基于LabVIEW的便携式汽车仪表检测仪的研制----仪表检测的实验

5.1车速表的检测

汽车车速检测的必要性：

车速表是提供汽车行驶速度信息的重要仪表，驾驶员在行车途中能够正确掌握车速，是提高运输生产力与保证安全行车的关键。驾驶员对行车速度的掌握，虽然可以依据主观估计来进行，但由于人对速度的估计往往会因错觉而造成误差，再加上车速表使用时间长后内部磁场减弱、车轮直径磨损减小等原因造成的误差，检验车速表对于保障行驶安全的意义也是非常重大的。

车速表的测试需要预先了解设定目标车型的特征参数，如车辆特征系数、车速传感器的传感系数等，然后通过数据通信卡（CAN总线信号）将特征参数下载到被测仪表，按照测试要求产生脉冲信号，信号的幅值、频率可以通过手动进行调整，车速信号具备超速报警提示功能，根据设定的超速门限值，高于该「〕限值时，通过主界面前面板上的超速报警灯闪烁提示。测试过程也可以手动进行，测试结果存档以备查询。

车速表的车速信号来自于车速传感器脉冲信号，车速传感器输出的是占空比为定值、集电极开路型脉冲信号输入仪表速度输入端。微处理器采样输入端接收到的脉冲信号，然后根据信号的频率来驱动步进电机使指针指到相应车速值处（km/h）。

例如某款车型仪表测试如下：

设置测试速度点，由以上仪表参数可以看出测试点为非连续，我们选择100km/h为测试速度点，仪表显示为数显式，通过测试可以看出，此款仪表车速表满足设计参数要求。

测试效果图如图5-1：

5.2转速表的检测

转速表是显示发动机每分钟转多少千转，转速表单位是1/min*1000.转速信号取自转速传感器（一般经过ECU模块处理后再送给仪表）。转速表能直观的显示发动机在各个工况下的转速，驾驶员可以随时知道发动机的运转情况，配合变速箱挡位和油门位置，使之保持最佳的工作状态，对减少油耗，延长发动机寿命有好处：

转速表是发动机仪表的重要组成部分。通过观察转速表的指示，可以了解发动机工作性能的好坏，判断发动机工作状态是否正常。为了保证转速表指示的准确性，在装备的使用单位，维护人员借助转速表检测设备，对转速表的指示进行定期校验。由于现代汽车仪表检测的高要求，迫使对发动机转速表出厂检测提出更严格的要求，使得转速表检测设备必须具备体积小、重量轻、精度高、通用性强、便于携带和操作等特点。

下面就是本文对发动机转速表检测的实际检测结果：仪表发动机转速表信号来自发动机曲轴传感器，信号占空比为50%的脉冲波信号，测试方法和车速表一致，在此不做赘述。参数设置如下：

选择3000r/min为测测试点，测试效果如图5-2：

5.3 燃油表的检测

汽车燃油表的功用是指示汽车主、副邮箱内的存油量。燃油表上有“O”、“1/2”、“1”三个刻度，分别表示储油量为无油、半箱油和满箱油。

燃油表是在点火开关接通后才开始工作。有主、副油箱时，燃油表只能显示一个邮箱的存油量，具体显示哪一个邮箱，由燃油表显示开关控制。有的汽车装有燃油警报灯，当油箱存油量接近“0”（或红线）时，警报灯开始闪烁，发出无油警告.[page]

仪表中燃油表信号来自油箱中的油位传感器，油位传感器为滑动变阻器，模拟信号量，测试仪表参数为：

本次测试时，参数设置，虚拟仪器指示值和仪表间有暂不考虑误差补偿，2o误差，属正常现象。

测试效果如图5一3：

5.4 转向灯检测

转向灯有两种类型:

一、灯管采用氛气灯管，单片机控制电路，左右轮换频闪不间断工作。

二、采用闪光器：按其结构不同，可分为阻丝式、电容式和电子式三种。
 

其中阻丝式又可分为热丝式（电热式）和翼片式（弹跳式），而电子式又可分混合式（带触点式的继电器与电子元件）和全电子式（无继电器）「40].比如弹跳式闪光器，利用电流热效应原理，以热胀冷缩为动力，使弹簧片产生突变动作，来接通和断开触点，实现灯光闪烁。当左/右转向灯亮时，仪表左/右转向指示灯（绿色）会亮起，并伴随继电器的开关而亮灭，输入给组合仪表对应引脚为高电平信号。

本次测量左转信号灯，效果如图5一4：

5.5 仪表的检测总体思路

汽车仪表盘检测系统是为了检测汽车仪表盘的准确性及显示性能而设计的。对汽车仪表的检测之前我们都要对他们认真分析，首先了解他们的基本结构、工作原来，分析清楚他们是在脉冲信号下工作还是工作在模拟信号下工作。

然后我们搭建硬件平台，我们把工控机、PXI模块板卡、信号接线盒、数据通信转换板卡、可编程网络电阻、通信总线包括CAN模块、供电电源、虚拟仪器的硬件部分、以及带待测汽车仪表和报警装置都按照我们的设计要求接好，连接时应注意各个接口的对应端。然后我们在虚拟仪器LabVIEW编程，然后我们进行参数设置，如我们要测汽车的车速表我们就要先设置它的占空比是50%传感器脉冲频率是14.00HZ这时我们用虚拟仪器LabVIEW产生这个信号用来驱动我们的车速表，在车速表质量合格的情况下我们的车速表指针指示应是20km/h如果我们测试的车速表显示是在20km/h加减0.002Km/h的范围内都是质量合格的。其它仪表的检测类似就不一一介绍了。

由于传统的检验方法依靠信号发生器给仪表加上模拟工况信号，使指针偏转。通过仪表工作档位的变换，由人眼观察仪表指针与刻度重合程度来判断仪表是否满足精度要求，并借助单片机开发仿真系统通过手工改变单片机存储器内的存储数据，使仪表指针偏转达到要求.在转速表和车速表的调整过程中，由于仪表传感器输送的信号的不均匀性，必须对表盘上不同量程分段进行校准。该过程要求检测校准人员有长期工作经验，校准过程繁琐费时，连续工作会造成操作者用眼用脑过度，导致对检测标定结果的误判，无法保证出厂质量，和满足大批量生产的要求。本论文通过M公司的软硬件产品对整个检测系统进行开发，根据仪表测试所需的各种模拟、数字、开关、K一Line、CAN等各种信号参数，采用NI的PX工系列板卡、中泰的PCM一536以及自制的可编程网络电阻和数据通讯转换卡组成系统的硬件电路部分。以此为基础，再利用M的LabvIEw软件对整个测试系统进行开发。最终提出研制一个小巧、灵活、可靠性高的便携式检测系统理论，该系统能够针对大部分的车型，模拟产生仪表所需的各种采集信号信息，并且通过CAN接口与被测仪表进行通信，从而实现汽车状态信息的实时反馈。

基于虚拟仪器汽车仪表检测系统是检测汽车仪表行业的一个重要发展方向。目前的人工检测方法不仅难以满足精度、质量的检测要求，更加难以满足大规模工业生产检测中的效率要求，生产效率低。采用虚拟仪器对汽车仪表检钡U可以避免这些问题，不仅对于检测精度、质量有了提升，同时对于检测的效率也有了一定的提高，而效率正是大规模工业生产中非常重要的因素。因此，基于虚拟仪器的汽车仪表检测系统将会取代人工检测，成为仪表检测行业的主流。

总之，本文所实现的基于虚拟仪器的检测系统是汽车仪表检测领域一个非常重要的发展方向，不仅可以改变人工劳动量大的弊端，同时可以提高标准度，检测效率，相信随着虚拟仪器的发展，准确率、效率必定可以有更大的提高。