基于LabVIEW的便攜式汽車(chē)儀表檢測(cè)儀的研制----儀表檢測(cè)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

1車(chē)速表的檢測(cè)

汽車(chē)車(chē)速檢測(cè)的必要性：

車(chē)速表是提供汽車(chē)行駛速度信息的重要儀表，駕駛員在行車(chē)途中能夠正確掌握車(chē)速，是提高運(yùn)輸生產(chǎn)力與保證安全行車(chē)的關(guān)鍵。駕駛員對(duì)行車(chē)速度的掌握，雖然可以依據(jù)主觀估計(jì)來(lái)進(jìn)行，但由于人對(duì)速度的估計(jì)往往會(huì)因錯(cuò)覺(jué)而造成誤差，再加上車(chē)速表使用時(shí)間長(zhǎng)后內(nèi)部磁場(chǎng)減弱、車(chē)輪直徑磨損減小等原因造成的誤差，檢驗(yàn)車(chē)速表對(duì)于保障行駛安全的意義也是非常重大的。

車(chē)速表的測(cè)試需要預(yù)先了解設(shè)定目標(biāo)車(chē)型的特征參數(shù)，如車(chē)輛特征系數(shù)、車(chē)速傳感器的傳感系數(shù)等，然后通過(guò)數(shù)據(jù)通信卡(CAN總線信號(hào))將特征參數(shù)下載到被測(cè)儀表，按照測(cè)試要求產(chǎn)生脈沖信號(hào)，信號(hào)的幅值、頻率可以通過(guò)手動(dòng)進(jìn)行調(diào)整，車(chē)速信號(hào)具備超速報(bào)警提示功能，根據(jù)設(shè)定的超速門(mén)限值，高于該「〕限值時(shí)，通過(guò)主界面前面板上的超速報(bào)警燈閃爍提示。測(cè)試過(guò)程也可以手動(dòng)進(jìn)行，測(cè)試結(jié)果存檔以備查詢。

車(chē)速表的車(chē)速信號(hào)來(lái)自于車(chē)速傳感器脈沖信號(hào)，車(chē)速傳感器輸出的是占空比為定值、集電極開(kāi)路型脈沖信號(hào)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(hào)，然后根據(jù)信號(hào)的頻率來(lái)驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)使指針指到相應(yīng)車(chē)速值處(km/h)。

例如某款車(chē)型儀表測(cè)試如下：

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

測(cè)試效果圖如圖5-1：

2轉(zhuǎn)速表的檢測(cè)

轉(zhuǎn)速表是顯示發(fā)動(dòng)機(jī)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(hào)取自轉(zhuǎn)速傳感器(一般經(jīng)過(guò)ECU模塊處理后再送給儀表)。轉(zhuǎn)速表能直觀的顯示發(fā)動(dòng)機(jī)在各個(gè)工況下的轉(zhuǎn)速，駕駛員可以隨時(shí)知道發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)情況，配合變速箱擋位和油門(mén)位置，使之保持最佳的工作狀態(tài)，對(duì)減少油耗，延長(zhǎng)發(fā)動(dòng)機(jī)壽命有好處：

轉(zhuǎn)速表是發(fā)動(dòng)機(jī)儀表的重要組成部分。通過(guò)觀察轉(zhuǎn)速表的指示，可以了解發(fā)動(dòng)機(jī)工作性能的好壞，判斷發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀態(tài)是否正常。為了保證轉(zhuǎn)速表指示的準(zhǔn)確性，在裝備的使用單位，維護(hù)人員借助轉(zhuǎn)速表檢測(cè)設(shè)備，對(duì)轉(zhuǎn)速表的指示進(jìn)行定期校驗(yàn)。由于現(xiàn)代汽車(chē)儀表檢測(cè)的高要求，迫使對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速表出廠檢測(cè)提出更嚴(yán)格的要求，使得轉(zhuǎn)速表檢測(cè)設(shè)備必須具備體積小、重量輕、精度高、通用性強(qiáng)、便于攜帶和操作等特點(diǎn)。

下面就是本文對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速表檢測(cè)的實(shí)際檢測(cè)結(jié)果：儀表發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速表信號(hào)來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸傳感器，信號(hào)占空比為50%的脈沖波信號(hào)，測(cè)試方法和車(chē)速表一致，在此不做贅述。參數(shù)設(shè)置如下：

選擇3000r/min為測(cè)測(cè)試點(diǎn)，測(cè)試效果如圖5-2：

3 燃油表的檢測(cè)

汽車(chē)燃油表的功用是指示汽車(chē)主、副郵箱內(nèi)的存油量。燃油表上有“O”、“1/2”、“1”三個(gè)刻度，分別表示儲(chǔ)油量為無(wú)油、半箱油和滿箱油。

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

儀表中燃油表信號(hào)來(lái)自油箱中的油位傳感器，油位傳感器為滑動(dòng)變阻器，模擬信號(hào)量，測(cè)試儀表參數(shù)為：

本次測(cè)試時(shí)，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(bǔ)償，2o誤差，屬正?，F(xiàn)象。

測(cè)試效果如圖5一3：

4 轉(zhuǎn)向燈檢測(cè)

轉(zhuǎn)向燈有兩種類型:

一、燈管采用氛氣燈管，單片機(jī)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(diǎn)式的繼電器與電子元件)和全電子式(無(wú)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(dòng)力，使彈簧片產(chǎn)生突變動(dòng)作，來(lái)接通和斷開(kāi)觸點(diǎn)，實(shí)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(huì)亮起，并伴隨繼電器的開(kāi)關(guān)而亮滅，輸入給組合儀表對(duì)應(yīng)引腳為高電平信號(hào)。

本次測(cè)量左轉(zhuǎn)信號(hào)燈，效果如圖5一4：

5 儀表的檢測(cè)總體思路

汽車(chē)儀表盤(pán)檢測(cè)系統(tǒng)是為了檢測(cè)汽車(chē)儀表盤(pán)的準(zhǔn)確性及顯示性能而設(shè)計(jì)的。對(duì)汽車(chē)儀表的檢測(cè)之前我們都要對(duì)他們認(rèn)真分析，首先了解他們的基本結(jié)構(gòu)、工作原來(lái)，分析清楚他們是在脈沖信號(hào)下工作還是工作在模擬信號(hào)下工作。

然后我們搭建硬件平臺(tái)，我們把工控機(jī)、PXI模塊板卡、信號(hào)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(cè)汽車(chē)儀表和報(bào)警裝置都按照我們的設(shè)計(jì)要求接好，連接時(shí)應(yīng)注意各個(gè)接口的對(duì)應(yīng)端。然后我們?cè)谔摂M儀器LabVIEW編程，然后我們進(jìn)行參數(shù)設(shè)置，如我們要測(cè)汽車(chē)的車(chē)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(shí)我們用虛擬儀器LabVIEW產(chǎn)生這個(gè)信號(hào)用來(lái)驅(qū)動(dòng)我們的車(chē)速表，在車(chē)速表質(zhì)量合格的情況下我們的車(chē)速表指針指示應(yīng)是20km/h如果我們測(cè)試的車(chē)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(cè)類似就不一一介紹了。

由于傳統(tǒng)的檢驗(yàn)方法依靠信號(hào)發(fā)生器給儀表加上模擬工況信號(hào)，使指針偏轉(zhuǎn)。通過(guò)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(lái)判斷儀表是否滿足精度要求，并借助單片機(jī)開(kāi)發(fā)仿真系統(tǒng)通過(guò)手工改變單片機(jī)存儲(chǔ)器內(nèi)的存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，使儀表指針偏轉(zhuǎn)達(dá)到要求.在轉(zhuǎn)速表和車(chē)速表的調(diào)整過(guò)程中，由于儀表傳感器輸送的信號(hào)的不均勻性，必須對(duì)表盤(pán)上不同量程分段進(jìn)行校準(zhǔn)。該過(guò)程要求檢測(cè)校準(zhǔn)人員有長(zhǎng)期工作經(jīng)驗(yàn)，校準(zhǔn)過(guò)程繁瑣費(fèi)時(shí)，連續(xù)工作會(huì)造成操作者用眼用腦過(guò)度，導(dǎo)致對(duì)檢測(cè)標(biāo)定結(jié)果的誤判，無(wú)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(guò)M公司的軟硬件產(chǎn)品對(duì)整個(gè)檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行開(kāi)發(fā)，根據(jù)儀表測(cè)試所需的各種模擬、數(shù)字、開(kāi)關(guān)、K一Line、CAN等各種信號(hào)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(duì)整個(gè)測(cè)試系統(tǒng)進(jìn)行開(kāi)發(fā)。最終提出研制一個(gè)小巧、靈活、可靠性高的便攜式檢測(cè)系統(tǒng)理論，該系統(tǒng)能夠針對(duì)大部分的車(chē)型，模擬產(chǎn)生儀表所需的各種采集信號(hào)信息，并且通過(guò)CAN接口與被測(cè)儀表進(jìn)行通信，從而實(shí)現(xiàn)汽車(chē)狀態(tài)信息的實(shí)時(shí)反饋。

基于虛擬儀器汽車(chē)儀表檢測(cè)系統(tǒng)是檢測(cè)汽車(chē)儀表行業(yè)的一個(gè)重要發(fā)展方向。目前的人工檢測(cè)方法不僅難以滿足精度、質(zhì)量的檢測(cè)要求，更加難以滿足大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)檢測(cè)中的效率要求，生產(chǎn)效率低。采用虛擬儀器對(duì)汽車(chē)儀表檢鋇U可以避免這些問(wèn)題，不僅對(duì)于檢測(cè)精度、質(zhì)量有了提升，同時(shí)對(duì)于檢測(cè)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(chē)儀表檢測(cè)系統(tǒng)將會(huì)取代人工檢測(cè)，成為儀表檢測(cè)行業(yè)的主流。

總之，本文所實(shí)現(xiàn)的基于虛擬儀器的檢測(cè)系統(tǒng)是汽車(chē)儀表檢測(cè)領(lǐng)域一個(gè)非常重要的發(fā)展方向，不僅可以改變?nèi)斯趧?dòng)量大的弊端，同時(shí)可以提高標(biāo)準(zhǔn)度，檢測(cè)效率，相信隨著虛擬儀器的發(fā)展，準(zhǔn)確率、效率必定可以有更大的提高。