汽車按鍵開關(guān)測(cè)試系統(tǒng)的開發(fā)探討

周光調(diào)

摘要：汽車按鍵開關(guān)功能對(duì)行車安全有重要影響。汽車按鍵開關(guān)測(cè)試的硬件系統(tǒng)包括了繼電器、步進(jìn)電機(jī)、工控計(jì)算機(jī)、壓力傳感器等，設(shè)計(jì)硬件時(shí)，要將電氣元件的干擾考慮到其中，以此合理布線。測(cè)試系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)采用模塊化方式，在操作頁面便能執(zhí)行各功能模塊，信息顯示得以明了化，操作非常簡(jiǎn)單。

關(guān)鍵詞：汽車按鍵;開關(guān)測(cè)試系統(tǒng);開發(fā)探討

1.汽車按鍵開關(guān)測(cè)試系統(tǒng)硬件開發(fā)

在汽車按鍵開關(guān)測(cè)試系統(tǒng)中，工業(yè)計(jì)算機(jī)的型號(hào)是，主要用來檢測(cè)被測(cè)樣件并把控測(cè)試過程，比如，可控制實(shí)驗(yàn)報(bào)表打印、顯示實(shí)時(shí)參數(shù)等。

多功能數(shù)據(jù)采集卡：該部分連接執(zhí)行結(jié)構(gòu)、工控機(jī)，可接受控制信號(hào)，控制繼電器、步進(jìn)電機(jī)，還可接受繼電器、傳感器的模擬信號(hào)，并將該信號(hào)傳送到工控機(jī)并顯示。搭建測(cè)試系統(tǒng)硬件前，要考察多功能數(shù)據(jù)采集卡的性能。

步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器：可選型號(hào)為。特點(diǎn)有：40VDC的供電電壓;斬波頻率為20KHZ;TTL電平兼容;撥碼開關(guān)確定細(xì)分精度;電流在靜止時(shí)被減半;100KHZ的頻率;電源反保護(hù)功效。步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器因信號(hào)的不同而產(chǎn)生引腳功能上的差異，如GND信號(hào)，直流電源地。OA+信號(hào)，電機(jī)A相。使用步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的相關(guān)參數(shù)可見下表：

壓力傳感器：主要對(duì)汽車按鍵開關(guān)的壓力進(jìn)行感知。對(duì)傳感器施加變形外加力，此時(shí)，其表面因內(nèi)部極化而聚集電荷，出現(xiàn)電壓;當(dāng)除去壓力后，傳感器不帶電。根據(jù)其工作原理，壓力傳感器本質(zhì)上為電容器，在相對(duì)的兩個(gè)表面都聚集了正負(fù)電荷，即兩個(gè)極板，電容值公式是：

毫伏變送器的接入在于壓力傳感器的輸出能量太小，無法實(shí)現(xiàn)A/D轉(zhuǎn)換，需要毫伏變送器放大弱信號(hào)。技術(shù)指標(biāo)：靈敏度為，輸出電流為0-10mA，優(yōu)于0.1%F.S的精度，-20℃—85℃的工作溫度等。

在導(dǎo)通了被測(cè)開關(guān)后，繼電器就可以測(cè)試兩端的電壓。工作溫度是℃，3-32VDC的輸出電壓。

在導(dǎo)通了被測(cè)開關(guān)之后，Out2端的信號(hào)比較脆弱，難以進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，需要放大微弱信號(hào)，由此可安裝放大器。

因?yàn)槠嚢存I開關(guān)測(cè)試系統(tǒng)由機(jī)械部分、電氣部分構(gòu)成，復(fù)雜的電磁環(huán)境會(huì)干擾測(cè)試系統(tǒng)。此外，系統(tǒng)內(nèi)部也存在著干擾源。為此，需要研究干擾度，確保測(cè)試系統(tǒng)能得到準(zhǔn)確的結(jié)果。

2.汽車按鍵開關(guān)測(cè)試系統(tǒng)軟件開發(fā)

系統(tǒng)軟件功能模塊包括實(shí)驗(yàn)報(bào)表打印模塊、數(shù)據(jù)儲(chǔ)存與調(diào)用模塊、參數(shù)設(shè)置模塊、實(shí)驗(yàn)開始與停止模塊、圖形顯示模塊等。

TeeChart控件在圖形顯示模塊上的應(yīng)用能夠以曲線形式顯示由數(shù)據(jù)采集卡得到的數(shù)據(jù)，可生成直觀的2D、3D影像，縮放自如，接口函數(shù)豐富。TChart是TeeChart的主類。然后，在TChart中，又分別包含了小類、屬性、事件。因?yàn)橹С趾瘮?shù)眾多，TChart的功能非常大。在運(yùn)行主程序之前，還需要設(shè)定初始化程序。通過Teechart控件，曲線的繪制可由折線段擬合曲線法繪制。然后，再將采集而來的數(shù)據(jù)從緩存里調(diào)走添加到控件序列表。最后，以折線的方式連接序列中的離散數(shù)據(jù)點(diǎn)從而得到曲線。

參數(shù)設(shè)置模塊：主要設(shè)定測(cè)量行程、壓力參數(shù)，在執(zhí)行測(cè)試程序后，TeeChart上將顯示量程設(shè)定值。

數(shù)據(jù)采集：采集方式有單通道、多通道循環(huán)采集兩種，以250KHZ、100KHZ為二者的最高限值。采樣時(shí)間t=1/f，輸入精度度12Bit。

數(shù)據(jù)處理：因?yàn)榇嬖谥蓴_性，所以采集得到的數(shù)據(jù)結(jié)果會(huì)有誤差。為此，不僅要以濾波器保證接地的正確，也應(yīng)處理數(shù)據(jù)，判別異常值。數(shù)據(jù)處理分兩步走，首先，汽車按鍵開關(guān)與觸頭接觸后，多功能數(shù)據(jù)采集卡會(huì)采集到步進(jìn)電機(jī)所移動(dòng)處的數(shù)據(jù)，數(shù)量為n。然后，相應(yīng)軟件程序會(huì)求的n平均數(shù)，最后再以“n-n的平均值”。若得到值比均方差大3倍，則要剔除該壓力值，再進(jìn)行n-1的平均值求解。最終保留小于均方差3倍的差值。第二，完成數(shù)據(jù)初步處理后，工控機(jī)內(nèi)部軟件將二次處理數(shù)據(jù)。

3.結(jié)語

汽車按鍵開關(guān)測(cè)試成效的好壞影響著汽車整體的質(zhì)量?jī)?yōu)劣性，同時(shí)還關(guān)系到駕駛員、行人的安全。利用工業(yè)控制計(jì)算機(jī)強(qiáng)悍的功能，不妨安裝多功能數(shù)據(jù)采集卡來采集測(cè)試數(shù)據(jù)。同時(shí)，還能得到友好的操作界面，具有操作方便、自動(dòng)化高、系統(tǒng)完善的優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)然，在設(shè)計(jì)測(cè)試系統(tǒng)硬件時(shí)，要注意研究干擾源，做好抑制處理工作。總之，汽車按鍵開關(guān)測(cè)試系統(tǒng)要分別從硬件、軟件開發(fā)兩個(gè)方面入手，同時(shí)研究傅立葉變換、數(shù)據(jù)采集、測(cè)量誤差等技術(shù)難題，才能保證測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。

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