仪器进行通信;PXI数字I/O板卡主要用于系统的状态反馈和动作控制;振台为爆震传感器的灵敏度、线性度提供一个标准的振动测试环境,本系统采用的是定制的压电类振台,输出频率范围为 3~50kHz,1kg负载下加速度最高可达250g的振动;LCR表、高阻表主要用于传感器电阻、绝缘电阻、电容等参数的检测;信号通道切换模块主要为电阻电容测、绝缘电阻、灵敏度的测试任务建立相应的信号测量通道。

  在生产线上进行灵敏度和线性度的检测,需要通过紧固螺钉实现传感器与振台的连接,为保证测试条件的一致性,采用定扭矩扳手为紧固螺钉提供固定的扭紧力。为保护振台,系统中设计了专门的气动夹具系统,在装卸传感器过程中对振台实施保护。

  2.软件实现

  汽车爆震传感器测试系统的测控软件基于LabVIEW进行设计开发,具有良好的稳定性和可扩展性。系统测控软件主要采用基于状态机的并行处理结构,同时将事件响应与数据流执行方式有机结合,使整个系统具有较高的实时性和可靠性。软件在功能实现上采用模块化的方式,主要组成模块有测量驱动模块、振台控制模块、气动夹具控制模块及系统安全保护模块等(见图3)。

  爆震传感器测试系统的软件实现

  图3 爆震传感器测试系统的软件实现

  其中,测量驱动模块主要控制仪器实现测量功能;振台控制模块采用闭环控制算法,使振台在不同的振动频率下都可以有稳定的加速度振动;气动夹具控制模块主要实现测试过程中对振台夹具的动作控制,同时可以控制打标机构等气动系统的动作;外部操作驱动模块通过对数字I/O端口的监控,完成气缸各种动作状态的监视,用三色报警灯对测试进程及测试结果进行直观的指示,同时可利用废品箱上的光电传感器实现废品计数,进行质量控制;数据分析与显示模块会对检测参数、测试过程、测量数据与波形以及最终结果等进行动态、直观的显示,同时利用数据存储与输出模块将测试结果实时存储在Excel文件中,并可通过数据回放功能对数据进行查看。

  测试范围

  测试系统的性能与测试范围

  我公司研发的汽车爆震传感器测试系统功能完善,性能稳定可靠,操作简单,测试精度高,测试速度快,可满足传感器生产线上长时间、大批量生产测试的需要。针对压电式爆震传感器结构形式多样的特点,系统采用传感器适配接口模块化设计,适合多种压电式爆震传感器的检测,系统的测试范围如表所示。目前该测试系统已成功应用于西门子压电式爆震传感器生产线上的终检测试。


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信息 LC717A10AJ是一款用于静电电容式触摸传感器的高性能,低成本电容数字转换器LSI,尤其专注于可用性。它有16通道电容传感器输入。这使其成为需要许多开关的产品的理想选择。由于校准功能和ON / OFF的判断是在LSI内部自动执行的,因此可以使开发时间更短。每个输入的检测结果(ON / OFF)可以通过串行接口(I C兼容总线或SPI)读出。此外,每个输入的测量值可以作为8位数字数据读出。此外,可以使用串行接口调整增益和其他参数。 检测系统:差分电容检测(互电容型) 输入电容分辨率:可以检测毫微微法拉顺序中的电容变化 测量间隔(16个差分输入): 30ms(典型值)(初始配置时), 6ms(典型值)(最小间隔配置)< / li> 用于测量的外部组件:不需要 接口:I C兼容总线或SPI可选。 电流消耗:570μA(典型)(V = 2.8 V),1.3 mA(典型值)(V = 5.5 V) 电源电压:2.6 V至5.5 V < / li> 检测操作:切换...
发表于 04-18 20:26 38次 阅读
LC717A10AJ 用于静电电容式触摸传感器的电容数字转换器

LC717A00AJ 用于静电电容式触摸传感器的电容数字转换器

信息 LC717A00AJ是一款用于静电电容式触摸传感器的高性能,低成本电容数字转换器LSI,尤其专注于可用性。它有8通道电容传感器输入。内置逻辑电路可以检测每个输入的状态(ON / OFF)并输出结果。这使其成为各种开关应用的理想选择。在电源激活期间或环境发生变化时,内置逻辑电路会自动执行校准功能。此外,由于配置了参数的初始设置(如增益),因此在应用推荐的开关模式时,LC717A00AJ可以独立运行。此外,由于LC717A00AJ具有与I C和SPI总线兼容的串行接口,因此可以根据需要使用外部设备调整参数。此外,8输入电容数据的输出可以作为8位数据进行检测和测量。 检测系统:差分电容检测(互电容型) 输入电容分辨率:可以检测毫微微法拉顺序中的电容变化 测量间隔(8个差分输入): 18ms(典型值)(初始配置时), 3ms(Typ (最小间隔配置) 用于测量的外部元件:不需要 电流消耗:320μA(典型值)(V = 2.8 V), 740μA(典型值)(V = 5.5 V) 电源电压:2.6 V至5.5 V 检测操作:开关 接口:I C兼容总线或SPI可选。...
发表于 04-18 20:26 35次 阅读
LC717A00AJ 用于静电电容式触摸传感器的电容数字转换器

LB11683H 三相无传感器电机驱动器

信息 LB11683H是一款三相全波电流线性驱动无传感器电机驱动器。它采用无传感器控制系统,无需使用霍尔效应器件。为了实现更安静的运行,LB11683H具有电流软开关电路,是驱动冰箱等冷却风扇电机的理想选择。 电流线性驱动器 内置限流电路 输出级过饱和防止电路 线圈反电动势FG输出 内置热关断电路 节拍锁定防止电路 锁定保护电路 锁定检测输出
发表于 04-18 20:18 39次 阅读
LB11683H 三相无传感器电机驱动器

LA0151CS 环境光传感器,线性电流输出,具有2级增益切换

信息 LA0151CS是一种线性电流输出型照明(环境光)传感器,具有2级增益切换。 极小的封装(1.01 * 1.01 * 0.6 mm) 低功耗(1000 Lux时150uA) IR区无敏感 低增益模式功能(-35 dB)
发表于 04-18 20:17 36次 阅读
LA0151CS 环境光传感器,线性电流输出,具有2级增益切换

QSE259 塑硅光电逻辑光电传感器

信息QSE25x系列是在输出处配有施密特触发器的OPTOLOGIC® IC,该触发器为抗噪能力和脉冲整形提供滞后。 本IC的基本构件块由一个光电二极管、一个线性放大器、稳压器、施密特触发器和四个输出选件组成。 在4.5-16.0伏对应的电源电流范围内,TTL/LSTTL兼容输出可驱动多达十个TTL负载。 这些器件都标有便于识别的彩色条纹。 双极硅IC 封装类型: 侧面可视封装 中等宽接收角,50° 封装材料和颜色: 黑色环氧树脂 日光过滤器 高灵敏度 直接的TTL/LSTTL接口...
发表于 04-18 20:16 4次 阅读
QSE259 塑硅光电逻辑光电传感器

QSE258 塑硅光电逻辑光电传感器

信息QSE25x系列是在输出处配有施密特触发器的OPTOLOGIC® IC,该触发器为抗噪能力和脉冲整形提供滞后。 本IC的基本构件块由一个光电二极管、一个线性放大器、稳压器、施密特触发器和四个输出选件组成。 在4.5-16.0伏对应的电源电流范围内,TTL/LSTTL兼容输出可驱动多达十个TTL负载。 这些器件都标有便于识别的彩色条纹。 双极硅IC 封装类型: 侧面可视封装 中等宽接收角,50° 封装材料和颜色: 黑色环氧树脂 日光过滤器 高灵敏度 直接的TTL/LSTTL接口...
发表于 04-18 20:16 0次 阅读
QSE258 塑硅光电逻辑光电传感器

QSE256 塑硅光电逻辑光电传感器

信息QSE25x系列是在输出处配有施密特触发器的OPTOLOGIC® IC,该触发器为抗噪能力和脉冲整形提供滞后。 本IC的基本构件块由一个光电二极管、一个线性放大器、稳压器、施密特触发器和四个输出选件组成。 在4.5-16.0伏对应的电源电流范围内,TTL/LSTTL兼容输出可驱动多达十个TTL负载。 这些器件都标有便于识别的彩色条纹。 双极硅IC 封装类型: 侧面可视封装 中等宽接收角,50° 封装材料和颜色: 黑色环氧树脂 日光过滤器 高灵敏度 直接的TTL/LSTTL接口...
发表于 04-18 20:16 4次 阅读
QSE256 塑硅光电逻辑光电传感器

QSE159 塑硅光电逻辑光电传感器

信息QSE15X 系列是在输出处配有施密特触发器的 OPTOLOGIC® IC,该触发器为抗噪能力和脉冲整形提供滞后。本IC的基本构件块由一个光电二极管、一个线性放大器、稳压器、施密特触发器和四个输出选件组成。在4.5-16.0伏对应的电源电流范围内,TTL/LSTTL兼容输出可驱动多达十个TTL负载。这些器件都标有便于识别的彩色条纹。 双极硅 IC 封装类型:侧面可视封装 中等宽接收角,50° 封装材料和颜色:黑色环氧树脂 还提供透明包装:“C”后缀 匹配发射极:QEE113/QEE123 日光过滤器 高灵敏度 直接的 TTL/LSTTL 接口...
发表于 04-18 20:16 4次 阅读
QSE159 塑硅光电逻辑光电传感器

QSE257 塑硅光电逻辑光电传感器

信息QSE25x系列是在输出处配有施密特触发器的OPTOLOGIC® IC,该触发器为抗噪能力和脉冲整形提供滞后。 本IC的基本构件块由一个光电二极管、一个线性放大器、稳压器、施密特触发器和四个输出选件组成。 在4.5-16.0伏对应的电源电流范围内,TTL/LSTTL兼容输出可驱动多达十个TTL负载。 这些器件都标有便于识别的彩色条纹。 双极硅IC 封装类型: 侧面可视封装 中等宽接收角,50° 封装材料和颜色: 黑色环氧树脂 日光过滤器 高灵敏度 直接的TTL/LSTTL接口...
发表于 04-18 20:16 2次 阅读
QSE257 塑硅光电逻辑光电传感器

QSE158 塑硅光电逻辑光电传感器

信息QSE15X 系列是在输出处配有施密特触发器的 OPTOLOGIC® IC,该触发器为抗噪能力和脉冲整形提供滞后。本IC的基本构件块由一个光电二极管、一个线性放大器、稳压器、施密特触发器和四个输出选件组成。在4.5-16.0伏对应的电源电流范围内,TTL/LSTTL兼容输出可驱动多达十个TTL负载。这些器件都标有便于识别的彩色条纹。 双极硅 IC 封装类型:侧面可视封装 中等宽接收角,50° 封装材料和颜色:黑色环氧树脂 还提供透明包装:“C”后缀 匹配发射极:QEE113/QEE123 日光过滤器 高灵敏度 直接的 TTL/LSTTL 接口...
发表于 04-18 20:16 42次 阅读
QSE158 塑硅光电逻辑光电传感器

QSD2030F 塑料硅光电传感器

信息QSD2030F PIN光电二极管 封装类型: T-1 3/4(5mm透镜尺寸) 宽接收角,40° 日光过滤器 封装材料和颜色: 黑色环氧树脂 高灵敏度 峰值敏感度l = 880nm
发表于 04-18 20:16 35次 阅读
QSD2030F 塑料硅光电传感器

QRD1113 反射对象传感器

信息QRD1113/14反射对象传感器由一个红外发光二极管和一个NPN硅光敏达林顿放大器并排安装在一个黑色塑料外壳中构成。 轴上的发射器辐射和探测器响应都垂直于QRD1113/14的表面。 只有当探测器的视场中出现反射物或反射表面,二极管发出辐射时,光敏达林顿放大器才会作出响应。 光电晶体管输出 无接触表面感测 未聚焦感测扩散表面 紧凑封装 传感器上的日光过滤器
发表于 04-18 20:16 39次 阅读
QRD1113 反射对象传感器

QRE1113 反射对象传感器

信息QRE1113 光电晶体管输出 无接触表面感测 微型封装 时尚设计: 鸥翼式 两种引脚形式选择: 通孔(QRE1113)SMT鸥翼式(QRE1113GR) 两种封装选择: 管状(QRE1113)卷带和卷盘(QRE1113GR)
发表于 04-18 20:16 47次 阅读
QRE1113 反射对象传感器

QRD1114 反射对象传感器

信息QRD1113/14反射对象传感器由一个红外发光二极管和一个NPN硅光敏达林顿放大器并排安装在一个黑色塑料外壳中构成。 轴上的发射器辐射和探测器响应都垂直于QRD1113/14的表面。 只有当探测器的视场中出现反射物或反射表面,二极管发出辐射时,光敏达林顿放大器才会作出响应。 光电晶体管输出 无接触表面感测 未聚焦感测扩散表面 紧凑封装 传感器上的日光过滤器
发表于 04-18 20:15 47次 阅读
QRD1114 反射对象传感器

XTR105-DIE 具有传感器激励和线性化的 4-20mA 电流发送器

信息描述 XTR105 是一款带有两个精准电流源的单片 4-20mV,2 线制电流发送器。 它提供针对铂 RTD 温度传感器和桥、仪表放大器、和一个单集成电路上的电流输出电路的完整电流激励。多用途线性化电流提供一个对 RTD 的第二阶修正,通常可以实现一个 40:1 的线性改进。 仪器放大器增益可针对宽范围的温度或者压力测量进行配置。 整个电流发送器的总体未调整误差足够低以允许在未经调整的情况下用于很多应用。 这包括零输出电流漂移,和非线性。 XTR105 在环路电源电压上运行。特性 低未调整误差 两个精准电流源 线性化 2 线制或者 3 线制远程电阻温度检测器 (RTD) 操作 低偏移漂移 低输出电流噪声 高电源抑制 (PSR) 高共模抑制 (CMR) 宽电源电压...
发表于 04-18 20:10 37次 阅读
XTR105-DIE 具有传感器激励和线性化的 4-20mA 电流发送器

AC1361 CJC传感器

信息产品分类接口和隔离 IOS子系统Additional 6B Resources: Accessories, Backplanes and Power SuppliesSales and Service: North America (SCS Embedded Tech), Rest of World
发表于 04-18 19:15 46次 阅读
AC1361 CJC传感器

AC1345 带CJC传感器的独立模块安装套件

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发表于 04-18 19:15 44次 阅读
AC1345 带CJC传感器的独立模块安装套件