汽车空调压力传感器测试系统

空调压力传感器测试系统的主要功能是检测空调压力传感器的压力-电压特性(以下简称P-V特性)和传感器的压力密封性测试。传感器测试系统主要由高稳定线性电源和信号调理系统,手动压力发生系统、高精度压力数据采集系统和计算机管理系统四部分组成。

详细信息:

一、产品简介

空调压力传感器测试系统主要分为压力测试设备和计算机及软件两部分。压力测试设备主要提供压力发生和显示,以及被测传感器的安装工装。计算机及软件主要提供系统管理软件,配合硬件完成测试各项操作,并对测试数据做相应处理。

图一   空调压力传感器测试系统压力测试设备样图

图二   空调压力传感器测试工装示意图

空调压力传感器测试工装为一个T6063航空铝型材加工的导气杆,有6个传感器安装工位,其中上图绿色部分为转换接头,采用304不锈钢材质加工,如果更换传感器类型时,只需要重新加工这个转换接头即可,压力导气杆可以作为通用部件不需要任何调整,提高了设备的兼容性。

空调压力传感器测试工装还配备了6个堵头,当传感器测试数量不足6个时,空余的工位可用堵头代替,避免管路压力泄露。

、压力操作方法

空调压力传感器测试系统的手动压力发生装置,主要由初级压力控制单元、二次手动压力增压单元和压力测试单元组成。

初级压力控制单元主要由小型气泵、电磁阀、单向阀、压力开关、过滤器和气容组成。它的操作过程为自动控制,系统上电后气泵工作自动对气容进行储气,当储气压力达到0.8MPa时自动停止;当储气压力低于0.6MPa时,气泵会自动重新启动进行补气操作。因此储气容器的压力工作在(0.6-0.8)MPa。过滤器连接的排水口在设备外,一般在潮湿环境中使用时可能会有排水,请注意排水口应连接软管至储水容器。

二次手动压力增压单元主要由手动进气阀、二次加压泵和手动截止阀组成。通过手动进气阀将气容内储存的压力释放到二次加压泵进行预压,然后采用二次加压泵进行气压增压。手动截止阀主要用于密封性测试时的压力截止。

压力测试单元主要包括压力表、标准压力传感器、压力测试工装、压力输出预留接口和手动放气阀组成。此单元主要是压力显示和测试用途,手动放气阀则用来进行压力降压和释放。

在初次压力测试前,首先应当关闭手动进气阀,关闭手动放气阀,打开手动截止阀,二次加压泵逆时针旋出,安装好标准压力传感器和被测传感器;其次开启设备电源,气泵开始工作,自动将气容升压至设定值后气泵停止工作。然后,缓慢地打开手动进气阀,压力测试部分开始进行升压,当压力上升至设定压力点后关闭手动进气阀,使用二次加压泵可以进行适当的压力调节。如果需要再次升压,仍然打开手动进气阀,测试部分会继续升压,直至压力不能继续升高为止,此时初级加压完成,一般在(0.6-0.8)MPa范围内。最后,在进行二次加压时务必先关闭手动进气阀,然后再顺时针旋转二次加压泵手轮进行继续升压,直至将压力升高至设定值。密封性测试时,尤其是长期密封性测试时,可以考虑关闭手动截止阀,如测试时间比较短,也可以保持手动截止阀处于打开状态。

本次测试结束后,可以打开手动放气阀进行降压,然后二次加压泵再次逆时针旋出,以便下一次升压时使用,然后关闭手动放气阀。接下来可以按照前述的步骤再次进行升压试验。

当天测试全部结束后,应当先关闭设备电源,打开手动放气阀和手动进气阀,将二次加压泵顺时针方向旋入设备内部并折叠手轮,这样可以保证设备内的全部压力释放完毕。如果在潮湿环境使用设备时,还应注意排水口会将累计的水分进行一次性排除。

图三   设备压力连接示意图

、软件操作方法

在启动软件之前,请可靠连接USB通讯线缆。如通讯线缆未连接或连接故障,软件则无法读取相应的测试数据,会提示通讯错误。

图四 通讯线缆故障提示

图五 应用软件的操作界面

测试参数选择与设置区用于选择测试压力点数量和传感器测试数量,另外需要选择标准传感器的量程范围和被测传感器的型号。标准传感器的量程范围目前只有两种,分别为(0—1.6)MPa.A和(0—4)MPa.A,基本可以涵盖用于目前所需的测试要求。被测传感器的型号可以由用户在软件后台进行设置。

标准参数表与测试控制区主要显示标准压力-电压参数,用于用户测试时作为参照使用。另外四个测试按钮应当按照顺序进行测试。在测试参数设置完成后,应当先点击【开始测试】按钮,将设置的参数导入软件并清空上次的测试显示。然后手动调节压力到设定点后再点击【压力测试】按钮,进行对应压力点的传感器电压输出测试。当压力升高至最大量程时,完成所有的压力测试后,可以点击【密封测试】按钮进行当前压力点的密封性测试。一般情况下,密封性测试会选择最大压力量程的压力点进行测试。所有测试结束后,可以点击【数据保存】按钮,将测试完成的数据进行保存。测试完成的数据均以传感器型号-测试日期-测试时间-操作员.xls的文件格式自动保存在测试文件目录SaveReportFile文件下,用户可根据需要随时调取对应数据文件。

压力电压特性测试区主要显示在用户设定的压力点下采集到的传感器输出电压显示,并自动计算误差和合格判定。误差较大的测试数据会黄色高亮显示。最终不合格的传感器会整行数据红色显示。在测试过程中,数据标题框中是实际压力和对应的标准电压值,数据测试框内的数据是在实际压力下传感器的实际电压输出值。这样测试得到的数据均为真实的压力值和电压值,这样避免因压力发生不准确导致的误差,从而大大提高了系统测试精度和数据可靠度。

密封性测试区主要显示密封性测试前后的压力数值,并计算泄漏量后根据设定的允许值进行合格判定。压力密封性测试的时间可以在软件后台进行设置,并在软件界面上的计时器进行倒计时显示。注意,由于气压在升压或者降压过程中,会有压力回弹现象,因此密封性测试前应当待压力稳定后,在进行密封性测试会比较准确。一般压力回弹并基本稳定需要10-20秒。

标准压力及电源电压指示区主要显示标准压力传感器的输出值和被测传感器的供电电压显示。软件会根据参数设置中的标准传感器量程进行计算,因此参数设置必须要正确选择。被测传感器的供电电压应当为5.000V±0.010V范围内进行测试,才能保证测试数据的准确性。如果供电电压误差较大时,显示框会进行闪烁提示,并伴有提示音报警,此时应立即关闭传感器供电电源按钮进行检查。在设备的左侧有调节电位器,可以微调供电电压, 设置完成后可以进行锁止,避免误操作。

数据统计分析区主要显示测试传感器的总数、不合格数和合格率。点击【重新统计】按钮后,可以对以上三项数据进行清零。

图六  软件测试记录保存样表

、文件和数据管理

本软件所有的文件都安装在D:\TMAP_Operator目录下,包括工程文件、软件安装文件、应用程序文件、参数设置文件、数据保存文件、测试统计文件、保存数据格式设置文件和使用说明书等,这样可以便于文件的管理,如图七所示。

图七 软件目录下的所有文件夹

SaveReportFile文件夹,它包括所有的以保存的测试数据,其中测试数据以Excel格式保存,名称格式是传感器型号-测试日期-测试时间.xls;操作人员可以进行查阅或打印(如图八所示)。

传感器测试记录.xls文件是我们提供一种测试数据保存的格式,仅供参考,使用人员可以按实际需要修改表格,或提出修改意见,由我方修改。

图八 保存的测试数据查阅和打印

Standard Data Set文件夹中,我方根据用户提供的传感器的数据,建立测试参数以TXT格式保存在Set文件,可供用使用人员导入和修改参数。如图九所示。前五行数据代表标准压力-电压数据,后四行数据为压力密封性测试参数设置,使用人员可以根据实际情况自行修改或新建文件,务必按照规定的格式进行设置。压力密封性测试参数中的前两项“压力密封测试压力预设值”和“压力稳定时间”为预留参数,不用更改但不可删除。后两项“压力密封性测试时间”和“密封测试允许的最大泄漏量”必须要设置,软件会读取该项参数作为密封性测试的设置和合格判定依据。

新建标准数据格式定义:


1.标准压力:占用5个字符,若不够须补齐,其格式如:0.101,3.518

2.标准电压及误差:占用11个字符,格式如:0.200±0.068,4.650±0.076等

3.在标准压力与标准电压及允许误差之间[Tab]分割。

4.压力密封性测试参数,要在参数后有分号,分号后的文字为注释文字。

图九 传感器标准参数设置

Record文件下,有一个记事本文件,上面记录了传感器的测试总数,不合格数及合格率,每次测试结束后系统会自动进行数据统计。如更换产品型号时,可将该数据全部清零,也可以根据需要在软件上进行统计清零。

五、应用软件安装

系统测试软件安装主要由三方面内容,即:空调压力传感器测试系统软件、NI USB数据采集模块驱动软件。

     空调压力传感器测试系统软件在安装时首先将安装文件夹拷贝至D盘根目录下,然后双击D:\TMAP_Operator\Volume文件目录下的setup.exe文件进行安装,根据系统提示安装完成后重新启动计算机。在安装文件夹中双击“空调压力传感器测试系统.exe”文件即可运行系统。

NI USB数据采集模块驱动软件可参考光盘提示安装即可。一般在计算机系统安装硬件后,会自动提示安装相应的驱动程序。一般驱动软件成功安装后,会自动安装有Measure&Automation软件,运行该软件可进行数据采集卡自检。通过自检,可以检查数据采集卡是否工作正常。

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