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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,在系统中利用信号锁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   为保证汽车爆震传感器测试系统的可靠性、高效性和可扩展性,在硬件组成上采用PXI系统实现对整个系统的控制,硬件资源与系统构成如图2所示,主要包括PXI控制器、PXI数字I/O板卡、振台、LCR表、高阻表、信号锁相放大器、信号通道切换模块和气动夹具系统等。    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 11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 9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 9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 13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 11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 19次 阅读
XTR105-DIE 具有传感器激励和线性化的 4-20mA 电流发送器

请问通过霍尔传感器怎样测电机输出得脉冲

通过霍尔传感器怎样测电机输出得脉冲
发表于 04-18 20:04 64次 阅读
请问通过霍尔传感器怎样测电机输出得脉冲

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 16次 阅读
AC1361 CJC传感器

AC1345 带CJC传感器的独立模块安装套件

信息产品分类接口和隔离 IOS子系统Additional 3B Resources: Accessories, Backplanes and Power SuppliesSales and Service: North America (SCS Embedded Tech), Rest of WorldDownload a PDF copy of this user manual
发表于 04-18 19:15 18次 阅读
AC1345 带CJC传感器的独立模块安装套件

如何使用可靠信标和节点度估计距离进行无线传感器网络定位算法的说明

针对经典的DV-Hop、Amorphous等免测距无线传感器网络( WSN)定位算法信标节点选择不可....
发表于 04-18 17:30 40次 阅读
如何使用可靠信标和节点度估计距离进行无线传感器网络定位算法的说明

如何使用51单片机进行数字气压计的设计资料说明

本设计是基于MPX4115的数字气压计,硬件处理电路为大气压传感器模拟信号的采集、转换、处理和显示,....
发表于 04-18 17:27 10次 阅读
如何使用51单片机进行数字气压计的设计资料说明

伊玛:专注核心技术,找准定位做有特色的传感器

据了解,基于客户的需求,伊玛从未停止过研发的步伐。伊玛拥有专业的研发团队,围绕自身核心技术展开,不断....
的头像 工控头条 发表于 04-18 11:18 486次 阅读
伊玛:专注核心技术,找准定位做有特色的传感器

传感器作为智慧城市的“桥梁”,即将迎来产业大爆发

自从“十三五”规划发布后,智慧城市及物联网的建设计划再次将传感器推上了风口浪尖。
的头像 物联网智慧城市D1net 发表于 04-18 09:59 418次 阅读
传感器作为智慧城市的“桥梁”,即将迎来产业大爆发

BL612数字智能热释电红外传感器的数据手册免费下载

BL612是将数字智能控制电路与人体探测敏感元都集成在电磁屏蔽罩内的热释电红外传感器。人体探测敏感元....
发表于 04-18 08:00 28次 阅读
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空调温度传感器NTC的工作原理和使用存在的故障等资料说明

空调温度传感器为负温度系数热敏电阻,简称NTC,其阻值随温度升高而降低,随温度降低而增大。25℃时的....
发表于 04-18 08:00 39次 阅读
空调温度传感器NTC的工作原理和使用存在的故障等资料说明

ZigBee简介和学习方法的详细资料说明

近年来,由于无线接入技术的需求日益增大,无线通信和无线网络均呈现出指数增加的趋势。这有力的推动力无线....
发表于 04-18 08:00 60次 阅读
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如何使用CC2530单片机进行多点温度采集系统的设计实验说明

多点温度采集有利于分析整个设备或系统的温度,改善被控温度的技术指 标,提高产品的质量和数量,因而,....
发表于 04-18 08:00 65次 阅读
如何使用CC2530单片机进行多点温度采集系统的设计实验说明

H3LIS331DL开启时间是?

大家好, 我一直在研究H3LIS331DL传感器。我遗漏了H3LIS331DL数据表中的一个澄清。 在数据表H3LIS331DL的第...
发表于 04-18 06:20 50次 阅读
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MAX22513方案尺寸缩小3倍、功耗降低4倍,是工业4.0应用的理想选择

随着工业4.0系统的智能化程度越来越高,传感器和执行器必须不断减小尺寸、提升可靠性、降低功耗,以更轻....
的头像 美信半导体 发表于 04-17 18:11 896次 阅读
MAX22513方案尺寸缩小3倍、功耗降低4倍,是工业4.0应用的理想选择

US-100超声波传感器的电气参数和进行测距的代码免费下载

本文档的主要内容详细介绍的设计US-100超声波传感器的电气参数和进行测距的代码免费下载。
发表于 04-17 17:28 38次 阅读
US-100超声波传感器的电气参数和进行测距的代码免费下载

ADF7020无线传输模块的介绍和单片机与ADF7020接线步骤详细说明

ADF7020是一款低功耗、低中频收发器,在免执照ISM频段433 MHz、868 MHz和915 ....
发表于 04-17 17:27 34次 阅读
ADF7020无线传输模块的介绍和单片机与ADF7020接线步骤详细说明

BMP280气压温度传感器的使用说明和单片机程序免费下载使用

最近实习中一个项目要用到多种传感器,其中就包括BMP280模块,但是发现网上有用的资料非常少,只好从....
发表于 04-17 17:27 44次 阅读
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为无人机装上“鹰爪”,通过机载的传感器自动寻找和着陆在休息地点

无人机最令人沮丧的地方就是他们的飞行时间太有限了!在过去几年中,虽然电池技术有了很大的改进,但对无人....
的头像 无人机网 发表于 04-17 17:16 425次 阅读
为无人机装上“鹰爪”,通过机载的传感器自动寻找和着陆在休息地点

村田推出支持CAT.M1/NB-IoT的超小等级的LPWA模块

网络基础设施的普及使IoT不断发展,各种物物得以衔接。诸如桥梁、高架公路、隧道等已陈旧的基础设施的维....
的头像 村田中文技术社区 发表于 04-17 16:43 1361次 阅读
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M系列多传感器红外热像系统助力消防救援解决方案

FLIR M200装载了FLIR最新的Boson™ 高性能热像仪核心,它具有一个集成的多核视频处理器....
发表于 04-17 16:24 74次 阅读
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一个嵌入式软件工程师的角度如何看波音737MAX8坠机事件

此前有媒体批评波音MCAS软件设计过于简单,存在单传感器缺陷,并把锅甩给印度软件外包公司。小编当时对....
的头像 联动原素 发表于 04-17 16:13 358次 阅读
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霍尔元件其工作原理, 产品特性及其典型应用

这种现象的产生,是因为通电半导体片中的载流子在磁场产生的洛仑兹力的作用下,分别向片子横向两侧偏转和积....
的头像 EDA365 发表于 04-17 16:07 414次 阅读
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技术驱动应用落地 六位大咖热议行业新机遇

传感器、加速计算、存储以及物联网、人工智能和工业4.0等等话题是当下半导体产业的关注焦点。日前,在第....
的头像 坚白 发表于 04-17 15:57 2575次 阅读
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EFM32 Gecko平台助力 Notion打造第三代 IoT传感器

近来,我们有幸与Notion公司联合创始人兼首席技术长Ryan Margoles先生讨论其基于Sil....
的头像 SiliconLabs 发表于 04-17 15:31 326次 阅读
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基于FPGA的控制和运算电路的设计

液体密度是许多工业中的重要参数,它可以直接参与生产过程中的控制和决策,因此对液体密度进行快速而准确的....
发表于 04-17 15:09 74次 阅读
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研究机构PrivCo梳理出了该领域值得关注的19家初创公司

纵观2018年,从硬件到软件,从自动驾驶配送服务到自动驾驶卡车运输,众多自动驾驶初创公司正在为我们勾....
的头像 人工智能学家 发表于 04-17 10:41 482次 阅读
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新型聚合物热电材料,制造超灵敏、柔性热传感器

据报道,瑞典林雪平大学(Linkoping University)有机电子实验室的科学家开发出了一种....
的头像 MEMS 发表于 04-16 18:09 802次 阅读
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智能楼宇的全球市场规模将在2022年增长至317.5亿美元

随着人们逐渐希望在自己的家居、汽车和工作场所享受到智能技术带来的便利,物业管理公司和建筑物的规划师们....
的头像 Molex连接器 发表于 04-16 17:31 306次 阅读
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