车速传感器功能试验台

1、车速传感器功能试验台设 计 方 案上海聚浙信息科技有限公司 2007-06-241、 实验台技术要求 1.1设备总则1.1.1能够满足现有所有车速传感器性能测试。1.1.2能够同时测试最多三个产品。1.1.3三路测试信号互不干扰。1.1.4测量的性能参数包括：高电平、低电平、上升沿时间、下降沿时间、高电平时间、整个脉冲周期时间。1.1.5设备既有轮子可移动，又有可调节高度的固定支撑。1.1.6颜色为：1.2设备总体要求1.2.1运行环境输入电压：220V±10%，频率：50Hz±5%，相位：单相。环境温度箱外部分：温度+5+35，相对湿度：20%85%。环境温度箱内部分：温

2、度-45+185，相对湿度：20%95%。1.2.2动力部分转速（带反馈）：400r/min4500 r/min，精度：±3%； 转矩： 3 Nm 转轴中心高度（离地面）：1000mm1.2.3测试用电源及负载电源：9.0VDC27.0VDC，±0.1VDC负载共5档，无负载（1档）及有负载（4档），详细见负载表。负载表：序号适用产品负载（mA）电阻R（）电容（nF）备注1CS35-220680±1%25510±1%100120±1%2CS35B20680±1%10±1%3CS35C20680±1%4CS35C-2

3、20680±1%5CS35D20680±1%6CS35F20680±1%1.2.4测试仪器仪表精度电压：9.0VDC27.0VDC，±0.1VDC转速：400r/min4500 r/min，±1%。上升、下降沿时间：040s，分辨率±1s。时间：01000h，±1min。温度：-45+185，±1。1.2.5重复测试精度高电平、低电平：±1%；上升沿时间、下降沿时间：5%；高电平时间、整个脉冲周期时间：1%。1.2.6实验台设定/显示参数 可在要求的转速范围内，任意设定转速(可程序设定)，并反馈转速数。

4、可显示实际转速数。 根据不同需求，可在被测产品上，加入不同电压（需显示）及负载。 可以设定测试产品工作比的上下限。 可以设定测试产品脉冲数。 可以设定测试产品高低电平值。 运行时间设定、显示。1.2.7运行中异常报警、并停机且显示报警类型 设定电机转速和实际电机转速之差超过规定值。 实际值不在设定工作比上下限内。 设定脉冲数和实际脉冲数不符规定值。 实际的上升时间超过设定上升时间。 实际的下降时间超过设定下降时间。 实际的高电平低于设定高电平。 实际的低电平高于设定低电平。2、设计方案2.1测试原理测试原理图如下：波形测量PV负载电源被测产品3122.2系统及实现2.2.1温度控制系统精密恒温

5、恒湿箱PCRS485PC通过RS485接口与精密恒温恒湿箱相连，PC可以向控制器设定箱内的温度和湿度并读取箱内实际温度和湿度，精密恒温恒湿箱由箱内控制器自动控制并具有多种告警和保护功能。2.2.2动力部分PC伺服控制器伺服电机伺服反馈恒温恒湿箱RS485被测物传动轴 PC通过RS485和伺服控制器相联，可以通过伺服控制器控制伺服电机的转速，伺服反馈信号通过伺服控制器送PC作为实际转速。2.2.3数据采集传感器的典型波形如下： 典型波形 对上图波形，需测试的项目有：高电平、低电平、上升沿时间、下降沿时间、高电平时间、整个脉冲周期时间。设计数据采集处理系统如下：高速数字示波器系统精密恒温恒湿箱高速

6、数据接口PC被测物采用高速示波器数据采集系统，除了可以显示被测物的波形外，可以很方便将以上要求波形特征量采集下来，根据数据精度要求，按十进制，电压采用3Byte，精度可达0.1V,时间量为6个BYTE，单位为微秒，（400r/min，周期大概为166667微秒），以1个脉冲计，数据为（3+3+6+6+6+6）*4=180 Byte,以最大6000 r/min计，数据为180*100=18000 Byte/S，这完全是能够传送到PC进行处理的。在PC软件数据处理中，采用软件模板技术，对数据进行批处理，例如通过设定的波形数据形成一个合格波型的模板，采样的波形如果合格，选取一个波形（一般为前XX个合

7、格的平均值）做为典型波形并储存，后面合格波形只计数（存储数值），不再存储波形数据；如不合格，判明不合格类型，存作典型波型数据，后面不合格波形如属同类则只计数，不再存储波形数据。波形一直正常情况下，将后面的波形数据与合格典型波形数据进行比较，如超出重复测试精度要求，开始存储波形数据，并计数。所有不合格数据将告警，显示告警类别，发生时间，数量，并能显示特征波形及数据。并能根据要求自动停止测试工作。2.3重要系统及仪表整个设备需要包括如下：l 精密恒温恒湿箱l 转速传感器驱动和控制系统l 转速传感器电信号测试l 软件编写和数据分析系统2.3.1精密恒温恒湿箱提供精密的温度和湿度的控制，温度和湿度控制

8、精度在0.3%以内。 具体如下温控箱(不锈钢外壳)l 外部尺寸：1000L×600W×1500 mml 安装试件圆盘尺寸：800×800 mm(由用户确认)l 内部尺寸：约600W×800H×800L mml 并和驱动系统能够配合安装，保证驱动系统的结构强度和稳定性。l 触摸屏控制和驱动。具体技术指标：类别技术说明 箱体材料 外箱体不锈钢拉丝板 工作室SUS304不锈钢板隔热体玻璃纤维隔热棉控制器控制仪进口可编程人机界面仪表 仪表解析精度温度：0.01 湿度：0.1%R.H 通讯接口RS-485

9、接口 打印接口  附属功能温度上下限报警，缺水报警，漏电保护，欠压保护，缺相保护 系统配置加热器镍铬合金电加热器 加湿器不锈钢铠装加热蒸发加湿器 风机离心风机，轴流风机 制冷机欧、美原装制冷压缩机 制冷剂R502，R404A，R13 其他配置多层真空强化玻璃视窗，¢50mm测试孔，箱内照明。 技术参数温度范围：-45+185温度波动度：±0.5温度均匀度：±1湿度范围：30%98%R.H湿度误差：+2/-3%R.H  2.3.2转速传感器驱动系统转速控制范

10、围：400r/min4500 r/min。主体电机采用三菱驱动器和驱动电机连接，提供高精度的转速控制保证。转速精度控制在1%以内。   三菱通用AC伺服MR-E系列是在MR-J2S系列的基础上开发的，保持了高性能但是限定了功能的AC伺服系列。     MR-E系列从控制模式上又可分成MR-E-A（位置控制模式和速度控制模式），MR-E-AG（模拟量输入的速度控制模式和转矩控制模式）。    MR-E系列的配套伺服电机的最新编码器采用16384脉冲/转分辨率的增量位置编码器。提供高精度的速度控制。和转速传感

11、器的连接，采用保温和隔热处理，并用轴连接器进行连接。示意图：将车速传感器3个安放在温度箱中心固定的圆盘上（安装注意要与伺服电机轴平行，伺服电机与延伸轴要同心）圆盘中心开孔，有中心齿轮与伺服电机轴同心连接，三个传感器与中心齿轮咬合。2.3.3高精度的稳压电源9.0VDC27.0VDC（±.1VDC）三组电压输出，且均可以调节 ·可进行串、并联使用 ·1/2 2U超小体积 ·VFD显示 ·高分辨率和高精度以及高稳定性 ·限电压、过电流和过热保护 ·可利用旋钮对

12、电压和电流进行调节 ·可利用光标调节数字步进值 ·可定时输出时间（1999999秒） ·断电保持记忆功能 ·可选USB/GPIB/RS232通讯接口2.3.4精密负载（包括电阻和电容）·高可见度真空荧光VFD显示屏 ·高分辨率0.1mA/1mV ·可用于0500V操作 ·四种工作模式：定电压/定电流/定电阻/定功率 ·四种保护功能：过电压/过电流/过功率/过热 ·可并联使用，最大功率1200W/240A2.

13、3.5高速示波器及数据采集系统250 MS/s, 8位数字化仪·250 MS/s实时采样，5 GS/s随机隔行扫描采样·125 MHz带宽 ·输入范围：40 mV到40 V ·40 ps时间标识可进行边缘、视窗、滞环、视频(包括HDTV)和数字触发 ·每路通道具有8MB、64MB、或256Mb板载内存 ·可同步采样的双通道 三、软件部分 软件功能主要包括系统参数设置、自动测试（自动测试数据处理与显示）、历史计录、告警管理、安全管理等功能，具体以软件实现为准，现简述如下：3 1系统参数设置波形模板参数设置：根据测试要求，客户可以可以设定

14、测试产品工作比的上下限、测试产品脉冲数及测试产品高低电平值。软件据此自动生成波型模板用于数据的比较与处理。电机转速设定：设定伺服电机的转速。恒温恒湿箱：设定恒温恒湿箱的温度和湿度。设定运行时间：用户可以设定在前述条件下运行时间（转动次数）。用户可以自由设定连续测试步骤。例如，在r1转速下工作T1段时间，此时恒温恒湿箱的温度t1和湿度h1。波形模板为1号，然后可以设定在r2转速下的测试参数，依次类推，用户可以设定连续测试步骤。三个通道的测试参数独立设置，互不干扰。32自动测试（自动测试数据处理与显示）PC收到高速数字高示波器及数据采集系统等各个系统上报的数据后，将显示如下信息：电机转速、恒温恒湿

15、箱的温度和湿度、运行时间、波形参数（传感器脉冲数、上升沿时间、下降沿时间、高电平、低电平等）、负载电阻和输入电压（如果加负载和电压），并可显示典型波形。软件将对数据进行处理，处理的方法见2.2.3,处理中将按照1.2.7规定报警并停止测试。数据测试一致性超过规定将报警。根据不同型号，厂商的产品，以及试验结果进行管理和分类，典型和突发波形所有数据（包括发生时间，测试条件）都将自动保存，并可预设保存文件名。波形显示：纵坐标、横坐标为分别可选电压、转速、负载、工作上限、工作下限、时间，得出传感器不同性能参数之间的关系曲线图。每张特性曲线图同时显示多条曲线。33历史计录 用户可以查看过去测试记录，并能

16、再现典型波形。34告警管理 用户对告警可以进行管理，设置告警的类别、已及发生次数上限、是否停止测试等。35安全管理包括用户管理，安全权限管理，口令管理等。四、设备清单及报价4.1设备说明控制参数方案转速设置软件中设置,并实时显示实际转速温度设置软件中设置，由PID控制器调节负载设置可变负载箱,手动调节电压设置手动设置/软件控制测量参数上升沿时间下降沿时间电机转速运行时间温箱温度温箱湿度测试产品脉冲数负载阻值4.1.1控制参数电机转速0.3级 测量可以精确到0.1转。u 数据记录： 通过数据采集器采集到计算机电压设定0.1级u 电控直流稳压电源：0VDC30VDC/05Vu 数量： 3台u 控制

17、方式： PID或手动控制u 数据记录： 通过数据采集器采集到计算机负载箱0.1级 3台u 多功能可变负载箱u 控制： 手动u 数据记录： 通过数据采集器采集到计算机4.1.2测量参数被测传感器脉冲数:u 测量范围： u 数据记录： 通过数据采集器采集到计算机电机转速:u 转速范围： 400r 4500 rpmu 转速传感器： 1套，旋转编码器u 数据记录： 通过数据采集器采集到计算机温控箱温度u 测量范围： -45185u 测量精度： ±0.1u 输出信号： 485通信u 数据记录： 通过数据采集器采集到计算机温控箱湿度u 测量范围： 相对湿度 0100RH u 测量精度： 相对湿度

18、 ±3RH u 输出信号： 420mA u 数据记录： 通过数据采集器采集到计算机负载阻值:u 测量范围： u 数据记录： 通过数据采集器采集到计算机4.1.3设备可控温度试验箱:温控箱(不锈钢外壳)u 外部尺寸：1000L×800W×1500 mmu 安装试件圆盘尺寸：800×800 mm(由用户确认)u 内部尺寸：约700W×700H×700L mmu 电机旋转轴 尺寸：伺服电机:u 电机：400r/min4500r/min, ±1%（稳定控制精度在0.3）u 功率：1.2kW, 可变速u 变频器:控制柜:u 按钮开关、

19、指示灯、急停开关u 空气开关、接触器、继电器、工控机、高速数据采集卡、变频器、故障报警器数据处理系统:数据采集器： NI，高速采集卡，可以达到250M。控制软件： 窗口形式，中文显示,提供性能曲线拟合功能。 软件功能：· 测量项目：电机转速、传感器脉冲数、上升沿时间、下降沿时间、输出电压、高电平、低电平、负载电阻、工作比上限、工作比下限、事件输出警报；· 特性曲线图：纵坐标、横坐标为分别可选电压、转速、负载、工作上限、工作下限、时间，得出传感器不同性能参数之间的关系曲线图。每张特性曲线图同进可选多条曲线· 自动化报告管理功能根据不同型号，厂商的产品，以及试验结果进行管理和分类，并自动形成试验报告。4.2转速传感器试验台零部件清单序号名称型号、规格数量供应商单价（元）价格（元）一、电气零部件1工控