一 背景及挑戰
傳感器在汽車測試系統中發揮著信息的采集和傳輸作用,可以稱之為汽車的“神經元”。
按照功能可以分為壓力傳感器、流量傳感器、溫濕度傳感器、電流傳感器等。傳感器的主要指標是精度、測量范圍、響應時間等。在滿足指標的情況下,通常選擇可以更加方便地實現其功能且價格低廉的傳感器。傳感器的輸出形式有很多種,但大多數是電流輸出和電壓輸出形式。
早期的傳感器多為電壓輸出型,將測量信號轉換為0~5 V、0~10 V的電壓輸出,屬于運放直接輸出。但當信號需要遠距離傳輸或者在電網干擾較大的場合里時,電壓輸出型傳感器便會受到限制,暴露了其抗干擾能力差、線路損耗和精度降低等缺點。由于導線是有電阻的,并且根據歐姆定律,線越長電阻越大則產生的電壓降越大,由此會影響測量。
二 解決方案
因此長距離的傳輸選擇電流輸出的傳感器來解決。相比于電壓輸出的傳感器,電流輸出的傳感器抗干擾能力更好,傳播距離更遠,并且適合長距離測量,如工程機械、客車等。
電流輸出型傳感器的輸出范圍常用的有0~20 mA及4~20 mA兩種。傳感器輸出最小電流及最大電流時,分別代表傳感器所標定的最小及最大額定輸出值。其中,4~20 mA是國際電工委員會規定的用于過程控制的模擬信號標準,以4 mA作為零點可以區分信號為0,還是信號斷開沒有輸出,因此相比于0~20 mA輸出,4~20 mA更具優勢。
IPETRONIK有多款模擬量測量模塊,均可用于以上模擬量信號傳感器的采集,并且可從傳感器中讀取模擬信號包括電流信號和電壓信號,還可支持對有源傳感器的供電。
測量所得的數據可通過標準高速CAN總線傳輸,專門測試軟件如IPEmotion或其他測試設備可通過CAN總線讀取測量數據,即使在極端惡劣的環境中也可使用。所有通道同步采集,模塊測量精度高,電壓±0.15%,電流±0.5%,車載供電9~36 V,所有的測試通道完全隔離,組合靈活方便,提高了設備的使用效率。
(圖1 測試方案)
其中,傳感器可選電流或電壓輸出模式,需要注意的是4~20 mA測量的是電流輸出的傳感器,不是測量電流,更不能測量靜態電流(或暗電流)。對電流的測量還需要電流傳感器,對此,也有4~20 mA輸出的電流傳感器。
在IPEmotion軟件中配置模塊時,各個通道獨立可選擇不同的傳感器模式。
(圖2 配置界面)
三 硬件產品
? 4/8通道可選;
? 可根據需求靈活組合測試通道數;
? 適用于模擬量數據測試;
? 搭配IPETRONIK隔離設備可進行高壓環境下的模擬量測試;
? 測量范圍:±10 mV~±100 V/±100 mV~±100 V,±20 mA;
? 各通道給傳感器單獨供電15 V/±15 V;
? 防護等級可達IP67。
(圖3 硬件產品)