汽车按键开关测试方法的研究

所述的型号为IPC-610L 的工业控制计算机(1) 内安装有开关压力及导通电压曲线显示模块、数据记录模块、测试参数设置模块、按键速度选择模块、开关机械性能改变部分的峰值和谷值显示模块、汽车按键开关合格判定模块、三坐标导轨机构位置调整模块、按键电机复位模块、数据及图像保存模块、数据及图像调用模块与测试报告打印模块；多功能数据采集卡(2) 插装到型号为IPC-610L 的工业控制计算机(1) 的PCI 卡槽中，型号为8361AN 的多功能数据采集卡(2) 的逻辑信号输出端口DO0、逻辑信号输出端口DO1与逻辑信号输出端口DO2 采用三芯屏蔽线依次连接型号为DCM4010 的1 号步进电机驱动器(3) 上的输入端口PUL、输入端口DIR 与输入端口ENA，型号为DCM4010 的1 号步进电机驱动器(3) 上的端口OA+、端口OA-、端口OB+ 与端口OB- 依次和型号为28000 的1 号步进电机(4) 上的端口A+、端口A-、端口B+ 与端口B- 电线连接；型号为8361AN 的多功能数据采集卡(2) 的逻辑信号输出端口DO3、逻辑信号输出端口DO4 与逻辑信号输出端口DO5 采用三芯屏蔽线依次连接型号为DCM4010 的2 号步进电机驱动器(10) 上的输入端口PUL、输入端口DIR 与输入端口ENA，型号为DCM4010 的2 号步进电机驱动器(10) 上的端口OA+、端口OA-、端口OB+ 与端口OB- 依次和型号为35000 的2 号步进电机(11) 上的端口A+、端口A-、端口B+ 与端口B- 电线连接；型号为8361AN 的多功能数据采集卡(2) 的逻辑信号输出端口DO6、逻辑信号输出端口DO7 与逻辑信号输出端口DO8 采用三芯屏蔽线依次连接型号为DCM4010 的3 号步进电机驱动器(12) 上的输入端口PUL、输入端口DIR 与输入端口ENA，型号为DCM4010 的3 号步进电机驱动器(12) 上的端口OA+、端口OA-、端口OB+ 与端口OB- 依次和型号为35000 的3 号步进电机(13) 上的端口A+、端口A-、端口B+ 与端口B- 电线连接；型号为8361AN 的多功能数据采集卡(2) 的逻辑信号输出端口DO9、逻辑信号输出端口DO10与逻辑信号输出端口DO11 采用三芯屏蔽线依次连接型号为DCM4010 的4 号步进电机驱动器(14) 上的输入端口PUL、输入端口DIR 与输入端口ENA，型号为DCM4010 的4 号步进电机驱动器(14) 上的端口OA+、端口OA-、端口OB+ 与端口OB- 依次和型号为35000 的4 号步进电机(15) 上的端口A+、端口A-、端口B+ 与端口B- 电线连接；型号为DCM4010 的1 号步进电机驱动器(3)、型号为DCM4010 的2 号步进电器驱动器(10)、型号为DCM4010 的3 号步进电机驱动器(12) 与型号为DCM4010 的4 号步进电机驱动器(14) 上的端口GND 与端口Vdc分别由两芯屏蔽线和型号为SKD6010D 的1 号直流稳压电源(6) 上的端口GND 与端口VCC 相连接；型号为8361AN 的多功能数据采集卡(2) 逻辑信号输出端DO15 采用单芯屏蔽线连接型号为SRD-S-112D 的继电器(5) 的控制角，型号为8361AN 的多功能数据采集卡(2) 的端口DGND 通过单芯导线连接型号为SRD-S-112D 的继电器(5) 的输入端GND，型号为SRD-S-112D的继电器(5) 的信号输出端Out1 通过单芯屏蔽线连接到型号为8361AN 的多功能数据采集卡(2) 的模拟信号输入端AI1，型号为SRD-S-112D 的继电器(5) 的端口Out2 通过单芯屏蔽线与型号为AM-T-V100/U5 的放大器(16) 的端口SI+ 连接，型号为AM-T-V100/U5 的放大器(16) 的端口SO+ 通过单芯屏蔽线连接到型号为8361AN 的多功能数据采集卡(2) 的模拟信号输入端AI2，型号为AM-T-V100/U5 的放大器(16) 的端口VCC 与端口GND 采用双芯屏蔽线和型号为SKD3010D 的2 号直流稳压电源(17) 的端口VCC 与端口GND 连接；压力传感器(7) 的输出端口信号+ 与输出端口信号- 依次和抑制信号干扰及滤波电路(8) 的输入端口信号+ 与输入端口信号- 相连，抑制信号干扰及滤波电路(8) 的输出端口信号+、压力传感器(7) 的输出端口激励+、压力传感器(7) 的输出端口激励- 与压力传感器(7) 的输出端口屏蔽依次和型号为FD-3 的毫伏变送器(9) 相对应的输入端口信号+、输入端口激励+、输入端口激励- 与输入端口屏蔽连接，型号为FD-3 的毫伏变送器(9) 的输出端口V0 与型号为8361AN 的多功能数据采集卡(2) 的模拟信号输入端口AI0 单芯屏蔽线相连，型号为FD-3 的毫伏变送器(9) 的端口GND 与端口屏蔽接型号为SKD6010D 的1 号直流稳压电源(6) 的端口GND。2. 一种采用权利要求1 所述的汽车按键开关测试系统测试汽车按键开关性能的方法，其特征在于，所述的采用汽车按键开关测试系统测试汽车按键开关性能的方法步骤如下：1) 将被测汽车按键开关装卡在开关夹具(21) 上，操作三坐标导轨调整模块及按键电机复位模块将被测汽车按键开关调整到位，即触头(30) 与被测汽车按键开关相距1mm ；2) 在测试参数设置模块中设定点击开关的最大压力及最大行程，输入被测汽车按键开关机械性能改变部分峰值和谷值的作为判定开关合格的阈值的变化范围；利用按键速度选择模块选择高速、中速或低速选项，高速时按键速度为15mm/min，中速时按键速度为10mm/min，低速时按键速度为5mm/min ；3) 开始测试时对图像显示、数据记录、产品合格与否、参数设定值与型号为8361AN 的多功能数据采集卡(2) 初始化；4) 汽车按键开关测试系统进行开关点击动作，同时型号为8361AN 的多功能数据采集卡(2) 高速采集数据，通过安装在型号为IPC-610L 的工业控制计算机(1) 内的测试软件完成数据处理及求峰值和谷值，显示压力曲线与导通电压曲线以及在开关机械性能改变部分的峰值和谷值显示模块中显示峰值和谷值；(1) 所述的数据处理是指：A. 数据初步处理：当触头(30) 接触到被测汽车按键开关后，型号为28000 的1 号步进电机(4) 的每一次步进，型号为8361AN 的多功能数据采集卡(2) 都能够在该位置上采集n 个数据，n 8192，安装在型号为IPC-610L 的工业控制计算机(1) 内的测试程序对采集的n 个压力数据求平均值，然后n 个压力数据依次与平均值做差，如果差值小于3 倍的均方差，则将此时的步进位置和平均值存放在内存中；反之，如果差值大于3 倍的均方差，则该值被踢除，对n-1 个数求平均值，以此类推，最后将此时的步进位置与合理的平均值存放在内存中；B. 数据二次处理：当按键过程结束后，安装在型号为IPC-610L 的工业控制计算机(1) 内的测试软件对数据初步处理中存入内存的所有数据进行二次数据处理，以读取内存中前面连续正常的观测数据为依据，建立最小二乘多项式，外推后一时刻的观测数据估计值，与该时刻的实测数据做差，识别差值是否超过给定的门限， 为3-5 倍的均方差，假若超过门限则认为该观测数据是可疑异常值，将它剔除，并以估计值替代它，否则为正常值；通常取前面4 个连续正常的观测数据，采用一阶多项式进行计算：a. 求取观测值的最小二程方程压力的测试曲线属于线性曲线，从内存中取出一组压力数据(xi，yi)，xi 为型号为28000 的1 号步进电机(4) 步进第i 次的行程，yi 为型号为28000 的1 号步进电机(4) 步进第i 次实测的开关压力值，建立最小二乘直线方程y f(x) Ax+B，A，B 为所建方程的系数，求A、B 系数，必须保证方程为最小值，令E(A，B) 对A 和B 的偏导数均为零，即和由此可得由这一组方程可以求出A、B，拟合直线能满足E(A，B) 的最小的条件；b. 判定后一时刻观测值是否可靠通过拟合直线，获取第i 时刻观测数据的估计值yi 为第i 时刻的实测值，观察是否成立，如果成立，则认为yi 是正常值，否则yi 是异常值，并用拟合后的估计值替代它，最后开辟新内存将二次处理后的数据存放其中，以便开关压力及导通电压曲线显示模块显示曲线时调用该内存数据；(2) 所述的求开关机械性能改变部分的峰值和谷值是指：在求开关机械性能改变部分的峰值和谷值时，测试软件应用了求导的数学思想，通过此方法使开关机械性能改变部分的峰值和谷值准确得到：将数据二次处理后存在内存中的行程及压力值依次取出(xm，ym)，(xk，yk)，(xn，yn)，m、k、n 表示型号为28000 的1 号步进电机(4) 在开、关过程中步数，x 为行程，y 为压力值，在点(xk+1，yk+1) 和(xk，yk) 间的斜率为在点(xk+，y2k) 和(xk+1，yk+1)间的斜率为ki+1ki+2 0，则(xk+1，yk+1) 必为所求点，根据这种方法能够求出四个点，即开关按下时峰值点和谷值点，开关回弹时峰值点和谷值点，通过比较按下时两个点的y 值，以及回弹时两个点的y 值，即可确定开关机械性能改变部分的峰值和谷值；5) 将峰值和谷值与之前输入的阈值作对比，如果在阈值范围内，则弹出对话框提示被测汽车按键开关合格且汽车按键开关合格判定模块上绿灯亮起，反之提示不合格且汽车按键开关合格判定模块上的红灯亮起；6) 测试结束后通过数据及图像保存模块与测试报告打印模块进行数据/ 图像保存与测试报告打印，测试报告上显示开关机械性能改变部分的峰值和谷值、实验图像以及记录被测汽车按键开关合格与否。汽车按键开关测试系统及测试方法技术领域0001 本发明涉及一种测试汽车按键开关性能的测试装置，更具体地说，本发明涉及一种汽车按键开关测试系统及采用汽车按键开关测试系统的测试汽车按键开关性能的测试方法。背景技术0002 随着人们生活水平的提高，人们对车辆的需求越来越大，同时对汽车的质量和安全性有了更高的要求。汽车按键开关是车内重要的电器原件之一，其性能的好坏直接影响整车性能。故在整车装配之前，需要对汽车按键开关进行测试，以判断开关的机械性能和电气性能是否达到要求。0003 现有技术中，测试汽车按键开关通常采用人工测试及气动测试。人工测试的方法为：将汽车按键开关接入稳压电源和发光二极管的电路中，通过操作人员对开关按压，观察发光二级管的亮灭来手工记录开关数据，此种方法不仅提高了测试时间，也增加了企业用工成本。气动装置通过气缸来完成按键的动作，由于气动装置为开环的控制系统，无法精确控制按压开关的行程以及加载力的大小，极易造成开关的损坏，影响产品质量。0004 产品制造商及其整车组装企业急需自动化程度高，系统稳定的测试平台，试验要求具体如下：0005 1. 新的试验要求能够完全模拟人手对按键开关的操作，开关作用点的最大力不能大于设定值。0006 2. 新的试验要求能够显示开关的机械性能和电气性能，并能显示开关机械性能改变部分的峰值和谷值。0007 3. 新的试验要求能够自动判断汽车开关是否合格。0008 4. 新的试验要求能够对实验的图像、数据保存。0009 5. 新的试验要求能够打印实验报告。发明内容0010 本发明所要解决的技术问题是克服了现有技术存在的问题，提供了一种汽车按键开关测试系统，同时也提供了一种采用汽车按键开关测试系统来测试汽车按键开关性能的方法。0011 为解决上述技术问题，本发明是采用如下技术方案实现的：所述的汽车按键开关测试系统是由机械部分与电气部分(36)。所述的电气部分包括型号为IPC-610L 的工业控制计算机、型号为8361AN 的多功能数据采集卡、型号为DCM4010 的1 号步进电机驱动器、型号为28000 的1 号步进电机、型号为SRD-S-112D 的继电器、型号为SKD6010D 的1 号直流稳压电源、压力传感器、抑制信号干扰及滤波电路、型号为FD-3 的毫伏变送器、型号为DCM4010 的2 号步进电器驱动器、型号为35000 的2 号步进电机、型号为DCM4010 的3 号步进电机驱动器、型号为35000 的3 号步进电机、型号为DCM4010 的4 号步进电机驱动器、型号为35000 的4 号步进电机、型号为AM-T-V100/U5 的放大器与型号为SKD3010D 的2 号直流稳压电源。0012 所述的型号为IPC-610L 的工业控制计算机内安装有开关压力及导通电压曲线显示模块、数据记录模块、测试参数设置模块、按键速度选择模块、开关机械性能改变部分的峰值和谷值显示模块、汽车按键开关合格判定模块、三坐标导轨机构位置调整模块、按键电机复位模块、数据及图像保存模块、数据及图像调用模块与测试报告打印模块。0013 多功能数据采集卡插装到型号为IPC-610L 的工业控制计算机的PCI 卡槽中，型号为8361AN 的多功能数据采集卡的逻辑信号输出端口DO0、逻辑信号输出端口DO1 与逻辑信号输出端口DO2 采用三芯屏蔽线依次连接型号为DCM4010 的1 号步进电机驱动器上的输入端口PUL、输入端口DIR 与输入端口ENA，型号为DCM4010 的1 号步进电机驱动器上的端口OA+、端口OA-、端口OB+ 与端口OB- 依次和型号为28000 的1 号步进电机上的端口A+、端口A-、端口B+ 与端口B- 电线连接。型号为8361AN 的多功能数据采集卡的逻辑信号输出端口DO3、逻辑信号输出端口DO4 与逻辑信号输出端口DO5 采用三芯屏蔽线依次连接型号为DCM4010 的2 号步进电机驱动器上的输入端口PUL、输入端口DIR 与输入端口ENA，型号为DCM4010 的2 号步进电机驱动器上的端口OA+、端口OA-、端口OB+ 与端口OB- 依次和型号为35000 的2 号步进电机上的端口A+、端口A-、端口B+ 与端口B- 电线连接。型号为8361AN的多功能数据采集卡的逻辑信号输出端口DO6、逻辑信号输出端口DO7 与逻辑信号输出端口DO8 采用三芯屏蔽线依次连接型号为DCM4010 的3 号步进电机驱动器上的输入端口PUL、输入端口DIR 与输入端口ENA，型号为DCM4010 的3 号步进电机驱动器上的端口OA+、端口OA-、端口OB+ 与端口OB- 依次和型号为35000 的3 号步进电机上的端口A+、端口A-、端口B+ 与端口B- 电线连接。型号为8361AN 的多功能数据采集卡的逻辑信号输出端口DO9、逻辑信号输出端口DO10 与逻辑信号输出端口DO11 采用三芯屏蔽线依次连接型号为DCM4010的4 号步进电机驱动器上的输入端口PUL、输入端口DIR 与输入端口ENA，型号为DCM4010的4 号步进电机驱动器上的端口OA+、端口OA-、端口OB+ 与端口OB- 依次和型号为35000的4 号步进电机上的端口A+、端口A-、端口B+ 与端口B- 电线连接。型号为DCM4010 的1号步进电机驱动器、型号为DCM4010 的2 号步进电器驱动器、型号为DCM4010 的3 号步进电机驱动器与型号为DCM4010 的4 号步进电机驱动器上的端口GND 与端口Vdc 分别由两芯屏蔽线和型号为SKD6010D 的1 号直流稳压电源上的端口GND 与端口VCC 相连接。型号为8361AN 的多功能数据采集卡逻辑信号输出端DO15 采用单芯屏蔽线连接型号为SRD-S-112D的继电器的控制角，型号为8361AN 的多功能数据采集卡的端口DGND 通过单芯导线连接型号为SRD-S-112D 的继电器的输入端GND，型号为SRD-S-112D 的继电器的信号输出端Out1通过单芯屏蔽线连接到型号为8361AN 的多功能数据采集卡的模拟信号输入端AI1 ；型号为SRD-S-112D 的继电器的端口Out2 通过单芯屏蔽线与型号为AM-T-V100/U5 的放大器的端口SI+ 连接，型号为AM-T-V100/U5 的放大器的端口SO+ 通过单芯屏蔽线连接到型号为8361AN的多功能数据采集卡的模拟信号输入端AI2，型号为AM-T-V100/U5 的放大器的端口VCC 与端口GND 采用双芯屏蔽线和型号为SKD3010D 的2 号直流稳压电源的端口VCC 与端口GND 连接。压力传感器的输出端口信号+ 与输出端口信号- 依次和抑制信号干扰及滤波电路的输入端口信号+ 与输入端口信号- 相连，抑制信号干扰及滤波电路的输出端口信号+、压力传感器的输出端口激励+、压力传感器的输出端口激励- 与压力传感器的输出端口屏蔽依次和型号为FD-3 的毫伏变送器相对应的输入端口信号+、输入端口激励+、输入端口激励- 与输入端口屏蔽连接，型号为FD-3 的毫伏变送器的输出端口V0 与型号为8361AN 的多功能数据采集卡的模拟信号输入端口AI0 单芯屏蔽线相连，型号为FD-3 的毫伏变送器的端口GND与端口屏蔽接型号为SKD6010D 的1 号直流稳压电源的端口GND。0014 所述的采用汽车按键开关测试系统测试汽车按键开关性能的方法步骤如下：0015 1. 将被测汽车按键开关装卡在开关夹具上，操作三坐标导轨调整模块及按键电机复位模块将被测汽车按键开关调整到位，即触头与被测汽车按键开关相距1mm。0016 2. 在测试参数设置模块中设定点击开关的最大压力及最大行程，输入被测汽车按键开关机械性能改变部分峰值和谷值的作为判定开关合格的阈值的变化范围；利用按键速度选择模块选择高速、中速或低速选项，高速时按键速度为15mm/min，中速时按键速度为10mm/min，低速时按键速度为5mm/min。0017 3. 开始测试时对图像显示、数据记录、产品合格与否、参数设定值与型号为8361AN 的多功能数据采集卡初始化。0018 4. 汽车按键开关测试系统进行开关点击动作，同时型号为8361AN 的多功能数据采集卡高速采集数据，通过安装在型号为IPC-610L 的工业控制计算机内的测试软件完成数据处理及求峰值和谷值，显示压力曲线与导通电压曲线以及在开关机械性能改变部分的峰值和谷值显示模块中显示峰值和谷值；0019 (1) 所述的数据处理是指：0020 A. 数据初步处理：0021 当触头接触到被测汽车按键开关后，型号为28000 的1 号步进电机的每一次步进，型号为8361AN 的多功能数据采集卡都能够在该位置上采集n 个数据，n 8192，安装在型号为IPC-610L 的工业控制计算机内的测试程序对采集的n 个压力数据求平均值，然后n 个压力数据依次与平均值做差，如果差值小于3 倍的均方差，则将此时的步进位置和平均值存放在内存中；反之，如果差值大于3 倍的均方差，则该值被踢除，对n-1 个数求平均值，以此类推，最后将此时的步进位置与合理的平均值存放在内存中。0022 B. 数据二次处理：0023 当按键过程结束后，安装在型号为IPC-610L 的工业控制计算机内的测试软件对数据初步处理中存入内存的所有数据进行二次数据处理，以读取内存中前面连续正常的观测数据为依据，建立最小二乘多项式，外推后一时刻的观测数据估计值，与该时刻的实测数据做差，识别差值是否超过给定的门限， 为3-5 倍的均方差，假若超过门限则认为该观测数据是可疑异常值，将它剔除，并以估计值替代它，否则为正常值；通常取前面4 个连续正常的观测数据，采用一阶多项式进行计算：0024 a. 求取观测值的最小二程方程0025 压力的测试曲线属于线性曲线，从内存中取出一组压力数据(xi，yi)，xi 为型号为28000 的1 号步进电机步进第i 次的行程，yi 为型号为28000 的1 号步进电机步进第i 次实测的开关压力值，建立最小二乘直线方程y f(x) Ax+B，A，B 为所建方程的系数，求A、B 系数，必须保证方程为最小值，令E(A，B) 对A和B 的偏导数均为零，即和由此可得002600270028 由这一组方程可以求出A、B，拟合直线能满足E(A，B) 的最小的条件。0029 b. 判定后一时刻观测值是否可靠0030 通过拟合直线，获取第i 时刻观测数据的估计值yi 为第i 时刻的实测值，观察是否成立，如果成立，则认为yi 是正常值，否则yi 是异常值，并用拟合后的估计值替代它，最后开辟新内存将二次处理后的数据存放其中，以便开关压力及导通电压曲线显示模块显示曲线时调用该内存数据。0031 (2) 所述的求开关机械性能改变部分的峰值和谷值是指：0032 在求开关机械性能改变部分的峰值和谷值时，测试软件应用了求导的数学思想，通过此方法使开关机械性能改变部分的峰值和谷值准确得到：0033 将数据二次处理后存在内存中的行程及压力值依次取出(xm，ym)，(xk，yk)，(xn，yn)，m、k、n 表示型号为28000 的1 号步进电机在开、关过程中步数，x 为行程，y 为压力值，在点(xk+1，yk+1) 和(xk，yk) 间的斜率为在点(xk+，y2k) 和(xk+1，yk+1)间的斜率为ki+1ki+2 0，则(xk+1，yk+1) 必为所求点，根据这种方法能够求出四个点，即开关按下时峰值点和谷值点，开关回弹时峰值点和谷值点，通过比较按下时两个点的y 值，以及回弹时两个点的y 值，即可确定开关机械性能改变部分的峰值和谷值。0034 5. 将峰值和谷值与之前输入的阈值作对比，如果在阈值范围内，则弹出对话框提示被测汽车按键开关合格且汽车按键开关合格判定模块上绿灯亮起，反之提示不合格且汽车按键开关合格判定模块上的红灯亮起；0035 6. 测试结束后通过数据及图像保存模块与测试报告打印模块进行数据/ 图像保存与测试报告打印，测试报告上显示开关机械性能改变部分的峰值和谷值、实验图像以及记录被测汽车按键开关合格与否。0036 与现有技术相比本发明的有益效果是：0037 1. 本发明所述的汽车按键开关测试系统采用抑制信号干扰的电路、滤波电路，有效地滤除共模干扰以及高频干扰；通过软件中的数据处理技术，对信号的异常值剔除，并以其估计值代替，这两种方法真实有效的提取原测试信号特征，提高了测试数据的准确性。0038 2. 本发明所述的汽车按键开关测试系统能够自动地完成汽车按键开关的检测、记录测试过程中的数据、显示测试过程中开关压力曲线和电压变化曲线并可以完成汽车按键开关机械性能改变部分的峰值和谷值标记，使测试人员对汽车按键开关性能一目了然。0039 3. 本发明所述的汽车按键开关测试系统能够对实验数据和实验图像保存、调用，可以打印实验报告，可以在实验结束后自动判定被测汽车按键开关是否合格。附图说明0040 下面结合附图对本发明作进一步的说明：0041 图1 为本发明所述的汽车按键开关测试系统的结构组成示意图；0042 图2 为本发明所述的汽车按键开关测试系统中的电气部分的结构原理示意框图；0043 图3 为本发明所述的汽车按键开关测试系统中的多功能数据采集卡与步进电机驱动器的连接关系以及步进电机驱动器与各步进电机的连接关系的示意框图；0044 图4 为本发明所述的汽车按键开关测试系统中的多功能数据采集卡、继电器及放大器连接关系的示意框图；0045 图5 为本发明所述的汽车按键开关测试系统中的压力传感器、抑制信号干扰及滤波电路、毫伏变送器与多功能数据采集卡之间的连接关系的示意框图；0046 图6 为本发明所述的汽车按键开关测试系统中的抑制信号干扰及滤波电路的电原理图；0047 图7 为采用本发明所述的汽车按键开关测试系统测试汽车按键开关性能的方法的流程框图；0048 图8 为采用本发明所述的汽车按键开关测试系统及测试方法的测量结果的曲线0049 图中：1. 工业控制计算机，2. 多功能数据采集卡，3.1 号步进电机驱动器，4.1 号步进电机，5. 继电器，6.1 号直流稳压电源，7. 压力传感器，8. 抑制信号干扰及滤波电路，9. 毫伏变送器，10.2 号步进电器驱动器，11.2 号步进电机，12.3 号步进电机驱动器，13.3 号步进电机，14.4 号步进电机驱动器，15.4 号步进电机，16. 放大器，17.2 号直流稳压电源，18.X 轴导轨，19.X 轴导轨滑块，20.Y 轴导轨架，21.Y 轴丝杠，22.Y 轴导轨，23.Y 轴导轨滑块，24.Z轴导轨加强筋，25.Z 轴导轨滑块，26.Z 轴导轨，27.Z 轴导轨架，28.Z 轴丝杠，29. 开关夹具，30. 触头，31. 丝杆，32. 螺母，33. 压力传感器固定台，34. 实心支架，35. 工作台，36. 电气部分。具体实施方式0050 下面结合附图对本发明作详细的描述：0051 参阅图1 与图2，汽车按键开关测试系统是由机械部分与电气部分36 组成。0052 所述的机械部分包括X 轴导轨架、X 轴导轨18、X 轴导轨滑块19、X 轴丝杠、X 轴丝杠螺母、Y 轴导轨架20、Y 轴丝杠21、Y 轴丝杠螺母、Y 轴导轨22、Y 轴导轨滑块23、Z 轴导轨加强筋24、Z 轴导轨滑块25、Z 轴导轨26、Z 轴导轨架27、Z 轴丝杠28、Z 轴丝杠螺母、开关夹具29，触头30、丝杆31、螺母32、压力传感器固定台33、实心支架34、工作台35、1 号步进电机联轴器、1 号步进电机丝杠与1 号步进电机丝杠螺母。0053 汽车按键开关测试系统的机械部分是采用三坐标导轨机构即采用X 方向导轨机构、Y 方向导轨机构与Z 方向导轨机构控制被测汽车按键开关在X、Y 与Z 方向的移动。1 号步进电机4 固定在压力传感器固定台33 的右端，1 号步进电机连轴器、套装有1 号步进电机丝杠螺母的1 号步进电机丝杠依次与1 号步进电机4 的输出轴的左端连接；1 号步进电机丝杠螺母的底端固定在实心支架34 上，1 号步进电机4 转动带动1 号步进电机丝杠转动，进而带动压力传感器固定台33 左右移动，压力传感器7 固定在压力传感器固定台33 上，所以压力传感器7 同压力传感器固定台33 一起左右移动。螺母32、丝杆31 与触头30 依次和压力传感器7 的左端连接。1 号步进电机4 与1 号步进电机驱动器3 电线连接，即1 号步进电机4 由1 号步进电机驱动器3 控制行程，进而控制1 号步进电机丝杠带动触头30 进行直线运动。0054 所述的X 方向导轨机构包括2 号步进电机11、X 轴导轨架、X 轴丝杠、X 轴丝杠螺母、X 轴导轨18 和X 轴导轨滑块19 组成。2 号步进电机11 固定在X 轴导轨架的前端面上，2 号步进电机11 与2 号步进电机驱动器10 电线连接，即2 号步进电机11 由2 号步进电机驱动器10 控制。X 轴导轨架沿X 方向固定在工作台35 上，套装有X 轴丝杠螺母的X 轴丝杠与2 号步进电机11 的输出端连接，X 轴丝杠螺母的底端固定在X 轴导轨架中的底座上，X轴导轨18 与X 轴导轨滑块19 分别固定在X 轴导轨架的底座与工作台之间为滑动配合。2号步进电机11 转动带动X 轴丝杠转动，进而带动X 轴导轨架中的工作台前后移动。0055 所述的Y 方向导轨机构包括3 号步进电机13、Y 轴导轨支架20、Y 轴导轨22、Y 轴导轨滑块23、Y 轴丝杠21 和Y 轴丝杠螺母组成。3 号步进电机13 固定在Y 轴导轨支架20的左端面上，3 号步进电机13 与3 号步进电机驱动器12 电线连接，即3 号步进电机13 由3号步进电机驱动器12 控制。Y 轴导轨支架20 的底端固定在X 轴导轨架中的工作台上，Y 轴导轨22 与Y 轴导轨滑块23 分别固定在Y 轴导轨架的底座与工作台之间为滑动配合。套装有Y 轴丝杠螺母的Y 轴丝杠21 与3 号步进电机13 输出轴的右端连接，Y 轴丝杠螺母的底端固定在Y 轴导轨架中的底座上，3 号步进电机13 转动带动Y 轴丝杠转动，进而带动Y 轴导轨架中的工作台左右移动。0056 所述的Z 方向导轨机构包括4 号步进电机15、Z 轴导轨支架27、Z 轴导轨26、Z 轴导轨滑块25、Z 轴丝杠28 和Z 轴丝杠螺母组成。4 号步进电机15 固定在Z 轴导轨支架27的顶端面上，4 号步进电机15 与4 号步进电机驱动器14 电线连接，即4 号步进电机15 由4号步进电机驱动器14 控制。Z 轴导轨支架27 的底端固定在Y 轴导轨支架20 中的工作台上，Z 轴导轨26 与Z 轴导轨滑块25 分别固定在Z 轴导轨支架27 的底座与工作台之间为滑动配合。套装有Z 轴丝杠螺母的Z 轴丝杆28 与4 号步进电机15 输出轴的下端连接，Z 轴丝杠螺母的底端固定在Z 轴导轨支架27 中的底座上，4 号步进电机15 转动带动Z 轴丝杠28转动，进而带动Z 轴导轨支架27 中的工作台上下移动。被测汽车按键开关固定在被安装在Z 轴导轨支架27 的工作台上的开关夹具29 上。0057 所述的电气部分36 包括型号为IPC-610L 的工业控制计算机1、型号为8361AN 的多功能数据采集卡2、型号为DCM4010 的1 号步进电机驱动器3、型号为28000 的1 号步进电机4、型号为SRD-S-112D 的继电器5、型号为SKD6010D 的1 号直流稳压电源6、压力传感器7、抑制信号干扰及滤波电路8、型号为FD-3 的毫伏变送器9、型号为DCM4010 的2 号步进电器驱动器10、型号为35000 的2 号步进电机11、型号为DCM4010 的3 号步进电机驱动器12、型号为35000 的3 号步进电机13、型号为DCM4010 的4 号步进电机驱动器14、型号为35000 的4 号步进电机15、型号为AM-T-V100/U5 的放大器16 与型号为SKD3010D 的2 号直流稳压电源17。0058 参阅图3，汽车按键开关测试系统工作在常温与常湿的环境中。多功能数据采集卡2 插装到工业控制计算机1 的PCI 卡槽中，多功能数据采集卡2 具有8 路模拟信号输入，16路逻辑信号输入/ 输出，多功能数据采集卡2 逻辑信号输出端DO0-DO2 采用三芯屏蔽线依次连接1 号步进电机驱动器3 上的输入端PUL、输入端DIR 与输入端ENA，DO0 负责给1 号步进电机驱动器3 发脉冲，DO1 控制1 号步进电机4 的步进方向，DO2 向1 号电机驱动器3发使能信号( 低电平有效)，1 号步进电机驱动器3 中端口OA+、端口OA-、端口OB+ 与端口OB- 和1 号步进电机4 上的端口A+、端口A-、端口B+、端口B- 用电线对应连接，1 号步进电机驱动器3 的端口GND、端口Vdc 由两芯屏蔽双绞线与40V 的1 号直流稳压电源6 的端口GND、端口VCC 相连；多功能数据采集卡2 逻辑信号输出端口DO3-DO5 采用三芯屏蔽线依次连接2 号步进电机驱动器10 上的输入端PUL、输入端DIR 与输入端ENA，DO3 负责给2 号步进电机驱动器10 发脉冲，DO4 控制2 号步进电机11 的步进方向，DO5 向2 号电机驱动器10发使能信号( 低电平有效)，2 号步进电机驱动器10 中OA+、OA-、OB+ 与OB- 端口和2 号步进电机11 上的端口A+、端口A-、端口B+ 与端口B- 用电线对应连接，2 号步进电机驱动器10 的GND、Vdc 端口由两芯屏蔽双绞线与40V 的1 号直流稳压电源6 的GND、VCC 端口相连；多功能数据采集卡2 逻辑信号输出端口DO6-DO8 采用三芯屏蔽线依次连接3 号步进电机驱动器12 的输入端PUL、输入端DIR 与输入端ENA，DO6 负责给3 号步进电机驱动器12 发脉冲，DO7 控制3 号步进电机13 的步进方向，DO8 向3 号电机驱动器12 发使能信号( 低电平有效)，3 号步进电机驱动器12 上的端口OA+、端口OA-、端口OB+、端口OB- 和3 号步进电机13 上的端口A+、端口A-、端口B+、端口B- 用电线对应连接，3 号步进电机驱动器12 的端口GND、端口Vdc 由两芯屏蔽双绞线与40V 的1 号直流稳压电源6 的端口GND、端口VCC 相连；多功能数据采集卡2 逻辑信号输出端口DO9-DO11 采用三芯屏蔽线依次连接4 号步进电机驱动器14 的输入端PUL、输入端DIR 与输入端ENA，DO9 负责给4 号步进电机驱动器14 发脉冲，DO10 控制4 号步进电机15 的步进方向，DO11 向4 号电机驱动器14 发使能信号( 低电平有效)，4 号步进电机驱动器14 上的端口OA+、端口OA-、端口OB+、端口OB- 与4 号步进电机15 上的端口A+、端口A-、端口B+、端口B- 用电线对应连接，4 号步进电机驱动器14的端口GND、端口Vdc 由两芯屏蔽双绞线与40V 的1 号直流稳压电源6 的端口GND、端口VCC相连。1 号直流稳压电源6 的端口GND 引出一根导线连接到大地，逻辑信号线与直流稳压电源线分开布线。0059 本发明中的2 号步进电机驱动器10、3 号步进电机驱动器12 与4 号电机驱动器14通过多功能数据采集卡2 接收工业控制计算机1 的控制信号使得2 号、3 号、4 号步进电机运动，完成被测汽车按键开关在X 轴方向、Y 轴方向、Z 轴方向三维空间内的位置调整，1 号步进电机驱动器3 接收多功能数据采集卡2 控制信号使1 号步进电机4 运动，1 号步进电机4 的正转和反转使压力传感器7 左右移动，进而完成压力传感器7 上的触头22 对被测汽车按键开关的点击过程。0060 参阅图4，多功能数据采集卡2 逻辑信号输出端DO15 通过单芯屏蔽线连接继电器5 控制角，多功能数据采集卡2 的DGND( 数字地) 端通过单芯导线连接继电器5 的输入端GND。加载到被测汽车按键开关上的电压输入到继电器5 信号输入端，继电器5 的信号输出端Out1 通过单芯屏蔽线连接到多功能数据采集卡2 模拟信号输入端AI1，Out2 通过单芯屏蔽线连接到放大器16 的端口SI+，放大器16 的端口SO+ 通过单芯屏蔽线连接到多功能数据采集卡2 模拟信号输入端AI 2，放大器16 的VCC 和GND 端由双芯屏蔽线连接到24V 的2号直流稳压电源17 的VCC 和GND 端，模拟信号线、直流稳压电源线、继电器感性驱动线分开布线。0061 本发明中的继电器5 通过多功能数据采集卡2 接收工业控制计算机1 的控制信号，完成开关导通前( 大电压) 到开关导通后( 小电压) 的切换，并将导通前后的信号通过多功能数据采集卡2 输出到工业控制计算机1 上，特别说明的是，由于多功能数据采集卡2对几毫伏的电压不能进行A/D 转换，所以导通后的小电压需要放大处理，在显示到工业控制计算机1 之前通过软件程序缩小相应的倍数，然后将数据显示到工业控制计算机1 上。0062 参阅图5，压力传感器7 的输出线为1m 长五芯屏蔽线，红线为信号+、白线为信号-、绿线为激励+、黑线为激励-、蓝线为屏蔽，压力传感器7 信号+、信号- 的输出线和抑制信号干扰及滤波电路8 的输入端信号+、输入端信号- 相连，抑制信号干扰及滤波电路8的输出端口信号+、压力传感器7 的输出端口激励+、压力传感器(7) 的输出端口激励- 与压力传感器(7) 的输出端口屏蔽依次和毫伏变送器9 相对应的输入端口信号+、激励+、激励- 与屏蔽连接，毫伏变送器9 信号- 端口接地，毫伏变送器9 的输出端V0 与多功能数据采集卡2 的模拟信号输入端AI 0 通过单芯屏蔽线相连，毫伏变送器9 的端口GND 与端口屏蔽接1 号直流稳压电源6 的端口GND。本测试系统采用单端接地，减少地线造成的地环路。0063 本发明中压力传感器7 输入的压力信号通过抑制共模干扰、滤波、放大后，经多功能数据采集卡2，输出到工业控制计算机1 上，工业控制计算机1 对收到的压力信号进行数据处理并显示图像。0064 实施例中所采用的元器件：0065 1. 工业控制计算机1 采用研华生产的型号为IPC-610L 的工业控制计算机，具有前置电源及HDD 状态指示灯，抗冲击、震荡，工作温度为0-60。0066 本发明所采用的工业控制计算机1 内装有测试软件，测试软件由开关压力及导通电压曲线显示模块、数据记录模块、测试参数设置模块、按键速度选择模块、开关机械性能改变部分的峰值和谷值显示模块、汽车按键开关合格判定模块、三坐标导轨机构位置调整模块、按键电机复位模块、数据及图像保存模块、数据及图像调用模块与测试报告打印模块组成，这些模块可以通过测试软件中的人机界面调用。0067 2. 多功能数据采集卡2 选用中泰研创的型号为8361AN 的采集卡，该采集卡的参数为：多通道循环采集频率100KHZ，模拟量输入电压范围0-10V，输入精度12 位，有8K 的缓冲区，工作温度0-50，湿度20-80 RH。0068 3. 四个步进电机驱动器均选用海顿生产的型号为DCM4010 的步进电机驱动器，它们具有短路，过压，欠压，过热等完善的保护功能以及具有多种细分的优点，通过拨码开关来设定驱动器的细分数，具有1，2，4，8，16，32，64，7 档微步细分，驱动电流为0.15 安-1.06安，驱动电流的大小由拨码开关控制，供电电压40VDC，工作温度-20-50，湿度15-85RH、不结露。0069 4.1 号步进电机4 选用海顿生产的系列型号为28000 的直线步进电机，可提供最大值为25 磅(11.5 千克) 的推力，步长从0.003175mm 到0.0508mm 可供选择，额定电流为0.42 安，步距角1.8，步距精度5，最大升温75，2 号步进电机11、3 号步进电机13、4号步进电机15 均选用海顿生产的系列型号为35000 的直线步进电机，可提供最大值为50磅(23 千克) 的推力，步长从0.003048mm 到0.048768mm 可供选择，额定电流为0.57 安，步距角1.8，步距精度5，最大升温75。0070 5. 继电器5 选用三友生产的型号为SRD-S-112D 的5 脚继电器，Out1 输出端常闭，Out2 输出端常开，该继电器输入电压3-32VDC，可靠关断电压小于0.8VDC，导通时间1ms，关断时间10ms，工作温度-35-+70。0071 6. 放大器16 采用中泰研创的型号为AM-T-V100/U5 的放大模块，输入电压范围0-100mV，输出电压范围0-5V，具有输入、输出、电源三方隔离，放大器16 中有放大电路及滤波电路，供电电压24VDC，工作温度为0-50，相对湿度0-90 RH。0072 7. 压力传感器7 为定做的S 型压力传感器，根据试验台传感器支架的形状定做长、宽与高为：165.5mm、85.5mm 与20.5mm 的传感器，该传感器承受压力均匀，输出对称性好。由于该发明完全模拟人手操作，通常人手对开关最大作用力为10N，实验要求对开关施加力上限要比实际人手操作大3 5 倍，因此该传感器的量程选作0 10kg。为了保证测试数据准确性，要选择输入精度高，重复性能好，温度漂移小的传感器，此传感器综合精度0.05FS，灵敏度10.1mV/V，非线性0.05 FS，滞后性0.05 FS，重复性0.05 FS，零点温度系数0.05 FS/10，输出温度系数0.05 FS/10，工作温度范围-20-+65。0073 8. 参阅图6，抑制信号干扰及滤波电路8 是由共模抑制电路及滤波电路组成；该电路的所有电阻、电容、型号为741 的芯片、型号为3288RT 的芯片都布置在面包板上，所用器件通过焊锡固定在面包板上，通过普通导线连接。型号为741 的芯片与型号为3288RT 的芯片由2 号直流稳压电源17 供电。其中，共模抑制电路的优势在于：能够有效的抑制测试信号中共模干扰部分，提高测试信号的准确性，当被测信号微弱时，信号中的被测信号小于共模干扰信号，经过放大后，被测信号有可能淹没共模干扰信号中，导致数据误差，共模抑制电路采用差动输入方式，通过共模电压并联负反馈，能够快速衰减信号中的共模成分，共模抑制比可达到115dB ；由于被测信号为低频信号，滤波电路采用阻容滤波技术，通过2 阶有源滤波器，可以有效的滤除高频干扰以及防止振荡；0074 9. 毫伏变送器9 选用中航电测仪器股份公司生产的型号为FD-3 的毫伏变送器，其内置精密放大电路，可将压力传感器的输入信号(mV) 转换成0-5V 的通用模拟信号，毫伏变送器9 精度优于0.1 FS，可接入传感器的灵敏度1mV/V-3mV/V，工作温度-20-+85，长期稳定性小于0.2 FS/ 年。0075 10.1 号直流稳压电源6 采用斯姆德生产的型号为SKD6010D 的可调直流稳压电源，输出电压调整到40VDC ；2 号直流稳压电源17