基于LabVIEW的霍尔式轮速传感器测试台设计
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引言
霍尔式轮速传感器是汽车中的一种重要的传感器，它能以方波信号的形式将轮速信息告知汽车ECU。由于在生产过程中，通常要对其多项指标进行测试，如上升下降时间、导通关断电流、占空比等，有时也会有对齿轮周节误差的测试要求。如果用常规方法，釆用不同的设备分项测试，会严重的降低测试效率，不利于批量生产。为此，本文提出了一种基于LabVIEW的测试方法，该方法用高速数据采集卡釆集信号，用LabVIEW编写程序在电脑上对信号加以分析判断，然后给出测试结果并生成报表，因而可以大幅度提高测试的效率与准确度，同时具有很好的稳定性。文中阐述了测试系统的设计方法、思路，以及一些指标的测试算法。
1 测试系统的软硬件设计
本系统主要由工控机，信号采集卡，信号调理电路，电机驱动电路与直流电机组成，图1所示为其测试系统结构框图。系统中的直流电机转速由工控机控制，带动齿轮转动,使得传感器产生信号，经调理后由采集卡送交工控机进行分析处理。系统主要对霍尔式轮速传感器的以下几项指标进行测试，包括上升下降时间、导通关断电流、占空比、齿轮的周节误差。生产时，可在软件中首先输入每一项的判断指标，然后由软件自动判断所测传感器合格与否。
系统所测试的传感器是恒流型传感器，典型波形及测试电路如图2所示，导通电流约为14mA,关断电流约为6.6mA。在信号调理电路中，可使用75Ω的釆样电阻以使其转换为电压波形，继而用数据釆集卡进行釆集。
由于上升下降时间是最关键的指标，而且典型值均在13以内，所以，为了准确测得上升下降时间，一般需要使用高速数据采集卡,这里使用的采集卡的釆样率为20MHz,该采集卡在实际测试中，经过验证,可以很好的满足精度要求。
图3所示是本系统的测试程序设计流程图。系统启动后先进行程序的初始化并从硬盘上读入保存的测试指标，然后等待测试者按键。当按动测试按钮后,程序将自动读取齿轮完整转动一圈的传感器数据信息,并对数据进行滤波，同时分步计算各项指标,最后与测试标准作对比，以给出判断结果并等待下次测试或结束。本程序在计算过程中使用到了Lab-VIEW提供的瞬态分析与周期分析工具。测试者也可以进入后台修改测试标准，或査看当次测量的具体数据信息。
本软件利用周期分析工具来分别采集上升沿和下降沿的周期数据并作计算,此部分程序框图如图4所示。齿轮测试设计为可选项，若在生产线上只测量传感器，则可以关闭此功能以节省时间，提高测试速度。
本系统的程序中设计了报表生成模块，可记录每一次测试的数据结果，并将其转换为特定的字符串格式保存在内存中，然后根据测试者的要求生成电子表格文件，以方便日后查阅分析。
2 系统测试
将传感器与信号调理电路连接好后，启动电机即可开始进行数据采集，程序将根据设定的齿数决定釆样长度，以保证采集完整一圈的数据。信号显示与测试程序界面如图5所示，计算数据结果界面图如图6所示。经过系统测试后可以看出，该程序对于传感器的一系列待测指标的测量均可达到要求，同时，根据测试者输入的标准还可将判断结果显示在屏幕上，以用于生产测试与样品分析。
3 结语
NI公司的LabVIEW为数据采集分析工作提供了非常方便的解决方案,基于虚拟仪器图形化编程技术，可以快捷的搭建用户所需的测试平台，而且日后修改升级时，也仅需少量改动，因而极大的节省了成本,降低了软件开发难度，缩短了研发时间。目前，该测试系统已成功运用于生产线的检测工作，而且系统工作稳定，功能完备，提高了生产线产品检测效率与检测准确度,可以满足生产线对于测试的要求。
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