PCI采集卡的汽車位移傳感器耐久性測試系統

陳久印，范有情，胡 翔，何 濤

（1湖北工業大學現代制造質量工程重點實驗室，湖北 武漢430068；2湖北工業大學機械工程學院，湖北 武漢430068）

汽車位移傳感器的使用壽命直接關系到汽車點火系統的壽命以及汽車制造廠商的聲譽。國內汽車制造廠商急需一套針對汽車位移傳感器的耐久性測試系統。目前市場上一般都以虛擬儀器Lab VIEW結合NI公司的數據采集卡構建此類采集測試系統，雖效果較好，但成本較高。本文結合實際情況分析了研華PCI1710數據采集卡的性能，提出基于PCI數據采集卡結合多線程以及數據庫技術的汽車位移傳感器耐久性測試系統。

1 系統整體方案

本測試系統主要由移動工作臺、微型計算機、串口繼電器、PCI數據采集卡以及安裝在工作臺上的電磁閥、汽缸、位移傳感器等組成（圖1）。

圖1 系統硬件配置圖

對該工作臺結合實際進行整體優化，確保汽缸能夠帶動磁環水平移動，并且能夠快速、準確地調節磁環位置。本測試系統利用串口繼電器控制電磁閥，從而使汽缸帶動磁環觸發位移傳感器產生電壓信號，通過數據采集卡和微型計算機采集、處理、存儲和分析采集到的電壓信號。

2 系統硬件設計

2.1 電磁閥的選擇

電磁閥的種類較多，性能也各不相同。本測試系統結合耐久性測試的實際需求，選用日本SMC公 司 生 產 的 SY5120－5LZD－01 二 位 五 通 微 型DC24V換向氣閥。此電磁閥具有結構簡單、牢固、體積小、重量輕、頻率響應快、性能穩定、壽命長、可在常溫高溫下使用，以及抗外磁場干擾能力較強等優點。

2.2 驅動模塊設計

能夠驅動電磁閥的模塊很多。其中RS232串口通信程序編寫簡單，硬件接口簡單，便于程序調試。工業級多功能四路繼電器控制板可以利用微型計算機實現一些設備智能化控制，成本低，使用方便，壽命長，符合本測試系統的實際使用環境。

2.3 數據采集系統設計

所設計的數據采集系統由研華公司生產的PCI－1710數據采集卡和其配套的接線端子、PCL電纜組成。該測試系統操作簡單，只需將PCI－1710數據采集卡插于PCI總線插槽并安裝相關驅動即可。PCI－1710數據采集卡上有一個FIFO緩沖器，能存儲4 K的A／D采樣值。當FIFO半滿時，PCI－1710數據采集會產生一個中斷。該特性提供了連續高速的數據輸入及Windows下更可靠的性能，采樣頻率高達100 k S／s［1］。本測試系統使用了3個模擬量輸入通道AI0、AI1、AI2同一時間對3個汽車位移傳感器進行電壓信號的采集。同時將模擬量輸入AIGND接地，即將接線端子60口與26口串聯并與底線相連。管腳接線圖如圖2所示。

圖2 管腳接線圖

3 系統軟件設計

3.1 軟件界面設計

本測試系統使用MFC對軟件界面進行設計（圖3）。

圖3 軟件界面

3.2 程序流程圖

本系統使用C＋＋編程使用多線程技術進行管理［2］，同時利用 MYSQL數據庫支持多線程處理、有多種列類型、存入速度快等優點對數據進行存儲［3］。程序流程如圖4所示。

圖4 程序流程

4 測試結果分析

在高速采集的情況下對采集到汽車位移傳感器的最大電壓與最小電壓進行了數據統計（表1）。

表1 汽車位移傳感器最大最小電壓值

圖5 汽車位移傳感器電壓值測試結果分布圖

該汽車位移傳感器的最大、最小電壓分別為4.5 V和0.5 V。由表1計算可知，測量平均值分別為4.505 9 V、0.493 9 V，標準方差分別為0.011 189、0.008 765，測量精度較高。如圖5所示，測量結果波動比較平穩，可見系統的穩定性較高。

5 結束語

本測試系統選用C＋＋結合多線程以及數據庫技術，結合研華公司生產的PCI－1710數據采集卡對汽車位移傳感器的耐久性進行測試。本系統操作簡單、易于維護，投入使用半年以來檢測了各種類型新研發的汽車位移傳感器，提供了汽車位移傳感器使用壽命的一手資料。

［1］王生祥，勾 瑞.基于PCI局部總線的數據采集卡的設計［J］.儀表技術與傳感器，2001（10）：21－23.

［2］劉 勇.如何利用MFC實現線程間的同步［J］.計算機應用，2001（S1）：256－258.

［3］Russell J T Dyer.MYSQL核心技術手冊［M］.第二版.辛紅軍，李東梅，譯.北京：機械工業出版社，2009：442－470.