专利名称：汽车传感器检测设备及利用其检测传感器性能的方法
技术领域：
本发明涉及汽车传感器检测领域，尤其涉及一种对汽车曲轴位置传感器、防抱死刹车系统(ABS:Anti-l0Ck Braking System)传感器、凸轮轴位置传感器、及车速传感器性能进行综合检测的设备及方法。
背景技术：
随着我国汽车工业的发展，汽车传感器的应用越来越广泛，其中曲轴位置传感器、 凸轮轴位置传感器、车速传感器及ABS传感器是汽车发动机控制系统、汽车安全系统中非常关键的传感器之一，它决定着发动机的工作状态与性能、汽车制动安全性。曲轴位置传感器又称为发动机转速与曲轴转角传感器，其用于采集曲轴转动角度和发动机转速信号，并输入电子控制单元(ECU)，以便确定点火时刻和喷油时刻。凸轮轴位置传感器又称为气缸识别传感器，其用于采集配气凸轮轴的位置信号，并输入ECU，以便ECU识别气缸压缩上止点， 从而进行顺序喷油控制、点火时刻控制和爆燃控制。此外，凸轮轴位置信号还用于发动机起动时识别出第一次点火时刻。车速传感器用于检测电控汽车的车速，ECU用这个输入信号来控制发动机怠速，自动变速器的变扭器锁止，自动变速器换档及发动机冷却风扇的开闭和巡航定速等其它功能。ABS传感器是应用在机动车的ABS，ABS传感器通过与随车轮同步转动的齿圈作用，输出一组准正弦交流电信号，其频率和振幅与轮速有关，该输出信号传往 ABS电子控制单元，以实现对轮速的实时监控，防止车轮锁死，使汽车在制动状态下仍能转向，保证汽车的制动方向稳定性，防止产生侧滑和跑偏。目前，汽车传感器技术主要被欧美、日本等国掌握并对我国进行技术封锁。虽然国内近几年来得到了很大的发展，但受产品设计技术与检测技术的影响，国产传感器还处于低端水平，还有待于进一步的完善与发展。就传感器检测来讲，国内这几种传感器的检测还停留在比较初级的水平，其主要采用示波器与简单的测试工装来进行产品检测，这存在着不能对产品的输出性能进行全面系统的检测、部分性能无法检测的弊端，不仅检测不方便、 效率低，同时检测结果受操作者主观因素影响大、产品可控性差，产品稳定性与可靠性得不到保证。

发明内容
本发明的一目的在于，提供一种汽车传感器检测设备，其可以对曲轴位置传感器、 ABS传感器、凸轮轴位置传感器、及车速传感器的性能进行综合自动检测，具有全面检测传感器性能的功能；本发明的另一目的在于，提供一种利用汽车传感器检测设备检测传感器性能的方法，能够全面自动检测传感器性能，不仅精度高、稳定性好、效率高、易操作，且不受操作者的主观影响。为实现上述目的，本发明提供一种汽车传感器检测设备，包括工作台板，其还包括安装于工作台板上的数路传动系统、工件装夹机构、检测气隙调节与检测机构、信号系统、设于工作台板内的控制系统、数据采集系统、及信号分析系统；所述信号系统内包括有信号轮、及传感器电源，数据采集系统内包括有采集卡、及电流传感器；控制系统用于对测试过程进行动作控制，测试时，待测传感器通过工件装夹机构安装于工作台板上，传感器电源为该待测传感器供电，该待测传感器为曲轴位置传感器、ABS传感器、凸轮轴位置传感器、 或车速传感器；通过检测气隙调节与检测机构检测及调整待测传感器与信号轮之间的安装距离，传动系统带动信号轮转动的同时，待测传感器产生信号输出，采集卡采集该信号输出和电流传感器的信号，并将其传送至信号分析系统进行分析。其中，所述数路传动系统内包括有轴承座、传动轴、电机、及安装于轴承座与电机之间的联轴器，所述信号轮安装于传动轴上，该信号轮通过一信号轮快速拆装机构与传动轴相拆装。本发明所述的工件装夹机构包括有传感器安装座、设于传感器安装座上的可更换工件装夹工装、及压紧气缸。所述检测气隙调节与检测机构内包括有气隙检测传感器、及用以调节信号轮与待测传感器距离的千分尺，该气隙检测传感器为一距离检测激光器。本发明的控制系统为一 PLC控制系统或单片机控制系统，该PLC控制系统或单片机控制系统分别与传动系统、检测气隙调节与检测机构、及信号分析系统电性联系。本发明还包括一传感器信号连接接口，该传感器信号连接接口一侧与待测传感器电性连接，另一侧分别与传感器电源、及数据采集系统电性连接。本发明中，所述信号分析系统内包括有上位机，该上位机内存储有用于分析曲轴位置传感器、ABS传感器、凸轮轴位置传感器、及车速传感器输出信号特征的相应算法。进一步的，本发明还提供一种利用汽车传感器检测设备检测传感器性能的方法， 其包括如下步骤将待测传感器通过工件装夹机构安装于汽车传感器检测设备上，启动测试，该待测传感器为曲轴位置传感器、ABS传感器、凸轮轴位置传感器、或车速传感器；选择当前测试的待测传感器类型，设置参数，开始对该待测传感器进行测试；控制系统对电机的转速进行控制，待电机转速稳定后，信号分析系统读取采集卡的信号；信号分析系统对信号进行数据处理，并自动保存测试结果；判断是否继续进行测试，若是，则进行下一轮测试；若否，则退出系统。其中，所述设置参数的步骤包括判断是否修改参数，若否，则直接开始对该待测传感器进行测试；若是，则进行参数修改、删除、及保存操作，然后开始对该待测传感器进行测试；在参数修改操作中，根据不同的传感器类型，设置测试判定条件，当选择保存后，下一次打开程序，在不改变传感器类型选择的条件下，以后测试均为同样的判定条件。本发明中，所述信号分析系统读取采集卡的信号步骤中，读取的采集卡信号包括当前待测传感器的电流信号和输出电压信号，信号分析系统对该输出电压信号进行数据处理，该数据处理包括相位判断、峰-峰值、高电平、低电平、上升时间、下降时间、导通电角度、信号对称度、及曲线显示。本发明的汽车传感器检测设备及利用其检测传感器性能的方法，其可以对曲轴位置传感器、ABS传感器、凸轮轴位置传感器、及车速传感器的性能进行综合自动检测，实现高精度、高稳定性的对传感器的全面性能进行自动检测和数据存储，满足传感器开发与制造中对传感器性能的最佳控制，不仅精度高、稳定性好、效率高、易操作，且不受操作者的主观影响，产品可控性高，能够有效保证产品稳定性与可靠性。


图1为本发明的汽车传感器检测设备一具体实施例的外部结构示意图；图2为发明的汽车传感器检测设备一具体实施例的内部模块示意图；图3为本发明一种具体实施例在应用中与待测传感器的安装结构示意图；图4为图3中工件装夹机构的侧面结构示意图；图5为本发明中工件装夹机构另一具体实施例与待测传感器的安装结构示意图；图6为图5的左侧示意图；图7为本发明利用汽车传感器检测设备检测传感器性能的方法流程图；图8为本发明利用汽车传感器检测设备检测传感器性能的方法一种具体实施例的流程示意图。
具体实施例方式如图1-4所示，本发明提供一种汽车传感器检测设备，其包括工作台板10，还包括安装于工作台板10上的数路传动系统11、工件装夹机构12、检测气隙调节与检测机构、 信号系统、设于工作台板10内的控制系统30、数据采集系统、及信号分析系统。其中，所述信号系统内包括有信号轮13、及传感器电源14，所述数据采集系统内包括有采集卡32、及电流传感器；34。本发明中，所述数路传动系统11内包括有轴承座112、传动轴114、电机116、及安装于轴承座112与电机116之间的联轴器118。其中，电机116可以采用伺服电机或其它电机均可。作为本发明的一种选择性实施例，可以设置一路传动系统11 ；作为本发明的一种优选实施例，还可以设置两路传动系统11，这样可以实现同时对两个传感器的测试，极大的提高测试效率。在本发明具体实施例中，工件装夹机构12包括有传感器安装座122、设于传感器安装座122上的可更换工件装夹工装124、及压紧气缸126。不同类型的待测传感器20通过该可更换工件装夹工装1 及压紧气缸126固定安装于传感器安装座122上，从而安装于本发明的汽车传感器检测设备上。本发明的汽车传感器检测设备可以适用于曲轴位置传感器、ABS传感器、凸轮轴位置传感器、及车速传感器的检测，不同类型的待测传感器20只需要更换对应的可更换工件装夹工装124即可与传感器安装座122相安装。作为本发明的一种具体实施例，所述曲轴位置传感器及凸轮轴位置传感器可以共用同一工件装夹机构12 进行夹装。作为本发明的另一种具体实施例，如图5、6所示，所述待测传感器20’通过压紧气缸126’与传感器安装座122’固定安装，该待测传感器20’为车速传感器。特别的，本发明还设有用于检测待测传感器20与信号轮13之间间隙的检测气隙调节与检测机构。作为本发明的一种具体实施例，所述检测气隙调节与检测机构内包括有气隙检测传感器132、及用以调节信号轮13与待测传感器20距离的千分尺134。该气隙检测传感器132可以为一距离检测激光器，其可以准确的检测待测传感器20与信号轮13之间的气隙，从而通过千分尺134初调待测传感器20与信号轮13之间的距离。该检测气隙调节与检测机构的设置，可以保证方便、准确的进行测试间隙的设置，能够很好的控制检测质量。本发明的信号轮13安装于传动轴114上，可通过检测气隙调节与检测机构进行信号轮13的联接并实现高同心精度。该信号轮13通过传动系统11的带动进行转动，传感器电源14对待测传感器20进行供电，该待测传感器20在信号轮13的运动中会产生信号输出。作为本发明的一种优选实施例，该信号轮13可以通过一信号轮快速拆装机构136与传动轴114相拆装，通过该信号轮快速拆装机构136，可以方便的对信号轮13进行快速拆装， 提高检测效率。本发明的控制系统30可以为一 PLC控制系统，该PLC控制系统用于对测试过程进行动作控制。在本发明中，该PLC控制系统分别与传动系统、检测气隙调节与检测机构、及信号分析系统电性联系。作为本发明的另一种具体实施例，该该控制系统30还可以采用单片机控制系统，该单片机控制系统分别与传动系统、检测气隙调节与检测机构、及信号分析系统电性联系。作为本发明的一种具体实施例，所述信号分析系统内包括有上位机40，该上位机内存储有用于分析曲轴位置传感器、ABS传感器、凸轮轴位置传感器、及车速传感器输出信号特征的相应算法。控制系统30将采集的数据返回给上位机40，上位机40可通过控制系统30设置电机116的转速。另外，该上位机40还可以读取采集卡32的信号并对采集卡 32的参数进行设置。作为本发明的一种优选实施例，该汽车传感器检测设备可以采用人机界面，该人机界面由操作按钮、指示灯、数显表、及显示器(未图示)组成。本发明的结构设计完全从人机工程出发，具有良好的操作性，能够最大限度的减少操作者的工作疲劳度，提高生产效率并保证生产质量。同时，其友好的人机界面，可以根据不同类型的待测传感器简洁、准确设置测试参数，并将测试数据实时准确的返给操作人员，使得整个测试过程更加直观准确。此外，在该汽车传感器检测设备内还设有传感器信号连接接口(未图示)，该传感器信号连接接口一侧与待测传感器20电性连接，另一侧分别与传感器电源14、及数据采集系统电性连接。作为发明的一种选择性实施例，还可以在该汽车传感器检测设备内设置存储器及微型打印机(未图示)，使得本发明的汽车传感器检测设备具有数据存储功能及检测结果打印功能。本发明的汽车传感器检测设备，其可以检测和自动判断曲轴位置传感器、ABS传感器、凸轮轴位置传感器、及车速传感器的电压输出值和工作电流是否满足产品的技术指标； 其还可以检测和自动判断曲轴位置传感器及车速传感器内部元件的安装是否正确，并对曲轴位置传感器的相位进行检测和自动判断，可以检测和自动判断ABS传感器的频率是否符合产品的技术指标，还可以检测和自动判断凸轮轴位置传感器及车速传感器的响应时间是否符合产品的技术指标。在本发明中，电流是每个待测传感器必须检测的项目，其是通过在测试回路中串联一个电流传感器34，然后通过采集卡32采集电流传感器34的信号得到的。 电压输出、响应时间、相位、及频率等这些技术指标都是采集卡32采集待测传感器20的信号并通过相应的算法得出的，对信号的处理均可以根据客户的具体需求进行定制，客户想要了解信号的哪些特征，信号分析系统给出这些信号特征相应的算法就可以了。
本发明的汽车传感器检测设备使用时，待测传感器20通过工件装夹机构12安装于工作台板10的测试位上，传感器电源14为该待测传感器20供电，该待测传感器20可以为曲轴位置传感器、ABS传感器、凸轮轴位置传感器、或车速传感器。通过检测气隙调节与检测机构检测及调整待测传感器20与信号轮13之间的安装距离，传动系统11带动信号轮 13转动的同时，待测传感器20产生信号输出，采集卡32采集该信号输出和电流传感器14 的信号，并将其传送至信号分析系统进行分析，从而对待测传感器20的全部性能进行精确的测试，并对测试数据进行保存，根据测试结果自动判断传感器的性能是否合格。进一步的，如图7所示，本发明还提供一种利用汽车传感器检测设备检测传感器性能的方法，其包括如下步骤步骤1、将待测传感器通过工件装夹机构安装于汽车传感器检测设备上，启动测试，该待测传感器为曲轴位置传感器、ABS传感器、凸轮轴位置传感器、或车速传感器。步骤2、选择当前测试的待测传感器类型，设置参数，开始对该待测传感器进行测试。设置参数是设置检测的条件，作为本发明的一种具体实施例，如图8所示，该设置参数的步骤还包括判断是否修改参数，若否，则直接开始对该待测传感器进行测试；若是，则进行参数修改、删除、及保存操作，然后开始对该待测传感器进行测试。在参数修改操作中， 根据不同的传感器类型，设置测试判定条件，当选择保存后，下一次打开程序，在不改变传感器类型选择的条件下，以后测试均为同样的判定条件。因为本发明的汽车传感器检测设备可以同时设置多次相同和不同转速及其对应的测试条件，保存后，在不改变修改的情况下默认每次测试均按当前的参数进行，当只需要一个转速进行一次测试时，则需要在参数设置下删除不需要的转速。步骤3、控制系统对电机的转速进行控制，待电机转速稳定后，信号分析系统读取采集卡的信号。其中，电机可以采用伺服电机或其它电机均可，所述控制系统可以为PLC控制系统或单片机控制系统。在本发明中，所述信号分析系统读取采集卡的信号步骤中，读取的采集卡信号包括当前待测传感器的电流信号和输出电压信号。电流信号只需要进行显示，信号分析系统对该输出电压信号进行数据处理，该数据处理包括相位判断、峰-峰值、 高电平、低电平、上升时间、下降时间、导通电角度、信号对称度、及曲线显示。步骤4、信号分析系统对信号进行数据处理，并自动保存测试结果。作为本发明的一种选择性实施例，还可以对该测试结果进行打印以方便纸件查阅。步骤5、判断是否继续进行测试，若是，则进行下一轮测试；若否，则退出系统。作为本发明的一种具体实施例，在判断是否继续进行测试之前，还包括是否保存曲线数据的判断，若是，则将曲线数据保存后再判断是否继续进行测试；若否，则直接判断是否开始下一轮测试。进一步的，当继续进行下一轮测试时，首先需要选择测试与上一次的条件是否一致，若一致，则直接进入开始对该待测传感器进行测试的步骤；若不一致，则进入选择当前测试的待测传感器类型的步骤。综上所述，本发明的汽车传感器检测设备及利用其检测传感器性能的方法，其可以对曲轴位置传感器、ABS传感器、凸轮轴位置传感器、及车速传感器的性能进行综合自动检测，实现高精度、高稳定性的对传感器的全面性能进行自动检测和数据存储，满足传感器开发与制造中对传感器性能的最佳控制，不仅精度高、稳定性好、效率高、易操作，且不受操作者的主观影响，产品可控性高，能够有效保证产品稳定性与可靠性。
以上所述，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案和技术构思作出其他各种相应的改变和变形，而所有这些改变和变形都应属于本发明后附的权利要求的保护范围。
权利要求
1.一种汽车传感器检测设备，包括工作台板，其特征在于，还包括安装于工作台板上的数路传动系统、工件装夹机构、检测气隙调节与检测机构、信号系统、设于工作台板内的控制系统、数据采集系统、及信号分析系统；所述信号系统内包括有信号轮、及传感器电源，数据采集系统内包括有采集卡、及电流传感器；控制系统用于对测试过程进行动作控制，测试时，待测传感器通过工件装夹机构安装于工作台板上，传感器电源为该待测传感器供电，该待测传感器为曲轴位置传感器、ABS传感器、凸轮轴位置传感器、或车速传感器；通过检测气隙调节与检测机构检测及调整待测传感器与信号轮之间的安装距离，传动系统带动信号轮转动的同时，待测传感器产生信号输出，采集卡采集该信号输出和电流传感器的信号，并将其传送至信号分析系统进行分析。
2.如权利要求1所述的汽车传感器检测设备，其特征在于，所述数路传动系统内包括有轴承座、传动轴、电机、及安装于轴承座与电机之间的联轴器，所述信号轮安装于传动轴上，该信号轮通过一信号轮快速拆装机构与传动轴相拆装。
3.如权利要求1所述的汽车传感器检测设备，其特征在于，所述工件装夹机构包括有传感器安装座、设于传感器安装座上的可更换工件装夹工装、及压紧气缸。
4.如权利要求1所述的汽车传感器检测设备，其特征在于，所述检测气隙调节与检测机构内包括有气隙检测传感器、及用以调节信号轮与待测传感器距离的千分尺，该气隙检测传感器为一距离检测激光器。
5.如权利要求1所述的汽车传感器检测设备，其特征在于，所述控制系统为一PLC控制系统或单片机控制系统，该PLC控制系统或单片机控制系统分别与传动系统、检测气隙调节与检测机构、及信号分析系统电性联系。
6.如权利要求1所述的汽车传感器检测设备，其特征在于，还包括一传感器信号连接接口，该传感器信号连接接口一侧与待测传感器电性连接，另一侧分别与传感器电源、及数据采集系统电性连接。
7.如权利要求1所述的汽车传感器检测设备，其特征在于，所述信号分析系统内包括有上位机，该上位机内存储有用于分析曲轴位置传感器、ABS传感器、凸轮轴位置传感器、及车速传感器输出信号特征的相应算法。
8.一种利用权利要求1中汽车传感器检测设备检测传感器性能的方法，其特征在于， 包括如下步骤将待测传感器通过工件装夹机构安装于汽车传感器检测设备上，启动测试，该待测传感器为曲轴位置传感器、ABS传感器、凸轮轴位置传感器、或车速传感器；选择当前测试的待测传感器类型，设置参数，开始对该待测传感器进行测试；控制系统对电机的转速进行控制，待电机转速稳定后，信号分析系统读取采集卡的信号；信号分析系统对信号进行数据处理，并自动保存测试结果；判断是否继续进行测试，若是，则进行下一轮测试；若否，则退出系统。
9.如权利要求8所述的利用汽车传感器检测设备检测传感器性能的方法，其特征在于，所述设置参数的步骤包括判断是否修改参数，若否，则直接开始对该待测传感器进行测试；若是，则进行参数修改、删除、及保存操作，然后开始对该待测传感器进行测试；在参数修改操作中，根据不同的传感器类型，设置测试判定条件，当选择保存后，下一次打开程序，在不改变传感器类型选择的条件下，以后测试均为同样的判定条件。
10.如权利要求8所述的利用汽车传感器检测设备检测传感器性能的方法，其特征在于，所述信号分析系统读取采集卡的信号步骤中，读取的采集卡信号包括当前待测传感器的电流信号和输出电压信号，信号分析系统对该输出电压信号进行数据处理，该数据处理包括相位判断、峰-峰值、高电平、低电平、上升时间、下降时间、导通电角度、信号对称度、 及曲线显示。
全文摘要
本发明公开了一种汽车传感器检测设备及利用其检测传感器性能的方法，该汽车传感器检测设备包括工作台板，其还包括安装于工作台板上的数路传动系统、工件装夹机构、检测气隙调节与检测机构、信号系统、设于工作台板内的控制系统、数据采集系统、及信号分析系统；所述信号系统内包括有信号轮、及传感器电源，数据采集系统内包括有采集卡、及电流传感器。本发明可以对曲轴位置传感器、ABS传感器、凸轮轴位置传感器、及车速传感器等的性能进行综合自动检测，能够全面自动检测传感器性能，不仅精度高、稳定性好、效率高、易操作，且不受操作者的主观影响，满足传感器开发与制造中对传感器性能的最佳控制。
文档编号G01D18/00GK102564487SQ201210022500
公开日2012年7月11日 申请日期2012年2月1日 优先权日2012年2月1日
发明者周坤 申请人:重庆坤恩机电技术有限公司