基于LabVIEW的便攜式汽車儀表檢測儀的研制

基于LabVIEW的便攜式汽車儀表檢測儀的研制----儀表檢測的實驗數(shù)據(jù)

1車速表的檢測

汽車車速檢測的必要性：

車速表是提供汽車行駛速度信息的重要儀表，駕駛員在行車途中能夠正確掌握車速，是提高運輸生產(chǎn)力與保證安全行車的關(guān)鍵。駕駛員對行車速度的掌握，雖然可以依據(jù)主觀估計來進行，但由于人對速度的估計往往會因錯覺而造成誤差，再加上車速表使用時間長后內(nèi)部磁場減弱、車輪直徑磨損減小等原因造成的誤差，檢驗車速表對于保障行駛安全的意義也是非常重大的。

車速表的測試需要預(yù)先了解設(shè)定目標(biāo)車型的特征參數(shù)，如車輛特征系數(shù)、車速傳感器的傳感系數(shù)等，然后通過數(shù)據(jù)通信卡(CAN總線信號)將特征參數(shù)下載到被測儀表，按照測試要求產(chǎn)生脈沖信號，信號的幅值、頻率可以通過手動進行調(diào)整，車速信號具備超速報警提示功能，根據(jù)設(shè)定的超速門限值，高于該「〕限值時，通過主界面前面板上的超速報警燈閃爍提示。測試過程也可以手動進行，測試結(jié)果存檔以備查詢。

車速表的車速信號來自于車速傳感器脈沖信號，車速傳感器輸出的是占空比為定值、集電極開路型脈沖信號輸入儀表速度輸入端。微處理器采樣輸入端接收到的脈沖信號，然后根據(jù)信號的頻率來驅(qū)動步進電機使指針指到相應(yīng)車速值處(km/h)。

例如某款車型儀表測試如下：

設(shè)置測試速度點，由以上儀表參數(shù)可以看出測試點為非連續(xù)，我們選擇100km/h為測試速度點，儀表顯示為數(shù)顯式，通過測試可以看出，此款儀表車速表滿足設(shè)計參數(shù)要求。

測試效果圖如圖5-1：

2轉(zhuǎn)速表的檢測

轉(zhuǎn)速表是顯示發(fā)動機每分鐘轉(zhuǎn)多少千轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速表單位是1/min*1000.轉(zhuǎn)速信號取自轉(zhuǎn)速傳感器(一般經(jīng)過ECU模塊處理后再送給儀表)。轉(zhuǎn)速表能直觀的顯示發(fā)動機在各個工況下的轉(zhuǎn)速，駕駛員可以隨時知道發(fā)動機的運轉(zhuǎn)情況，配合變速箱擋位和油門位置，使之保持最佳的工作狀態(tài)，對減少油耗，延長發(fā)動機壽命有好處：

轉(zhuǎn)速表是發(fā)動機儀表的重要組成部分。通過觀察轉(zhuǎn)速表的指示，可以了解發(fā)動機工作性能的好壞，判斷發(fā)動機工作狀態(tài)是否正常。為了保證轉(zhuǎn)速表指示的準確性，在裝備的使用單位，維護人員借助轉(zhuǎn)速表檢測設(shè)備，對轉(zhuǎn)速表的指示進行定期校驗。由于現(xiàn)代汽車儀表檢測的高要求，迫使對發(fā)動機轉(zhuǎn)速表出廠檢測提出更嚴格的要求，使得轉(zhuǎn)速表檢測設(shè)備必須具備體積小、重量輕、精度高、通用性強、便于攜帶和操作等特點。

下面就是本文對發(fā)動機轉(zhuǎn)速表檢測的實際檢測結(jié)果：儀表發(fā)動機轉(zhuǎn)速表信號來自發(fā)動機曲軸傳感器，信號占空比為50%的脈沖波信號，測試方法和車速表一致，在此不做贅述。參數(shù)設(shè)置如下：

選擇3000r/min為測測試點，測試效果如圖5-2：

3 燃油表的檢測

汽車燃油表的功用是指示汽車主、副郵箱內(nèi)的存油量。燃油表上有“O”、“1/2”、“1”三個刻度，分別表示儲油量為無油、半箱油和滿箱油。

燃油表是在點火開關(guān)接通后才開始工作。有主、副油箱時，燃油表只能顯示一個郵箱的存油量，具體顯示哪一個郵箱，由燃油表顯示開關(guān)控制。有的汽車裝有燃油警報燈，當(dāng)油箱存油量接近“0”(或紅線)時，警報燈開始閃爍，發(fā)出無油警告.

儀表中燃油表信號來自油箱中的油位傳感器，油位傳感器為滑動變阻器，模擬信號量，測試儀表參數(shù)為：

本次測試時，參數(shù)設(shè)置，虛擬儀器指示值和儀表間有暫不考慮誤差補償，2o誤差，屬正?，F(xiàn)象。

測試效果如圖5一3：

4 轉(zhuǎn)向燈檢測

轉(zhuǎn)向燈有兩種類型:

一、燈管采用氛氣燈管，單片機控制電路，左右輪換頻閃不間斷工作。

二、采用閃光器：按其結(jié)構(gòu)不同，可分為阻絲式、電容式和電子式三種。

其中阻絲式又可分為熱絲式(電熱式)和翼片式(彈跳式)，而電子式又可分混合式(帶觸點式的繼電器與電子元件)和全電子式(無繼電器)「40].比如彈跳式閃光器，利用電流熱效應(yīng)原理，以熱脹冷縮為動力，使彈簧片產(chǎn)生突變動作，來接通和斷開觸點，實現(xiàn)燈光閃爍。當(dāng)左/右轉(zhuǎn)向燈亮?xí)r，儀表左/右轉(zhuǎn)向指示燈(綠色)會亮起，并伴隨繼電器的開關(guān)而亮滅，輸入給組合儀表對應(yīng)引腳為高電平信號。

本次測量左轉(zhuǎn)信號燈，效果如圖5一4：

5 儀表的檢測總體思路

汽車儀表盤檢測系統(tǒng)是為了檢測汽車儀表盤的準確性及顯示性能而設(shè)計的。對汽車儀表的檢測之前我們都要對他們認真分析，首先了解他們的基本結(jié)構(gòu)、工作原來，分析清楚他們是在脈沖信號下工作還是工作在模擬信號下工作。

然后我們搭建硬件平臺，我們把工控機、PXI模塊板卡、信號接線盒、數(shù)據(jù)通信轉(zhuǎn)換板卡、可編程網(wǎng)絡(luò)電阻、通信總線包括CAN模塊、供電電源、虛擬儀器的硬件部分、以及帶待測汽車儀表和報警裝置都按照我們的設(shè)計要求接好，連接時應(yīng)注意各個接口的對應(yīng)端。然后我們在虛擬儀器LabVIEW編程，然后我們進行參數(shù)設(shè)置，如我們要測汽車的車速表我們就要先設(shè)置它的占空比是50%傳感器脈沖頻率是14.00HZ這時我們用虛擬儀器LabVIEW產(chǎn)生這個信號用來驅(qū)動我們的車速表，在車速表質(zhì)量合格的情況下我們的車速表指針指示應(yīng)是20km/h如果我們測試的車速表顯示是在20km/h加減0.002Km/h的范圍內(nèi)都是質(zhì)量合格的。其它儀表的檢測類似就不一一介紹了。

由于傳統(tǒng)的檢驗方法依靠信號發(fā)生器給儀表加上模擬工況信號，使指針偏轉(zhuǎn)。通過儀表工作檔位的變換，由人眼觀察儀表指針與刻度重合程度來判斷儀表是否滿足精度要求，并借助單片機開發(fā)仿真系統(tǒng)通過手工改變單片機存儲器內(nèi)的存儲數(shù)據(jù)，使儀表指針偏轉(zhuǎn)達到要求.在轉(zhuǎn)速表和車速表的調(diào)整過程中，由于儀表傳感器輸送的信號的不均勻性，必須對表盤上不同量程分段進行校準。該過程要求檢測校準人員有長期工作經(jīng)驗，校準過程繁瑣費時，連續(xù)工作會造成操作者用眼用腦過度，導(dǎo)致對檢測標(biāo)定結(jié)果的誤判，無法保證出廠質(zhì)量，和滿足大批量生產(chǎn)的要求。本論文通過M公司的軟硬件產(chǎn)品對整個檢測系統(tǒng)進行開發(fā)，根據(jù)儀表測試所需的各種模擬、數(shù)字、開關(guān)、K一Line、CAN等各種信號參數(shù)，采用NI的PX工系列板卡、中泰的PCM一536以及自制的可編程網(wǎng)絡(luò)電阻和數(shù)據(jù)通訊轉(zhuǎn)換卡組成系統(tǒng)的硬件電路部分。以此為基礎(chǔ)，再利用M的LabvIEw軟件對整個測試系統(tǒng)進行開發(fā)。最終提出研制一個小巧、靈活、可靠性高的便攜式檢測系統(tǒng)理論，該系統(tǒng)能夠針對大部分的車型，模擬產(chǎn)生儀表所需的各種采集信號信息，并且通過CAN接口與被測儀表進行通信，從而實現(xiàn)汽車狀態(tài)信息的實時反饋。

基于虛擬儀器汽車儀表檢測系統(tǒng)是檢測汽車儀表行業(yè)的一個重要發(fā)展方向。目前的人工檢測方法不僅難以滿足精度、質(zhì)量的檢測要求，更加難以滿足大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)檢測中的效率要求，生產(chǎn)效率低。采用虛擬儀器對汽車儀表檢鋇U可以避免這些問題，不僅對于檢測精度、質(zhì)量有了提升，同時對于檢測的效率也有了一定的提高，而效率正是大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)中非常重要的因素。因此，基于虛擬儀器的汽車儀表檢測系統(tǒng)將會取代人工檢測，成為儀表檢測行業(yè)的主流。

總之，本文所實現(xiàn)的基于虛擬儀器的檢測系統(tǒng)是汽車儀表檢測領(lǐng)域一個非常重要的發(fā)展方向，不僅可以改變?nèi)斯趧恿看蟮谋锥?，同時可以提高標(biāo)準度，檢測效率，相信隨著虛擬儀器的發(fā)展，準確率、效率必定可以有更大的提高。