本文介紹的是如何利用射頻技術構建一個自動測試臺以實現(xiàn)對加速度傳感器的性能檢測。加速度傳感器廣泛用于汽車領域，它主要用在以下幾個方面：安全氣袋，翻轉檢測，碰撞檢測，車輛動態(tài)控制，剎車控制系統(tǒng)，駕駛者安全裝置。一般情況下，加速度傳感器的輸出信號分兩種方式：即模擬電壓輸出方式和數(shù)字輸出方式。本加速度傳感器性能測試臺測試的便是模擬電壓輸出方式的加速度傳感器。根據(jù)加速度傳感器生產廠家提供的技術指標，在正常情況下，加速度傳感器的輸出電壓與加它所受的加速度成線性關系，或者說符合某一給定曲線，如果測試所得值與給定曲線相符則表明加速度傳感器性能合格，反之則不合格。
一、測試原理與測試方法
要測試加速度傳感器的性能必須要使其處在各種不同的加速度條件下才能有不同的輸出電壓，因此該加速度傳感器自動測試臺首先要實現(xiàn)的就是不同的加速度條件的產生。本系統(tǒng)的測試原理是：物體在勻速轉動時能產生向心加速度，半徑一定而勻速轉動的速率不同時，產生的向心加速度也不相同，向心加速度的大小與轉動的速率成正比。加速度傳感器在固定半徑的圓周上以不同的速率做勻速圓周運動就能產生不同的向心加速度，從而產生不同的電壓輸出值，從而可以測試加速度傳感器的性能指標。
加速度傳感器A安裝在半徑為R(米)的勻速轉動的圓盤上，設圓盤的轉動速度為n(轉/分)，圓盤轉動的角速度為ω(弧度/秒)，物體運動的線速度為v(米/秒)。物體的向心力為F(牛)，向心加速度為a(米/秒2)。加速度方向指向圓心，即與物體的運動方向垂直。
由以上推論可知：只要改變圓盤的轉速，就能使加速度傳感器處在不同的加速度條件下。因此本系統(tǒng)的測試方法是：將加速度傳感器固定在一個勻速轉動的圓盤上，圓盤由電機帶動勻速轉動，由工控機控制電機的轉速。每改變一次電機的轉速，則加速度傳感器就會產生一次不同加速度值下的輸出電壓。因此可以測得加速度傳感器在各個加速度值下的輸出電壓值。
二、加速度傳感器性能試臺的系統(tǒng)結構
本加速度傳感器性能自動測試臺采用NI LabVIEW為開發(fā)平臺，在數(shù)據(jù)采集上采用射頻技術解決旋轉部件與靜止部件的接線問題。如圖2所示為本加速度傳感器性能自動測試臺的系統(tǒng)結構圖。系統(tǒng)由工控機、接口電路，電機調速系統(tǒng)，電動機，采樣系統(tǒng)和被測傳感器測試臺組成。采樣系統(tǒng)與被測加速度傳感器一起轉動，而接口電路與工控機處于靜止狀態(tài)。采樣系統(tǒng)與接口電路之間通過射頻進行信號傳輸。被測傳感器固定在測試臺的圓盤上，圓盤的半徑為0.2米。圓盤通過電動機驅動旋轉，電動機采用伺服電機，它由電機調速系統(tǒng)驅動，工控機通過串口控制電動機的轉速。接口電路通過射頻傳輸獲得采樣系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，它將該數(shù)據(jù)通過串口傳入工控機。
由于采樣系統(tǒng)與被測加速度傳感器一起轉動，而工控機和接口電路處于靜止狀態(tài)。如何將該旋轉部件的信號引出來是本課題的一個難點之一。目前國際上測量旋轉構件信號通常采用的方法有集流器傳輸和無線傳輸兩種。集流器傳輸方法包括拉線式、感應式和電刷式三種 。拉線式集流器使用時易磨損 ,適用于低速旋轉部件的信號測量;感應式集流器工作時其動靜線圈之間的間隙變化會引起磁阻的變化 ,從而影響測量結果 ,而且其測量的旋轉部件轉速不高;電刷式集流器工作性能比較好 ,可用于較高轉速下信號測量 ,但高速旋轉時 ,電刷集流器定子/轉子發(fā)熱會導致信號漂移 ,從而出現(xiàn)測量誤差。無線傳輸方法包括紅外傳輸和無線電傳輸兩種。紅外傳輸?shù)妮d體是紅外線 ,由于紅外線有一定的方向性且不能穿越障礙物 ,因此 ,紅外傳輸只適合于應用在近距離、小角度、無障礙物場合的數(shù)據(jù)傳輸。因此 ,本系統(tǒng)采用抗干擾能力強的無線數(shù)字傳輸技術。
三、加速度傳感器性能測試臺的實現(xiàn)方法
由加速度傳感器性能自動測試臺的系統(tǒng)結構可以看出：該測試臺的實現(xiàn)主要由以下幾個部分組成：
1、采樣系統(tǒng)
