基于LabVIEW的增压压力传感器检测试验台测控系统设计毕

1、.装订线基于LabVIEW的增压压力传感器检测实验台测控系统设计：.；摘 要增压压力传感器是一种绝对压力传感器，它是汽车发动机电控单元用于实时监测涡轮增压器增压压力的重要元器件。其作用是将涡轮增压器后方空气的绝对压力转化为电信号，发送给电控单元ECU，电控单元将此电信号与根据发动机工况得出的实际增压压力作比较，不断调理涡轮增压器的可变喷嘴截面积或者旁通放气阀以使实践增压压力到达最正确。可见增压压力传感器质量精度等性能的好坏对汽车发动机能否到达最正确任务形状有着很大的影响，故而有必要对企业所消费的增压压力传感器产品性能进展评价检测。本课题的研讨内容是增压压力传感器检测实验台测控系统的设计主要义务

2、是测控系统的软件设计。本论文采用虚拟仪器技术，以LabVIEW为平台，结合增压压力传感器特性曲线特点，开发了一套计算机软件测试系统。并且本文还简要引见了增压压力传感器测试系统的硬件设备组成及相关原理，用以对今后测控系统软硬件搭配的实现做铺垫。详细地说，本论文的主要任务有以下几个方面：.虚拟仪器技术与LabVIEW简介；.增压压力传感器的简介；.基于LabVIEW的增压压力传感器实验平台的硬件及软件设计；.系统测试及结论。关键词：增压压力传感器，检测，LabVIEW，软件设计 IIABSTRACTThe supercharging pressure sensor, also know as th

3、e absolute-pressure senor, is a important component of electronic control unit on the automotive engine for real-time monitoring turbocharger boost pressure. It can transform the absolute-pressure of air behind the turbocharger into electrical signals which would be sent to the electronic control un

4、it(ECU).Electronic control unit compares that electrical signal with the theory supercharging pressure resulted from engine operating conditions, and continuously adjusts the turbocharger variable nozzle cross-sectional area or the bypass purge valve in order to make the actual supercharging pressur

5、e achieve the best performance. The quality and accuracy of supercharging pressure sensor have a great impact on automobile engine achieving the best working condition, therefore it is necessary to assess the performance of supercharging pressure sensor.The project content is to design supercharging

6、 pressure sensor measurement and control system(the main task is to design the software of measurement and control systems). that paper uses the virtual instrument technology to LabVIEW platform, combined with the supercharging pressure sensor characteristics, the development of a set of computer so

7、ftware testing system. And it also briefly describes the hardware composition of the supercharging pressure sensor test system and the relevant principles, for paving the way to the implementation of the future measurement and control system about the collocation between software and hardware.Specif

8、ically, that thesis work mainly in the following areas:.brief introduction of virtual instrument technology with LabVIEW;.brief introduction of supercharging pressure sensor;.experimental platform based on LabVIEW supercharging pressure sensor hardware and software design;.system tests and conclusio

9、ns.KEY WORDS: supercharging pressure sensor, detect, LabVIEW, test, software design IV目 录 TOC o - h z u HYPERLINK l _Toc 摘 要 PAGEREF _Toc h I HYPERLINK l _Toc ABSTRACT PAGEREF _Toc h II HYPERLINK l _Toc 第一章 绪论 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc .课题的提出及意义 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc .汽车电子技术的运用 PAGER

10、EF _Toc h HYPERLINK l _Toc .发动机涡轮增压技术的运用 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc .传感器检测实验台测控系统的开展情况 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc .LabVIEW软件 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc .增压压力传感器 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc .增压压力传感器简述 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc .增压压力传感器的任务原理 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc .研讨

11、目的及主要任务 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc 第二章 系统方案设计及实验台构成 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc .测试系统要求 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc .测试参数 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc .测试功能 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc .系统构造设计 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc .实验台总体要求 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc .实验台组成 PAGEREF

12、 _Toc h HYPERLINK l _Toc .空压机 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc .真空泵 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc .加压阀 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc .降压阀 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc .控制台 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc .本章小结 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc 第三章 实验台测控系统硬件设计 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc .工业控

13、制机 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc .数据采集卡 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc .接线端子 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc .本章小结 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc 第四章 实验台测控系统软件设计 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc .测控软件根本功能 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc .软件开发平台 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc .主监控程序设计 PAGEREF _To

14、c h HYPERLINK l _Toc .前面板控件选择与布置 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc .丈量与显示控件 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc .报警控件 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc .输入控件 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc .曲线生成控件 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc .前面板总布置 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc .后面板程序设计与布置 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l

15、 _Toc .规范传感器输出电压生成程序 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc .被测传感器输出电压生成程序 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc .电压值检测指示灯程序 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc .质量检测指示灯程序 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc .绝对压力参数输入程序 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc .信号生成图像程序 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc .后面板程序总布置 PAGEREF _Toc h HY

16、PERLINK l _Toc .本章小结 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc 第五章 传感器的测试 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc .被测传感器的质量检测 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc .传感器特性曲线的生成 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc .本章小结 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc 结 论 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc 参考文献 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc 致 谢 P

17、AGEREF _Toc h 共 页 第 页第一章 绪论.课题的提出及意义.汽车电子技术的运用随着现代生活的快速开展，汽车曾经成为人们生活中重要的一部分，并且成为我国乃至全世界的主要经济产业之一，汽车工业为人类社会的开展和经济建立做出了宏大的奉献。电子技术、微机技术、信息技术等在汽车上的运用使汽车工业发生了翻天覆地的变化，世纪末大量的新工艺、新技术、新资料的运用将汽车工业完全带入汽车电子控制时代。汽车电子控制技术以汽车技术、电气技术、微电子技术、新工艺技术为根底处理生态环境维护、资源紧缺及交通平安等社会问题，旨在改善汽车的动力性、经济性、平安性、温馨性、排放性等。近几年汽车电子技术在控制精度、控

18、制范围、智能化、网络化和集成化等方面有了较大的突破，汽车电子技术曾经成为衡量现代汽车技术开展程度的重要标志。汽车电子技术的开展大约可以分为三个阶段：第一阶段：年BOSCH公司开场批量消费利用进气歧管的绝对压力信号和计算机来控制发动机空燃比A/F的D型燃油放射系统开启了汽车电气化的新时代；第二阶段：随着微型计算机技术的快速开展，汽车进入了微机控制阶段，控制技术朝着智能化方向开展。微机控制技术的引入使汽车上的许多控制从开环控制转化为闭环控制，从而提高了汽车的经济性、动力性、温馨性等，同时自动变速器、电子点火系统、电子转向系统、防抱死制动系统、平安气囊系统、车辆防盗系统等技术曾经构成；第三阶段：世纪

19、以来发动机的电控燃油放射技术、电子点火技术、底盘控制技术、车身控制技术、汽车自诊断系统、导航系统等在汽车上得到了普遍的运用。这些新技术的广泛运用使汽车电子安装在汽车制造本钱中所占的比例越来越大，在普通轿车上汽车电子安装大约占汽车制造本钱的%-%，中高档轿车上汽车电子占汽车制造本钱的%-%，而在一些奢华轿车上电子安装所占的比例已超越%。汽车电子化的快速开展使得电子控制元件及电子安装的数量不断增多，而采用的总线网络实现快速通讯是一种既可靠又经济的做法，因此汽车工业开场依托车载局域网对汽车电器及电子控制系统进展控制，从而汽车进入车载局域网控制阶段。车载局域网控制技术使汽车布线简化传感器的数目减少实现

20、了资源共享，从而降低了汽车制造本钱，并且使电控单元之间的交流更加简约提高了汽车总体运转的可靠性。因此，汽车工业仍将会朝着电子化的方向开展，汽车电子技术是企业夺取汽车市场最强有力的手段。.发动机涡轮增压技术的运用发动机涡轮增压是一种利用内燃机运转产生的废气驱动涡轮机来带动同轴的增压器以使进气压力增高的技术。自涡轮增压技术概念提出至今已有百年时间了，在这百年的时间里，涡轮增压技术阅历了轴流式、径流式、混流式及配置放气阀、可变截面积喷嘴等本身的不断改良，其在航天、航海及陆地机械上得到了广泛的运用。特别是车辆的广泛运用及当前人们对车辆节能、功率和环保要求的不断提高，为车用涡轮增压技术的运用、开展和提高

21、提供了宽广的空间和需求。增压技术首先在柴油机领域得到开展，目前工业兴隆国家大中功率柴油机已全部采用增压技术，中小型车用柴油机增压也达%。汽油机增压的开展相对较晚，技术程度也落后于柴油机。世纪年代末国外汽油机开场逐渐采用增压技术，并得到了迅速的开展和完善，年美国消费的汽油机已有/采用了增压技术，年国际市场上出卖的汽油机有%采用增压技术，目前国外的汽油机增压正处于完善和推行运用阶段。内燃机增压的先进技术主要集中于美国、德国和日本。相对于柴油机而言，汽油机在小排量，尤其是轿车发动机领域，有其独特的运用优势及位置，所以汽油机的增压研讨对于节约能源及提高汽车性能都要具有重要意义。我国世纪年代末开场研讨汽

22、油机增压，并在CA-B和DG-机型上获得胜利。世纪年代末，清华、西安交大等几家高等院校和内燃机厂也相继对ZQ汽油机进展增压研讨。作为汽油机增压，除提高功率扭矩，还用于高原上恢复功率。由于受爆震的影响和热负荷的限制，增压度都不高，性能也不够完善，实践运用很少。到年，只需少数车型采用增压，还没有国产车型。如今，国内已开发出轿车用增压柴油机和汽油机产品，如帕萨特-领驭.T、群众-速腾.T、奥迪AL.T等均采用了涡轮增压技术。国内一些著名公司和院校都非常注重发动机与增压器匹配的研讨。中科院工程热物理所、清华大学、燃气涡轮研讨所经过可变喷嘴涡轮器与发动机的匹配实验测得增压压力和排气压力值，结合发动机构造

23、参数，计算了发动机的流通特性，建立了可变喷嘴增压器与发动机的结合任务曲线。对结合任务曲线的分析阐明：设计的可变喷嘴涡轮增压器与发动机匹配良好，不会出现喘振与阻塞。据报道，欧洲的汽车制造商和零件供应商正在将汽油涡轮增压器视为降低排放的有效武器，有望使该产品在欧洲的需求剧增。经过引入涡轮增压器，汽车制造商可以提供较小排量的汽油机。与现有的同类产品相比，这种发动机的性能持平或更高，而油耗量较低；加上车辆质量的减轻，可协助 欧洲的汽车制造商实现他们对欧盟的保证。发动机采用固定喷嘴涡轮增压器时，由于涡轮增压器不能控制调理，因此很难在高速和低速工况下都得到比较称心的效果；此外增压器的瞬态呼应特性不好，因此

24、发动机的动态特性也难以提高。为了改良增压器的性能，人们采用了减小增压器的转动惯量，加废弃放气阀，采用可变喷嘴涡轮增压器等改良措施。在各种改良方法中，采用可变喷嘴涡轮增压器的方法对增压器和内燃机性能的改善最明显,。电控可变喷嘴涡轮增压器与发动机的匹配任务，主要是找出在发动机运转的各种稳态或瞬态工况下可变喷嘴涡轮增压器的最正确开度。这就需求验证步进电动机在各种工况下的顺应才干，优化电控系统的某些控制参数，如闭环控制的压力MPA图，开环控制的步数MPA图等，从而使可变喷嘴涡轮增压器电控系统的控制与发动机的工况变化相协调，充分提高发动机的性能，提高燃油经济性，降低微粒和NOX等有害排放物的排放。总体来

25、说，当今的车用涡轮增压技术主要具有以下特征：小型化、节能、环保、高原功率补偿。归纳起来涡轮增压运用在汽油机上有以下一系列优点：提高发动机的功率；提高发动机的低速改动特性；提高发动机的燃油经济性；降低了发动机的有害气体排放；降低了发动机的噪声值；降低了发动机的构造比分量。近年来，在普通涡轮增压系统上，世界各国竞相开展新的高增压和超高增压系统，获得的进展是非常惊人的，这充分阐明了增压系统的无比强大的生命力。目前这种开展势头还很猛，其前景很广大，沿着这个趋势开展下去能够将导致发动机领域内又一次革命。应该成认，这是内燃机领域内的一项高技术，一旦在高增压和超高增压系统方面获得突破就会带动整个增压系统的提

26、高。他们应该亲密关注这项高技术的开展，并结合我国的实践情况，发明出适宜我国特征的高增压和超高增压系统。.传感器检测实验台测控系统的开展情况目前传感器检测实验台测控系统应可以根据用户的要求自动地调整传感器的检测工况，并将其控制在一定的精度范围内，同时运用先进的控制算法，实现最优控制。系统可根据用户设定的工况数据自动地定时切换传感器的测试工况，同时采集、显示、记录、报警、打印并传送各种被测参数，可监测跟踪实验过程中传感器各性能参数的变化，并能实时跟踪绘制性能曲线、自动存盘及打印输出实验数据和性能曲线，同时可将实验数据自动修正到规范情况下，自动完成一切测试内容，从而实现传感器的自动测试。在国内，由于

27、技术程度的限制，早期的传感器检测实验台测控系统仅处于半自动化，系统的功能虽可以实现对实验数据的采集和处置，但系统自动控制才干、稳定性和扩展性具有很大的局限性。目前国内的许多企业和科研机构正努力于计算机控制的传感器检测实验台测控系统的研制，相继开发研制了一批具有较高自动化程度的测控系统。在国外，已开发出自动化程度很高的计算机测控系统，如日本渊野公司ESF-型实验测控系统，该系统采用计算机集中控制，可以对各种测试参数进展实时采集，并且可以实现数据处置、特性曲线绘制等功能。同时该系统运用高速交换以太网构成的现场信息总成，经过数据分布处置技术，实现了多个测控系统数据的实时监控与集中处置，并能完成数据库

28、的实时建立与管理，使系统可扩展性与晋级才干得到了很大程度的提高。.LabVIEW软件LabVIEW是实验室虚拟仪器集成环境Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench的英文缩写，是目前最为流行的图形化开发软件，曾经被工业界、学术界和研讨实验室广泛运用，是一个规范的数据采集和仪器控制软件。LabVIEW集成了满足GPIB，VXI,RS-和RS-等协议的硬件及数据采集卡通讯的全部功能。内置了便于运用TCP/IP，Active X等软件规范的库函数，是一个功能强大、运用灵敏的编程开发软件。利用它可以方便地建立本人的虚拟仪器，其图形化的界面使得

29、编程及运用过程都更加灵敏高效，非常适宜传感器性能检测系统的开发要求。与其他软件相比较，LabVIEW具有如下优点：新颖的程序设计理念。LabVIEW是一种图形化编程言语，用LabVIEW编写的程序被称为虚拟仪器VI(Virtual Instrument)，程序的界面和功能与实践的仪器非常类似。一个VI既可以作为上层独立程序，也可以作为其它程序的子程序。程序分为前面板、框图程序和衔接端口，VI图标和衔接端口的功能就像一个图形化参数列表，可以在VI与Sub VI之间传送数据。LabVIEW内置信号采集、丈量分析与数据显示功能，比传统开发工具更加高效，提供强大功能的同时还保证了系统的灵敏性。简易快捷

30、的数据采集和控制。无论是用低端插入式数据采集卡丈量，还是用成熟的信号调理系统丈量，从数据采集到仪器控制，从图像采集到运动控制，LabVIEW都是一个理想的开发环境，并可以提供各种工具以迅速完成数据采集系统的开发。功能强大的多种分析模块。采集到原始数据通常不是丈量与自动化运用的最终结果，LabVIEW内具有多个分析处置工具，诸如快速傅里叶变换FFT与频率分析、信号发生、数学运算、曲线拟合、时频分析等工具。利用这些工具可以对原始数据进展分析处置，从中获取有意义的信息。笼统逼真的数据显示。数据显示部分根据不同功能分成几个不同的方面，如数据显示、报告生成、数据库数据显示与联接等。这些控件和联接方法使仪

31、器更加笼统，编程开发更加直观。LabVIEW提供的一组完好的控件和工具可以方便地完成数据显示和控件联接任务。.增压压力传感器.增压压力传感器简述增压压力传感器是随着涡轮增压技术及汽车电子技术的开展才得到运用的。它直接来源于气体压力传感器的运用和开展，与发动机其他的气体压力丈量传感器大同小异，其任务原理一样，用途不同而已。车用增压压力传感器安装在压气机出口的进气管道上，位于节气门之前。其作用是时辰坚持监测增压器的增压压力。当发动机切换到大负荷运转时，发动机所需空气量增大，压气机出口端气压便减小，增压压力传感器监测出来这一景象后，将信号传送给ECU，ECU经过处置分析经过控制电磁阀开闭来控制排气旁

32、通阀的通路大小，以使发动机排气更多的经过涡轮机而进入排气管中。这样涡轮机里的叶轮转速便会增高，压气机叶轮的转速也增高，增压效果加强，进入发动机里的空气压力便得到提高，空气量增大，发动机的功率增大。反之，发动机切换到小负荷时，根据同样的道理，经过一系列的动作，压气机出口气压降低，增压效果降低，发动机的功率便减小。因此，有了增压压力传感器，便不会使发动机因增压压力过低而表现动力性缺乏、加速性变差，或者因增压压力过大而使发动机任务粗暴、涡轮机热负荷过大而损坏等等。增压压力传感器的外观如图.。图. 增压压力传感器外观图汽车发动机的增压压力传感器是一种硅芯片压阻式绝对压力传感器，是压阻式传感器中的一种典

33、型代表。压阻式压力传感器是用半导体资料硅的压阻效应制成的传感器。压阻式压力传感器具有膂力小、耗电少、灵敏度高、精度好、频率呼应高、无运动部件等优点；但是其同样具有制造复杂、温度特性差等缺陷。压阻式传感器广泛地运用航天、航空、航海、石油化工、动力机械、生物医学工程、气候、地质、地震丈量等各个领域。在航天和航空工业中压力是一个关键参数，对静态和动态压力，部分压力和整个压力场的丈量都要求很高的精度。压阻式传感器是用于这方面的较理想的传感器。在生物医学方面，压阻式传感器也是理想的检测工具。压阻式传感器还有效地运用于爆炸压力和冲击波的丈量、真空丈量、监测和控制汽车发动机的性能以及诸如丈量枪炮膛内压力、发

34、射冲击波等兵器方面的丈量。此外，在油井压力丈量、随钻测向和测位地下密封电缆缺点点的检测以及流量和液位丈量等方面都广泛运用压阻式传感器。随着微电子技术和计算机的进一步开展，压阻式传感器的运用还将迅速开展。最开场的压阻式压力传感器是半导体应变式的。后来在 N 型硅片上定域分散 P型杂质构成电阻条，并接成电桥，制成芯片。此芯片仍需粘贴在弹性元件上才干敏感压力的变化。采用这种芯片作为敏感元件的传感器称为分散型压力传感器。这两种传感器都同样采用粘片构造，因此存在滞后和蠕变大、固有频率低、不适于动态丈量以及难于小型化和集成化、精度不高等缺陷。年代以来制成了周边固定支撑的电阻和硅膜片的一体化硅杯式分散型压力

35、传感器。它不仅抑制了粘片构造的固有缺陷，而且能将电阻条、补偿电路和信号调整电路集成在一块硅片上，甚至将微型处置器与传感器集成在一同，制成智能传感器。.增压压力传感器的任务原理增压压力传感器是利用半导体的压阻效应制成的。所谓压阻效应，是指当半导体遭到应力作用时，由于载流子迁移率的变化，使其电阻率发生变化的景象。它是C.S史密斯在年对硅和锗的电阻率与应力变化特性测试中发现的。半导体压阻传感器曾经广泛地运用于航空、化工、航海、动力和医疗等部门。半导体硅的电阻会因外界压力的变化而变化，电阻的大小不仅与外界压力的大小有关而且还与其本身的压阻系数有关。分散杂质的外表浓度和环境温度是影响压阻系数的主要要素。

36、环境温度、分散杂质外表浓度、压阻系数和灵敏度之间的对应关系如下：压阻系数随环境温度的升高而减小，随环境温度的降低而增大，与此同时，传感器的灵敏度随压阻系数的减小而降低，反之那么增大；压阻系数随分散杂质浓度的添加而减小，随分散杂质浓度的降低而增大，与此同时，传感器的灵敏度随压阻系数的减小而降低，反之那么增大,。增压压力传感器的任务原理如以下图.所示，进气歧管内的进气压力使硅芯片连同压电电阻发活力械变形，使其阻值发生改动，惠斯顿电桥失去平衡，经硅芯片上的电路处置后，构成与进气压力成线性的电压信号。增压压力传感器的特性曲线如图.所示。图. 增压压力传感器任务原理图图. 增压压力传感器特性曲线图.研讨

37、目的及主要任务增压压力传感器测试台操作智能化，可改善由于工艺程度以及人工要素导致传感器批量消费时出现的参数性能等方面不达标的问题。为此设计出一个检测精准快速、操作智能化的增压压力传感器测试系统，可以协助 企业在批量消费时处理合格率偏低、质量控制不稳定、产品性能目的分散性大等问题，为企业消费质量合格、性能优越的增压压力传感器提供一个良好的测试平台。本课题研讨增压压力传感器测试系统的设计，首先了解增压压力传感器的运用环境及任务原理，并确定出增压压力传感器的检测参数。然后根据增压压力传感器的任务特性合理地规划出它的测试平台，包括测试系统中实现增压气压的设备和一些硬件的选择与布置。其次，了解虚拟仪器技

38、术和LabVIEW软件，以LabVIEW为平台，结合增压压力传感器特性曲线特点，开发出一套计算机软件测试系统。最后以设计好的软件测试系统对模拟的增压压力传感器进展检测来判别其质量好坏，并绘制出各种运用到的增压压力传感器的特性曲线以供以后更加深化的研讨。第二章 系统方案设计及实验台构成.测试系统要求.测试参数系统测试对象：某种型号的汽车用增压压力传感器。主要针对目前广泛运用的硅芯片压阻式增压压力传感器进展实验台上的测试，经过测试其静态特性来对产品的性能与能否合格做出断定。输入测试参数：空气绝对压力。本测试台空气绝对压力的大小由空气加压电磁阀和空气降压电磁阀调理，根据被测增压压力传感器的丈量电压输

39、出范围，选定合理的被测空气绝对压力点。输出测试参数：增压压力传感器输出电压。为了验证系统测试数据的正确性，需用规范增压压力传感器对其进展实验标定，可参考德国BOSCH公司消费的同型号增压压力传感器作为理想数据源，将其与系统测试数据进展对比。.测试功能该检测实验台可实现自动检测、手动检测、绘制图像等功能，为企业消费增压压力传感器提供了良好的检测平台。自动检测：自动检测是根据提早设定好的九个特定电压值来检测分析被测传感器。其原理是每当规范传感器的输出电压到达了这九个特定电压值时，根据被测传感器的输出电压能否在允许误差范围之内来断定其质量；手动检测：手动检测是人为的设置几个空气绝对压力值点，对被测传

40、感器和规范传感器在此压力下的输出电压值比较分析来断定被测传感器的质量；绘制图像：该检测实验台在检测过程终了后，可以生成规范及被测传感器的特性曲线，可供以后更加深化分析研讨。.系统构造设计增压压力传感器智能测试系统的整体构造如图.所示，系统主要由供气系统、调压电磁阀、信号丈量采集系统以及上位机控制软件等组成。供气系统即气道和空压机，和调压电磁阀一同用来模拟汽车发动机任务时涡轮增压器进气增压情况；信号丈量采集系统主要是对被测增压压力传感器和规范增压压力传感器输出电压信号的采集；上位机软件控制系统是整个系统控制的中心部分，担任设定空气绝对压力参数、分析数据处置以及用于信息交互的界面设计等功能。空压机

41、储气罐加压阀任务容器规范传感器被测传感器被测传感器被测传感器降压阀计算机采集卡真空罐真空泵图. 增压压力传感器测试系统整体构造图压气机用于加压，真空泵用于产生负压，而储气罐和真空罐那么在泵与任务容器之间，用于存储气体，为任务容器加压或降压，在测试系统中起到压力控制缓冲的作用。任务容器是用来进展检测增压压力传感器的封锁性良好的容器，可以最多同时装入个增压压力传感器。增压压力传感器自动检测控制系统的关键问题是任务容器中压力的丈量和控制。压力的丈量，与选用的规范增压压力传感器的丈量精度和任务容器的密封性有关，本系统选用的任务容器密闭性、隔热性非常好。系统任务的根本原理：上位机软件根据被测增压压力传感

42、器输出量程设定合理的九个特定规范输出电压值，并将此数据发送给下位机控制器，用来控制调压电磁阀以使任务容器内产生相应的绝对空气压力，规范传感器和被测传感器将感应到的压力信号转化成电压信号输出给上位机系统，上位机以此测试数据来比较分析被测传感器输出电压能否在规范传感器输出电压有效误差范围内，进而断定其性能合格与否。由于实践压力与设定压力之间存在误差，故需规范增压压力传感器的输出参数作为理想数据源对被测增压压力传感器的测试数据进展验证，即自动校验。再者，供气系统必需保证任务容器内空气压力的稳定，才干使系统在检测增压压力传感器性能参数时得到有意义的数据。为此调压系统还需求一个可以表示当前任务容器内实践

43、空气压力的信号反响给下位机控制器，构成闭环回路，保证压力的稳定。除此之外，还要保证供气系统本身的稳定性。.实验台总体要求本实验台主要是为检测增压压力传感器的质量好坏而设计的，它不仅可以进展数据采集、显示、存储、回放等，另外还可以实时的对增压压力传感器的测试工况进展控制和调理。实验台由于实验方法、实验条件、实验环境等的不同，可以使实验结果有很大的差别，所以实验台有一定的设计规范，如实验台架应巩固、耐久；设有良好的通风安装；具有独立的水电系统；基座应同其他建筑设备隔离；有良好的排水系统，并能及时处置污水；电器设备有可靠的接地系统等。根据实验台设计的根本规范，增压压力传感器检测实验台的动力部分与测控

44、部分坚持隔离以减少振动，任务台周围环境应坚持枯燥、清洁，空气湿度不应过大等。.实验台组成.空压机根据增压压力传感器所能检测的压力量程为kPa，本实验台选用VW系列的V便携式中低压全无油空压机，详细型号为VW-./。VW系列空压机是由德蒙上海紧缩机械所消费，该公司成立于年，是一家中德协作研发、消费、运营的高技术企业。德国德蒙公司不断努力气体紧缩机领域的研发与消费，是德国在气体紧缩领域著名品牌，其产品包括活塞无油静音系列、螺杆式空压机、真空泵、罗茨鼓风机、挪动式高压空气紧缩机、离心机等。VW系列全无油空压机用于普通动力气源，替代有油光滑空压机。特别适宜医疗、高压氧舱、制药、食品饮料加工、邮电通讯、

45、石油化工、电子气动仪表、喷漆喷沙、粉状及颗粒状气体保送、空气搅拌、胶片感光、建筑工程、资料、国防科研等需求高质量无油紧缩空气的部门运用。它采用德国著名原装品牌主机，振动小、噪音低、任务稳定性好，可长期无延续地运转而保证良好的性能。VW-./全无油空压机的外观如图.，其主要性能参数见表.。图. VW-./全无油空压机外观图表. VW-./全无油空压机主要性能参数型号VW-./容积流量 (m /min).排气压力 (MPa).功率 (kW).气筒容量 (L)净重 (Kg)外形尺寸 (mm).真空泵根据增压压力传感器所能检测的有效最低绝对压力为kPa，本实验台选用XZ改良型系列的直联旋片式真空泵，详

46、细型号为XZ-B。XZ改良型系列真空泵是由上海真空泵厂所消费，该真空泵厂创建于年，是中国第一台真空泵诞生地。上海真空泵厂消费的各类真空产品广泛地运用于航空、航天、原子能、军工、电子、化工、冶金、纺织、食品、医药、环保等高科技领域，许多新产品在国家重点建立工程中多次获奖。其中部分产品配套于我国核潜艇上，超高真空离子泵运用于北京正负电子对撞机工程，曾荣获国务院总理亲身签发的嘉奖令和特等奖证书。该公司主要产品包括XZ系列直联旋片真空泵、X系列双级旋片真空泵、X系列单级旋片真空泵、ZJ系列罗茨真空泵、ZJB-A系列罗茨真空泵、ZJL系列气体循环冷却罗茨真空泵、SZ单级水环真空泵、S双级水环真空泵、 W

47、及 WWY系列无油往复真空泵、溅射离子泵、各类真空抽气机组等真空获得设备。XZ型系列直联旋片式真空泵是在旋片式真空泵的根底上经过构造、资料和制造工艺上艰苦改革后的一种新泵种。它具有体积小、质量轻、振动小、噪音低、停泵防返油、启动方便等特点，适用于安装在精细仪器设备上运用。该泵采用三相或单相交流电机直联驱动，可单独运用，亦可作为各类真空系统的前级泵。它还附有气镇安装，可以抽出含有一定数量的可凝性气体。而其中的XZ改良型系列那么在XZ型系列根底上采用了该厂获国家专利权的先进构造，极限真空度高、抽气速率高、不喷油、气镇性能好、换油周期长、风冷，泵温低、性能一致性好，运转可靠。XZ-B直联旋片式真空泵

48、的外观如图.，其主要性能参数见表.。图. XZ-B直联旋片式真空泵外观图表. XZ-B直联旋片式真空泵主要性能参数型号XZ-B频率Hz抽气速率 (L/S)极限压力(Pa)气镇关-气镇开.电机功率 (KW).进气口口径 (mm)KF转速 r/min泵温升 用油量 L.分量 kg尺寸 mm.加压阀在系统构造图中的加压阀是一种空气电磁阀。计算机发出的控制指令经过采集卡数模转换后传送给空气电磁阀，经过空气电磁阀的开闭来实现储气罐的紧缩空气能否流入任务容器中，从而起到任务容器中空气增压强弱的效果。根据增压压力传感器所能监测的最大空气绝对压力为kPa，因此任务容器中的空气绝对压力不应远远超越kPa。由此本

49、实验台确定选用V-型空气电磁阀。V-型空气电磁阀是由亚德客中国消费的，该公司系全球知名专业气动器材供货商/消费商；主要消费气动执行、控制、处置组件及各类辅助组件等，产品广泛运用于汽车、机械制造、冶金、电子技术、环保处置、轻工纺织、陶瓷、医疗器械、食品包装等自动化工业领域。V-型空气电磁阀属于直动常闭型电磁阀，其换向灵敏，无需加油光滑。该种电磁阀可多阀集成运用，节省安装空间；其附设手动安装，利于安装调试；而且该阀有多种规范电压等级可供选用。V-型空气电磁阀的外观如图.，其主要性能参数和安装尺寸分别见表.和表.。图. V-型空气电磁阀外观图表. V-型空气电磁阀主要技术参数型号V-任务介质 空气经

50、um滤网过滤作动方式直动式位置数三口二位光滑不需求电源电压DCV运用压力范围.MPaPsi保证耐压力.MPaPsi任务温度-本体材质铝合金表. V-型空气电磁阀安装尺寸接纳口径 PT/流通孔径.mm 接纳牙型有NPT、G牙可供选择。.降压阀在系统构造图中的降压阀是一种真空电磁阀。计算机发出的控制指令经过采集卡数模转换后传送给真空电磁阀。当任务容器内的空气压力高于此时需求的压力参数时，经过真空电磁阀的开闭来实现任务容器内过高的空气压力泄压给予真空罐，从而起到任务容器中空气压力坚持稳定的效果。根据增压压力传感器检测空气绝对压力的下限值为kPa，因此真空罐中的空气绝对压力应适当低于kPa。由此本实验

51、台确定选用ZCA型真空电磁阀。ZCA型真空电磁阀同样是由永嘉县英科泵阀消费的。ZCA型真空电磁阀适用于以空气或水以及液体为任务介质，可自动化控制或远程控制真空、空气、水、油、液体等任务介质管路的通断，广泛运用于真空设备、真空泵、石油化工、制药、电镀、蒸压、塑料、水厂虹吸真空等实现节能和程控的自动化。由于本阀采用橡胶密封，故对任务介质的清洁度大大减低，具有启闭迅速，可靠性高等特点。ZCA型真空电磁阀的外观如图.，其主要性能参数和安装尺寸分别见表.和表.。图. ZCA型真空电磁阀外观图表. ZCA真空电磁阀主要技术参数任务介质真空、空气等非腐蚀性气体介质温度 任务压力 MPa.任务压差 MPa-.

52、电源电压DCV运用寿命按JB/T-规定额定流量系数KV.走漏量 ml/min按JB/T-F规定公称通径 mm功耗 VA表. ZCA真空电磁阀安装尺寸公称通径 DN内螺纹衔接外形尺寸HL内螺纹G/.控制台控制台位于任务实验台旁边，实现对增压压力传感器参数的监测以及运转工况的控制。控制台上装有一套工业控制计算机系统，各种监测仪表、指示灯以及控制按钮，用来实现对增压压力传感器检测实验台的监控。按照监测的要求，配置的监测仪表、指示灯以及控制按钮有：规范增压压力传感器输出电压表；被测增压压力传感器输出电压表；报警指示面板检测传感器质量好坏灯、过载报警灯、实验台缺点报警灯等；控制按钮总电源开关、紧急停车、

53、空压机及真空泵调速等。.本章小结本章为系统方案设计及实验台构成，首先论述了系统的测试对象、测试参数和测试功能以及系统整体构造的方案设计；然后引见了实验台的总体构成，给出了总体布置图；最后对实验台的主要组成部分进展了阐明，包括空压机、真空泵、加压电磁阀、降压真空阀和控制台等。第三章 实验台测控系统硬件设计计算机测控系统要实时地完成数据采集、运算，并把结果迅速输出到被控对象的义务，必需求有一套硬件系统。测控系统硬件普通由以下五个特部分组成：各类传感器。它用来把现场的各种物理信号转变为数据采集卡能接受的电压信号或电流信号。信号调理板。它用来把传感器输出的电信号转变为数据采集卡能接受的电压信号或电流信

54、号。数据采集卡。它用来将计算机与外部设备和任务环境联络起来，实现被控对象系统与计算机的数据传输和信息交流。工业控制机。它用来对数据采集卡的信号进展运算，得出系统正常任务所必需的指令和参数，然后输出给其它有关设备。辅助设备。包括执行机构、键盘、显示器、打印机和控制台等。它们用来实现控制系统的在线监测和参数的在线修正整定等。一个完好的计算机测控系统构造如图.所示。各种现场任务信号经过不同类型的传感器检测，经信号调理后转变为规范电压或电流信号，由信号隔离安装输入到计算机总线适配衔接的数据采集卡，把模拟信号变为数字量，供计算机处置。控制信号部分作D/A转换或数字输出，供执行机构去控制系统中的外部设备。

55、执行器被控对象传感器检测功率放大器数/模转换工业控制机模/数转换控制台信号调理 图. 计算机测控系统构造图.工业控制机由于测控系统要实时地完成数据采集、显示、存储、计算等功能，而且整个系统的数据采集义务较为繁重，参数的方式也较多，所以这些义务由工业控制机来承当。所谓工业控制机IPC就是在原来个人计算机的根底上进展改造，使其在系统构造及功能模块的划分上更适宜工业过程控制的需求。IPC适用于工业环境运用，虽然起步晚，但开展迅速，IPC与商用个人计算机相比，其区别在于：能满足工业控制实时性要求，处置工业过程中各种参数并把各种操作分成优先等级，能呼应中断呼应；高可靠性，能在粉尘、高温、振动和电磁干扰严

56、重等恶劣环境下长期可靠运转，能抗工业电网的浪涌、闪变、跌落及尖峰干扰；具有直接衔接现场输入信号和控制现场输出信号的才干；可维护性好，便于维修，对硬、软件缺点诊断的才干强。本文选用IPC的配置为台湾研华机箱-H，CPU为INTEL公司的Pentium /.G处置器，母板为AIMB-，内存GB，CPU卡为PCA-，显卡为PCA-，硬盘GB，电源为PS-ATX-ZB，外形如图.所示，能较好地完成数据采集和处置等义务。图. -H工业控制机.数据采集卡要组建一个基于计算机的现代测控系统，光有了工业控制机，还远缺乏以完本钱文的义务，数据采集卡的选择购买是必然要碰到的问题。虽然数据采集卡本身只是和数据采集有

57、关的假设干分立部件的组合，没有很多深奥的实际，但在实践中根据本人的测试需求选择一款适宜的数据采集卡并不是一件很简单的事。除了要了解数据采集卡的中心部件A/D变换器以外，还应该了解卡板上的其它一些有关部件和一些选用的目的。总的来说，选用数据采集卡需求确定一下目的：数据分辨率和精度、最高采样速度、通道数、数据总接线口类型、能否有隔离、能否有标定功能、支持的软件驱动程序及其软件平台等。另外，数据采集卡的选择还有一些常用的目的，如输入电压的最大范围、输入增益的种类、能否有模拟输出、输入触发的类型等。总之，在选用数据采集卡之前应该对其丈量系统的丈量参数有明确的数量级上的认识，并且对数据采集卡有一定的了解

58、，才干选出一款既能满足测试要求又经济的板卡。增压压力传感器检测实验台测控系统具有以下特点：丈量参数多，采样率高，兼容性要求强，数字量输入输出等，结合以上要素，在研讨了NI公司相关板卡的根底之上，选购了PCI-型号的数据采集卡，外形如图.所示，该板卡主要性能目的如下：模拟输入分辨率：位；模拟输入通道数：路单端；模拟输出：路更新率KS/s；模拟输出分辨率：位；计数器/定时器：路位；最高采样速率：KS/s；数字量I/O口：条数字触发。 图. NI-PCI-数据采集卡.接线端子接线端子选用了SCB-型号，它是一款屏蔽式I/O接线盒，运用针衔接器将I/O信号连往插入式DAQ设备。与屏蔽式电缆配合运用，S

59、CB-可提供巩固且噪音极低的信号终端。如图.所示。图. SCB-接线端子.本章小结本章主要对实验台测控系统硬件设计作了较为详细的论述，引见了完成测控要求必不可少的工业控制机，搜集丈量数据的数据采集卡，以及用于导线衔接的的接线端子。并且也给出了计算机测控系统构造图。从整体上看，系统的硬件设计是可行的，并留有扩展的余地，硬件的设计为后面软件的设计和测控功能的实现打下了良好的根底。第四章 实验台测控系统软件设计增压压力传感器检测实验台测控系统的中心是软件系统，基于LabVIEW的测控系统有利于研讨人员将精神集中在所要实现的测控功能上，而不是繁琐的编程细节上。测试与控制在系统中是密不可分的，控制需求以

60、测试为根底，测试那么必需反响控制的结果，因此在软件编制上既要表达模块化的编程，又要将各种测控参数合理地结合起来。.测控软件根本功能为了保证测控系统的可维护性和扩展性，采用了模块化思想。首先对软件功能进展划分，测控软件包括以下几个功能模块：主监控模块、增压压力传感器特性曲线丈量模块、数据采集模块、报警查询模块、参数输入模块和协助 系统等。测控软件可以实现以下功能：参数输入功能；数据采集功能；数据实时显示功能；特性曲线图丈量分析功能；数据输出存储功能；实时报警以及报警信息查询功能；压力工况自动调理控制功能。.软件开发平台在Windows平台下开发运用软件的工具有许多种，比如Visual Basic