一种汽车压力传感器寿命测试装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种汽车压力传感器寿命测试装置，涉及传感器性能检测装置领域。所述装置包括空压机、气管、进气阀、待测压力传感器、标准压力变送器、排气阀、控制单元、数据采集单元、隔离转换单元以及数字信号处理单元；所述气管与所述空压机的输出端连接，所述进气阀、所述待测压力传感器、所述标准压力变送器及所述排气阀从所述空压机一侧起依次设置在所述气管上；所述隔离转换单元与所述待测压力传感器及所述标准压力变送器电连接；所述数据采集单元与所述隔离转换单元电连接；所述控制单元与所述数据采集单元电连接；所述数字信号处理单元与所述数据采集单元电连接；所述进气阀和所述排气阀分别与所述数字信号处理单元电连接。
【专利说明】
一种汽车压力传感器寿命测试装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及传感器性能检测装置【技术领域】，特别涉及一种汽车压力传感器寿命测试装置。
【背景技术】
[0002]在汽车性能检测过程中，多个性能参数都会用到压力进行衡量，而压力通常采用压力传感器进行测量。压力传感器的敏感元件一般为应变片式，长期使用过程中，压力传感器的应变片会发生相应的变化，最终导致出现测量不准确现象的出现。
[0003]现有技术中，为了防止出现因为应变片的变化导致压力传感器测量不准确的现象，在压力传感器使用一定时间后，通常将压力传感器放在压力传感器标定系统上进行标定，从而确定该压力传感器的工作状态是否正常。
[0004]在实现本实用新型的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题:
[0005]现有技术中是根据业内经验大致判断压力传感器可能出现故障的使用时间，然后使用标定系统来判断压力传感器的精度，对压力传感器的使用寿命不能很好的把握。
实用新型内容
[0006]为了解决现有技术的问题，本实用新型实施例提供了一种汽车压力传感器寿命测试装置。技术方案如下:
[0007]本实用新型实施例提供了一种汽车压力传感器寿命测试装置，所述装置包括:空压机、气管、进气阀、待测压力传感器、标准压力变送器、排气阀、控制单元、数据采集单元、隔离转换单元以及数字信号处理单元；
[0008]所述气管与所述空压机的输出端连接，所述进气阀、所述待测压力传感器、所述标准压力变送器及所述排气阀从所述空压机一侧起依次设置在所述气管上；
[0009]所述隔离转换单元与所述待测压力传感器及所述标准压力变送器电连接，将所述待测压力传感器及所述标准压力变送器输出的电信号隔离转换成所述数据采集单元能够处理的信号制式；所述数据采集单元与所述隔离转换单元电连接，采集所述隔离转换单元输出的电信号；所述控制单元与所述数据采集单元电连接，接收所述数据采集单元输出的数值信号且将其转换为压力值信号并分析所述待测压力传感器的寿命；所述数字信号处理单元与所述数据采集单元电连接，接收并转换经由所述数据采集单元传输的所述控制单元输出的控制信号；所述进气阀和所述排气阀分别与所述数字信号处理单元电连接，接收并执行所述数字信号处理单元输出的控制信号。
[0010]进一步地，所述装置还设置有备用进气阀及备用排气阀，所述备用进气阀设于所述空压机及所述待测压力传感器之间并与所述进气阀并联，所述备用排气阀与所述标准压力变送器经由所述气管连接并与所述排气阀并联。
[0011]进一步地，所述进气阀、排气阀、备用进气阀以及备用排气阀均是电磁阀。
[0012]进一步地，所述隔离转换单元包括电流/电压隔离转换单元及多路隔离转换单元，所述电流/电压隔离转换单元分别与所述标准压力变送器及所述数据采集单元电连接，所述多路隔离转换单元分别与所述待测压力传感器及所述数据采集单元电连接。
[0013]进一步地，所述多路隔离转换单元设置有多个接口，所述待测压力传感器设置有多个，每个所述待测压力传感器匹配连接一个所述接口。
[0014]进一步地，所述装置设置有声光报警单元，所述声光报警单元与所述数字信号处理单元连接，接收所述控制单元输出的报警指令并进行报警。
[0015]进一步地，所述空压机与所述进气阀之间使用气管连接有减压阀。
[0016]优选地，所述控制单元为个人计算机。
[0017]优选地，所述数据采集单元为外设部件互联标准型数据采集卡。
[0018]优选地，所述气管为直径小于4mm的紫铜气管。
[0019]本实用新型实施例提供的技术方案的有益效果是:
[0020]通过控制进气阀、排气阀对待测压力传感器进行周期性的持续冲击试验，在冲击试验的同时采集处于同一压力环境下的待测压力传感器及标准压力变送器的测量数据，可以准确判断待测压力传感器的测量精度，有效检测待测压力传感器的工作寿命。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]图1是本实用新型实施例提供的一种汽车压力传感器寿命测试装置的装置结构示意图；
[0022]图2是本实用新型实施例提供的一种汽车压力传感器寿命测试装置信号传输走向示意图。
【具体实施方式】
[0023]为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。
[0024]实施例
[0025]参见图1，本实用新型实施例提供了一种汽车压力传感器寿命测试装置，该装置包括:空压机100、气管200、进气阀301、待测压力传感器401、标准压力变送器402、排气阀302、控制单元500、数据采集单元600、隔离转换单元700以及数字信号处理单元800。
[0026]其中，气管200与空压机100的输出端连接，进气阀301、待测压力传感器401、标准压力变送器402及排气阀302从空压机100 —侧起依次设置在气管200上。
[0027]隔离转换单元700与待测压力传感器401及标准压力变送器402电连接，将待测压力传感器401及标准压力变送器402输出的电信号隔离转换成数据采集单元600能够处理的信号制式；数据采集单元600与隔离转换单元700电连接，采集隔离转换单元700输出的电信号；控制单元500与数据采集单元600电连接，接收数据采集单元600输出的数值信号且将其转换为压力值信号并分析待测压力传感器401的寿命；数字信号处理单元800与数据采集单元600电连接，接收并转换经由数据采集单元600传输的控制单元500输出的控制信号；进气阀301和排气阀302分别与数字信号处理单元800电连接，接收并执行数字信号处理单元800输出的控制信号。需要说明的是，在本实施例中，信号制式即信号标准，是指仪器采用的传输信号的类型和数值。
[0028]进一步地，本实施例提供的测试装置还设置有备用进气阀303及备用排气阀304，备用进气阀303设于空压机100及待测压力传感器401之间并与进气阀301并联，备用排气阀303与标准压力变送器402经由气管200连接并与排气阀302并联，备用进气阀303及备用排气阀304可与进气阀301及排气阀302交替使用。
[0029]进一步地，进气阀301、排气阀302、备用进气阀303以及备用排气阀304均是电磁阀。
[0030]具体地，使用电磁阀便于实现冲击试验的自动化控制，在冲击试验周期中，采用的是电磁阀得电方式来实现保压，常时间高负荷使用下会导致电磁阀发热，容易损坏电磁铁，如果仅设置一组进气阀301与排气阀302，持续工作一段时间后会影响本装置的测试精度及测试效率，因此采用一组备用进气阀303与备用排气阀304切换使用来保证持续的长时间的试验过程，提高这些电磁阀件的使用寿命。
[0031]进一步地，隔离转换单元700包括电流/电压隔离转换单元701及多路隔离转换单元702，电流/电压隔离转换单元701分别与标准压力变送器402及数据采集单元600电连接，多路隔离转换单元702分别与待测压力传感器401及数据采集单元600电连接。
[0032]具体地，电流/电压隔离转换单元701用于隔离转换标准压力变送器402输出的电信号，多路隔离转换单元702用于隔离转换待测压力传感器401输出的电信号，本实施例中标准压力变送器402输出标准4?20mA的电流信号，该信号经过电流/电压隔离转换模块处理后转换为1?5V的电压信号送到数据采集单元600，经过隔离转换后的信号才能被数据采集单元600所采集，同时可以实现信号隔离并防止外来电磁干扰。
[0033]进一步地，多路隔离转换单元702设置有多个接口，待测压力传感器401设置有多个，每个待测压力传感器401匹配连接一个接口。
[0034]进一步地，本实施例提供的测试装置设置有声光报警单元1001，声光报警单元1001与数字信号处理单元800连接，接收控制单元500输出的报警指令并进行报警。在控制单元500分析出存在不合格的待测压力传感器401时，由控制单元500输出报警指令控制声光报警单元1001进行报警。
[0035]进一步地，空压机100与进气阀301之间使用气管200连接有减压阀900，减压阀900通过调节，可以将空压机100处过来的压力减至需要的出口压力，让进气阀301与排气阀302之间形成稳定的压力环境以便于检测控制。
[0036]优选地，控制单元500为个人计算机(PC, Personal Computer),容易知道,此处并不限于PC,也可以是PLC (Programmable Logic Controller,可编程逻辑控制器)等。控制单元500用于接收数据采集单元600采集的待测压力传感器401及标准压力变送器402经隔离转换单元700处理后的输出值，同时对比分析待测压力传感器401及标准压力变送器402所测压力值的差值，当差值超过某一预设值时，判断该待测压力传感器401出现故障。在测试试验开始后，控制单元500可以记录试验时间及试验周期数，某一待测压力传感器401出现故障时经历的试验时间及试验周期，反映了该传感器的寿命。同时控制单元500也用于向进气阀301及排气阀302发送控制指令，实现周期性的自动控制。
[0037]优选地,数据采集单元600为外设部件互联标准(PCI, Peripheral ComponentInterconnect)型数据采集卡，容易知道，此处并不限于使用PCI数据采集卡，也可以是以太网数据采集卡等。本实施例中采用阿尔泰公司生产的PCI8602多通道数据采集卡，本卡是一种基于PCI总线的数据采集卡，可直接插在IBM-PC/AT或与之兼容的计算机内的任一PCI插槽中。PCI8602具有多达32路AD通道，本实施例中其中一路采集标准压力变送器402的输入信号作为标准源来计算待测压力传感器401的理论电压值，余下31路可用于同时采集多个压力传感器的实际输出信号。
[0038]优选地，气管200可以为直径小于4_的紫铜气管，装置的气动元件及相关管路需要能承受不小于5.0MPa气压的过载冲击。容易知道，上述气管的尺寸材质仅作为一种优选，可以使用其他满足承压需求的元件代替。
[0039]本实用新型实施例1提供的汽车压力传感器寿命测试装置中，进气阀301和排气阀302做为常用阀，控制待测压力传感器401的冲击试验周期；并联的备用进气阀303及备用排气阀304作用一组备用阀，两组电磁阀交替使用，交替周期可在控制单元500上设定；充气、保压、释放这三个过程所需的时间也可在控制单元500中设定。冲击试验开始前开启空压机100并调节减压阀900，获得适宜的出口压力后锁紧减压阀900。以常用阀组开启为例，冲击试验中信号传输走向如图2所示，冲击试验具体循环过程如下:
[0040]充气过程，进气阀301打开、排气阀302关闭，此时进气阀301与排气阀302间的气压强度持续升高，待测压力传感器401及标准压力变送器402将感应到的模拟信号传送给隔离转换单元700，进行隔离转换成PCI数据采集卡能接受的信号制式；然后数据采集单元600将转换后的各组信号传输到控制单元500进行分析对比。当控制单元500中预设定的充气时间到时，控制单元500发送保压指令给PCI数据采集卡，PCI数据采集卡将收到的信号经数字信号处理单元800处理后驱动相应电磁阀进行保压操作；
[0041]保压过程，进气阀301关闭、排气阀302关闭，此时进气阀301与排气阀302间的气压达到平衡稳定状态，待测压力传感器401及标准压力变送器402所测的压力值应处于基本不变状态。当控制单元500设定的保压时间到，控制单元500发送释放指令给PCI数据采集卡，PCI数据采集卡将收到的信号经数字信号处理单元800处理后驱动相应电磁阀进行释放操作；
[0042]释放过程，进气阀301关闭、排气阀302打开，此时进气阀301与排气阀302间的气压强度持续降低。当控制单元500设定的充气时间到后，本次冲击试验周期结束，如果待测压力传感器401所测压力值与标准压力变送器402比较未超出范围，则表示待测压力传感器401的工作状态正常。接下来控制单元500发送充气指令给PCI数据采集卡，进入下一个冲击试验周期。
[0043]本实用新型实施例提供的寿命测试装置通过控制进气阀、排气阀对待测压力传感器进行周期性的持续冲击试验，在冲击试验的同时采集处于同一压力环境下的待测压力传感器及标准压力变送器的测量数据，可以准确判断待测压力传感器的测量精度，有效检测待测压力传感器的工作寿命。
[0044]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种汽车压力传感器寿命测试装置，其特征在于，所述装置包括: 空压机、气管、进气阀、待测压力传感器、标准压力变送器、排气阀、控制单元、数据采集单元、隔离转换单元以及数字信号处理单元； 所述气管与所述空压机的输出端连接，所述进气阀、所述待测压力传感器、所述标准压力变送器及所述排气阀从所述空压机一侧起依次设置在所述气管上； 所述隔离转换单元与所述待测压力传感器及所述标准压力变送器电连接，将所述待测压力传感器及所述标准压力变送器输出的电信号隔离转换成所述数据采集单元能够处理的信号制式；所述数据采集单元与所述隔离转换单元电连接，采集所述隔离转换单元输出的电信号；所述控制单元与所述数据采集单元电连接，接收所述数据采集单元输出的数值信号且将其转换为压力值信号并分析所述待测压力传感器的寿命；所述数字信号处理单元与所述数据采集单元电连接，接收并转换经由所述数据采集单元传输的所述控制单元输出的控制信号；所述进气阀和所述排气阀分别与所述数字信号处理单元电连接，接收并执行所述数字信号处理单元输出的控制信号。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还设置有备用进气阀及备用排气阀，所述备用进气阀设于所述空压机及所述待测压力传感器之间并与所述进气阀并联，所述备用排气阀与所述标准压力变送器经由所述气管连接并与所述排气阀并联。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述进气阀、排气阀、备用进气阀以及备用排气阀均是电磁阀。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述隔离转换单元包括电流/电压隔离转换单元及多路隔离转换单元，所述电流/电压隔离转换单元分别与所述标准压力变送器及所述数据采集单元电连接，所述多路隔离转换单元分别与所述待测压力传感器及所述数据采集单元电连接。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述多路隔离转换单元设置有多个接口，所述待测压力传感器设置有多个，每个所述待测压力传感器匹配连接一个所述接口。
6.根据权利要求1-5任一项所述的装置，其特征在于，所述装置设置有声光报警单元，所述声光报警单元与所述数字信号处理单元连接，接收所述控制单元输出的报警指令并进行报警。
7.根据权利要求1-5任一项所述的装置，其特征在于，所述空压机与所述进气阀之间使用气管连接有减压阀。
8.根据权利要求1-5任一项所述的装置，其特征在于，所述控制单元为个人计算机。
9.根据权利要求1-5任一项所述的装置，其特征在于，所述数据采集单元为外设部件互联标准型数据采集卡。
10.根据权利要求1-5任一项所述的装置，其特征在于，所述气管为直径小于4mm的紫铜气管。
【文档编号】G01L27/00GK204142417SQ201420453470
【公开日】2015年2月4日 申请日期:2014年8月13日 优先权日:2014年8月13日
【发明者】谭翠兰, 何立言, 刘慧琳 申请人:江汉大学