专利名称：汽车按键开关测试系统及测试方法
技术领域：
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：
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。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，也増加了企业用エ成本。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カ的大小，极易造成开关的损坏，影响产品质量。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I.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。2.新的试验要求能够显示开关的机械性能和电气性能，井能显示开关机械性能改变部分的峰值和谷值。3.新的试验要求能够自动判断汽车开关是否合格。4.新的试验要求能够对实验的图像、数据保存。5.新的试验要求能够打印实验报告。

发明内容
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，提供了ー种汽车按键开关测试系统，同时也提供了ー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。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的エ业控制计算机、型号为8361AN的多功能数据采集卡、型号为DCM4010的I号步进电机驱动器、型号为28000的I号步进电机、型号为SRD-S-112D的继电器、型号为SKD6010D的I号直流稳压电源、压カ传感器、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。所述的型号为IPC-610L的エ业控制计算机内安装有开关压カ及导通电压曲线显示模块、数据记录模块、测试參数设置模块、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。多功能数据采集卡插装到型号为IPC-610L的エ业控制计算机的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ロ D00、逻辑信号输出端ロ DOl与逻辑信号输出端ロ D02采用三芯屏蔽线依次连接型号为DCM4010的I号步进电机驱动器上的输入端ロ TOL、输入端ロ DIR与输入端ロ ENA，型号为DCM4010的I号步进电机驱动器上的端ロ 0A+、端ロ 0A-、端ロ OB+与端ロ OB-依次和型号为28000的I号步进电机上的端ロ A+、端ロA-、端ロ B+与端ロ 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ロ D03、逻辑信号输出端ロ D04与逻辑信号输出端ロ D05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ロ！3UL、输入端ロ DIR与输入端ロ ENA，型号为DCM4010的2号步进电机驱动器上的端ロ 0A+、端ロ 0A-、端ロ OB+与端ロ OB-依次和型号为35000的2号步进电机上的端ロ A+、端ロ A-、端ロ B+与端ロ B-电线连接。型号为836IAN的多功能数据采集卡的逻辑信号输出端ロ D06、逻辑信号输出端ロ D07与逻辑信号输出端ロ D08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ロ PUL、输入端ロ DIR与输入端ロ ENA，型号为DCM4010的3号步进电机驱动器上的端ロ 0A+、端ロ0A-、端ロ OB+与端ロ OB-依次和型号为35000的3号步进电机上的端ロ A+、端ロ A-、端ロB+与端ロ 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ロ D09、逻辑信号输出端ロ DOlO与逻辑信号输出端ロ DOll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ロ TOL、输入端ロ DIR与输入端ロ ENA，型号为DCM4010的4号步进电机驱动器上的端ロ 0A+、端ロ 0A-、端ロ OB+与端ロ OB-依次和型号为35000的4号步进电机上的端ロ A+、端ロ A-、端ロ B+与端ロ B-电线连接。型号为DCM4010的I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ロ GND与端ロ Vdc分别由两芯屏蔽线和型号为SKD6010D的I号直流稳压电源上的端ロ GND与端ロ VCC相连接。型号为8361AN的多功能数据采集卡逻辑信号输出端D015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ロ 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Outl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AIl ;型号为SRD-S-112D的继电器的端ロ 0ut2通过单芯屏蔽线与型号为AM-T-V100/U5的放大器的端ロSI+连接，型号为AM-T-V100/U5的放大器的端ロ 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的放大器的端ロ VCC与端ロ GND采用双芯屏蔽线和型号为SKD3010D的2号直流稳压电源的端ロ VCC与端ロ GND连接。压カ传感器的输出端ロ信号+与输出端ロ信号-依次和抑制信号干扰及滤波电路的输入端ロ信号+与输入端ロ信号-相连，抑制信号干扰及滤波电路的输出端ロ信号+、压カ传感器的输出端ロ激励+、压カ传感器的输出端ロ激励-与压カ传感器的输出端ロ屏蔽依次和型号为FD-3的毫伏变送器相对应的输入端ロ信号+、输入端ロ激励+、输入端ロ激励-与输入端ロ屏蔽连接，型号为FD-3的毫伏变送器的输出端ロ VO与型号为8361AN的多功能数据采集卡的模拟信号输入端ロ AIO单芯屏蔽线相连，型号为FD-3的毫伏变送器的端ロ GND与端ロ屏蔽接型号为SKD6010D的I号直流稳压电源的端ロ GND。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
I.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。2.在测试參数设置模块中设定点击开关的最大压カ及最大行程，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、參数设定值与型号为836IAN的多功能数据采集卡初始化。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高速采集数据，通过安装在型号为IPC-610L的エ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，显示压カ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；(I)所述的数据处理是指A.数据初步处理当触头接触到被测汽车按键开关后，型号为28000的I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的エ业控制计算机内的测试程序对采集的n个压カ数据求平均值，然后n个压カ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的エ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，建立最小ニ乘多项式，外推后ー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S，6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，采用ー阶多项式进行计算a.求取观测值的最小ニ程方程压カ的测试曲线属于线性曲线，从内存中取出ー组压カ数据(Xi，Yi) , Xi为型号为28000的I号步进电机步进第i次的行程，Yi为型号为28000的I号步进电机步进第i次实测的开关压カ值，建立最小ニ乘直线方程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E(^B) = Z[/(x;)-ァJ2=Z(A+5-ァ;)2为最小值，令E(A，B)对A
i=l i=l和B的偏导数均为零，即
权利要求
1.ー种汽车按键开关测试系统，包括电气部分(36)，其特征在于，所述的电气部分(36)包括型号为IPC-610L的エ业控制计算机(I)、型号为8361AN的多功能数据采集卡(2)、型号为DCM4010的I号步进电机驱动器(3)、型号为28000的I号步进电机⑷、型号为SRD-S-112D的继电器(5)、型号为SKD6010D的I号直流稳压电源(6)、压カ传感器(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)； 所述的型号为IPC-610L的エ业控制计算机(I)内安装有开关压カ及导通电压曲线显示模块、数据记录模块、测试參数设置模块、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的エ业控制计算机(I)的PCI卡槽中，型号为8361AN的多功能数据采集卡(2)的逻辑信号输出端ロ D00、逻辑信号输出端ロ DOl与逻辑信号输出端ロ D02采用三芯屏蔽线依次连接型号为DCM4010的I号步进电机驱动器(3)上的输入端ロ TOL、输入端ロ DIR与输入端ロ ENA，型号为DCM4010的I号步进电机驱动器(3)上的端ロ 0A+、端ロ 0A-、端ロ OB+与端ロ OB-依次和型号为28000的I号步进电机⑷上的端ロ A+、端ロ A-、端ロ B+与端ロ B-电线连接；型号为8361AN的多功能数据采集卡(2)的逻辑信号输出端ロ D03、逻辑信号输出端ロ D04与逻辑信号输出端ロ D05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)上的输入端ロ TOL、输入端ロ DIR与输入端ロ ENA，型号为DCM4010的2号步进电机驱动器(10)上的端ロ 0A+、端ロ 0A-、端ロ OB+与端ロ OB-依次和型号为35000的2号步进电机(11)上的端ロ A+、端ロA-、端ロ B+与端ロ B-电线连接；型号为8361AN的多功能数据采集卡(2)的逻辑信号输出端ロ D06、逻辑信号输出端ロ D07与逻辑信号输出端ロ D08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)上的输入端ロ TOL、输入端ロ DIR与输入端ロ ENA，型号为DCM4010的3号步进电机驱动器(12)上的端ロ 0A+、端ロ 0A-、端ロ OB+与端ロ OB-依次和型号为35000的3号步进电机(13)上的端ロ A+、端ロ A-、端ロ B+与端ロ B-电线连接；型号为8361AN的多功能数据采集卡(2)的逻辑信号输出端ロ D09、逻辑信号输出端ロ DOlO与逻辑信号输出端ロ DOll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)上的输入端ロ TOL、输入端ロ DIR与输入端ロ ENA，型号为DCM4010的4号步进电机驱动器(14)上的端ロ 0A+、端ロ 0A-、端ロ OB+与端ロ OB-依次和型号为35000的4号步进电机(15)上的端ロ A+、端ロ A-、端ロ B+与端ロ B-电线连接；型号为DCM4010的I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)上的端ロ GND与端ロ Vdc分别由两芯屏蔽线和型号为SKD6010D的I号直流稳压电源(6)上的端ロ GND与端ロ 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D015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)的端ロ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Outl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AIl，型号为SRD-S-112D的继电器(5)的端ロ 0ut2通过单芯屏蔽线与型号为AM-T-V100/U5的放大器(16)的端ロ SI+连接，型号为AM-T-V100/U5的放大器(16)的端ロ SO+通过单芯屏蔽线连接到型号为8361AN的多功能数据采集卡⑵的模拟信号输入端AI2，型号为AM-T-V100/U5的放大器(16)的端ロ VCC与端ロ GND采用双芯屏蔽线和型号为SKD3010D的2号直流稳压电源(17)的端ロ VCC与端ロ GND连接；压力传感器(7)的输出端ロ信号+与输出端ロ信号-依次和抑制信号干扰及滤波电路(8)的输入端ロ信号+与输入端ロ信 号-相连，抑制信号干扰及滤波电路(8)的输出端ロ信号+、压カ传感器(X)的输出端ロ激励+、压カ传感器(X)的输出端ロ激励-与压カ传感器(X)的输出端ロ屏蔽依次和型号为FD-3的毫伏变送器(9)相对应的输入端ロ信号+、输入端ロ激励+、输入端ロ激励-与输入端ロ屏蔽连接，型号为FD-3的毫伏变送器(9)的输出端ロ VO与型号为836IAN的多功能数据采集卡(2)的模拟信号输入端ロ AIO单芯屏蔽线相连，型号为FD-3的毫伏变送器(9)的端ロ GND与端ロ屏蔽接型号为SKD6010D的I号直流稳压电源￠)的端P GND。
2.ー种采用权利要求I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Imm; 2)在测试參数设置模块中设定点击开关的最大压カ及最大行程，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IOmm/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、參数设定值与型号为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的エ业控制计算机(I)内的测试软件完成数据处理及求峰值和谷值，显示压カ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； (I)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I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的エ业控制计算机(I)内的测试程序对采集的n个压カ数据求平均值，然后n个压カ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的エ业控制计算机(I)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，建立最小ニ乘多项式，外推后ー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S，6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，采用ー阶多项式进行计算 a.求取观测值的最小ニ程方程 压カ的测试曲线属于线性曲线，从内存中取出ー组压カ数据(Xi，yi)，&为型号为28000的I号步进电机(4)步进第i次的行程，yi为型号为28000的I号步进电机(4)步进第i次实测的开关压カ值，建立最小ニ乘直线方程I = 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
全文摘要
本发明公开了一种汽车按键开关测试系统及测试方法，所述的汽车按键开关测试系统由机械部分与电气部分(36)组成。所述的电气部分(36)包括工业控制计算机(1)、多功能数据采集卡(2)、1号步进电机驱动器(3)、1号步进电机(4)、继电器(5)、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)、毫伏变送器(9)、2号步进电器驱动器(10)、2号步进电机(11)、3号步进电机驱动器(12)、3号步进电机(13)、4号步进电机驱动器(14)、4号步进电机(15)、放大器(16)与2号直流稳压电源(17)。本发明还提供了一种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。
文档编号G01M13/00GK102645631SQ20121013224
公开日2012年8月22日 申请日期2012年4月28日 优先权日2012年4月28日
发明者宋冰, 张禮桐, 李亭亭, 杨开宇, 顾军杰, 高印寒 申请人:吉林大学