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基于TEDS传感器和假造仪器手艺的测试体系设想与实现

宣布日期:2017-05-05 16:19    阅读次数:次

摘 要:针对传统机器测试体系中存在的仪器操纵庞杂、设置设备摆设调试时候长、功效单一等错误谬误,设想了一套基于TEDS传感器和假造仪器手艺的测试体系。接纳进步前辈的1-wire和PXI总线搭建了硬件平台。经由进程将TEDS植入传统传感器内,使得传感用具备自我标识的才能。基于假造仪器平台的TEDS传感器、主动设置设备摆设线路、数据收罗及阐发等功效模块利用便利并可按照用户的须要停止定制。尝试证实,该体系具备较强的合用性,代表了将来机器测试体系的一种成长标的目的。

跟着机器设备庞杂水平和电机一体化水平的不时进步,所须要的机器参量测试体系也愈来愈庞杂。比方:在对汽车底盘体系停止压力、振动加速率、转速等各类机器参量丈量时,须要大批的将差别范例机器参量转换为电参量的传感器及其配套仪器。因为被检测机器参量的范例多种多样,为使丈量体系能够或许或许对来自各摹拟传感器的旌旗灯号停止精确的旌旗灯号调度、模数转换与剖析显现,就必须按照传感器的参数来切确地设置设备摆设仪器,并将电压丈量值转换到公道的工程单元。同时因为还须要野生对每一个传感器通道停止零丁布线、调试查验等任务。如许做不只致使测试任务量大、测试筹办花费时候长等,间接影响检测诊断成果,同时也使得检测诊断体系功效较为单一,通用性遭到很大限定。笔者以此为背景,设想了一套基于TEDS传感器和假造仪器手艺的测试体系[1]。

1 体系设想根基思惟及整体布局计划

111 体系设想根基思惟

现有的机器测试体系因为传感器的接口范例不分歧,旌旗灯号调度的请求差别和剖析显现的体例各别在现实的测试工程傍边存在着利用不便利,通用性差,测试效力不高档错误谬误。针对传统机器参量测试体系的上述错误谬误,基于智能传感器和假造仪器手艺的测试体系开辟的根基设想思惟以下:

1)传统传感器的智能化革新[2]。经由进程对传统传感器停止革新,将具备信息贮存才能的芯片(TEDS)移植到传统传感器外部,使其具备自我辨认和即插即用的才能。同时经由进程对现有的罕见传感器的接口停止标准化,扩大体系的通用性。

2)体系线路的主动设置设备摆设。体系在传感器智能化的根本上,经由进程读取贮存芯片外面的信息,判定出以后通道传感器所需的调度模块范例,并经由进程矩阵开关组成所需的拓扑布局实现体系线路的主动搭建。

3)数据收罗和现场阐发。在现实的测试尝试傍边常常须要同时丈量几个参量的数据并但愿能就地阐发得出成果。经由进程在假造仪器上开辟出响应的利用法式能够或许实现数据的多通道同步收罗、工程单元换算和停止一些经常利用的阐发变更。针对特别的场所还能够或许按照用户的须要停止模块定制,大局部数据都能做到现场处置。112 体系整体设想体系的硬件体系设想基于进步前辈的1-wire和PXI总线,其具备扩大性好,不变性强,对假造仪器手艺的撑持好等特色。而体系软件开辟首要是基于功效壮大的假造仪器手艺平台(LabWindows/CVI),其能实现由软件代替传统仪器中的硬件并封装组成模块来实现传统仪器的功效。体系整体布局

传感器的有关信息经由进程PXI主机上的利用法式写到TEDS(DS2433)中,而TEDS又经由进程标准的接口和传统的传感器连系在一路,如许经标定过的智能传感器只需插到装置有TEDS读取法式的主机上,其外面的数据就能够或许随时被读掏出来,指点测试体系实现电路地搭建和参数设置设备摆设地操纵。将本请求野生实现的,对每一个传感器通道停止零丁布线、设置设备摆设测试仪器和调剂等任务变成主动化。同时在PXI主机平台上开辟出各类旌旗灯号阐发利用法式就能够或许停止数据的现场阐发。

2 功效模块的实现

体系可分为三个大的模块,即TEDS传感器模块,主动设置设备摆设线路模块和数据收罗及阐发模块。因为本文篇幅无限,这里重点先容TEDS传感器模块的实现。

2.1 TEDS传感器的硬件革新

要使传感器智能化,就必须为其供给自我标识才能。同时作为信息存取的载体其自身还必须具备布局简略,通讯便利靠得住,合适传感器接口革新的特色[3]。Dallas公司的DS2433芯片体积小,分量轻,利用靠得住的1-wire总线停止通讯,合适作为TEDS信息的载体。将其植入传感器外部,传感器就具备了蕴藏信息的才能。图2是革新后传感器的布局图。芯片和传感器共用一根地线,他们的旌旗灯号线是分隔的,传输旌旗灯号互不搅扰[4]。

2.2 传感器自我标识的软件实现
其首要组成局部有激光刻制的64位ROM,(前8位是1-Wire家属代码,而后是48位的独一序列号,最初8位是前56位的CRC查验码,确保其精确和环球独一),256位的缓冲器(暂存器,用于写入数据时的暂存)和4096位的EEPROM(用于存储数据)。一切的数据都经由进程1-WIREBUS与外界停止互换。TEDS信息以页面的情势存储在DS2433中。1-Wire总线是一种简略的旌旗灯号互换架构,经由进程一条线路在主机与核心器件之间停止双向通讯。一切1-Wire通讯的第一步都须要总线节制器收回一个-复位.旌旗灯号以使总线同步,而后挑选一个受控器件停止随后的通讯。1-Wire通讯器件有几种差别的利用法式接口(API),比方PD、OWA-PI、OW.NET、OWCOM、TMEX等。他们都有本身的合用场所。TMEX是一套自力于Windows32位静态链接库的说话,它供给一切1-Wire器件的根基功效,包含用以撑持存储器件的无限1-Wire文件布局。这类API被设想为在多历程、多线程法式争用统一或差别1-Wire端口时任务[5]。它撑持DallasSemiconductor出产的一切1-Wire适配器。经由进程1-Wire端口拜候DS2433的流程以下:初始化;ROM功效号令;存储器功效号令;传输数据[6]。在LabWindows/CVI平台上开辟的读取TEDS信息法式的首要步骤以下:
1)TMReadDefaultPort(&PortNum,&PortType)(读取端口)。
2)session_handle=TMExtendedStartSession(PortNum,PortType,NULL);(取得句柄)
3)TMSetup(session_handle);(建立收集筹办通讯)。
4)TMFamilySearchSetup(session_handle,state_buffer,0x23);(寻觅家属代码为0x23的器件)。
5)TMRom(session_handle,state_buffer,ROM);(读取ROM)
6)TMAccess(session_handle,state_buffer)(挑选以后器件)。
7)TMBlockStream(session_handle,buf,len)(传递数据,TEDS的数据就在buf外面)。
8)TMEndSession(session_handle);(开释句柄,开释总线)。
写入数据的进程近似,先将数据写入缓存,再拷贝缓存内数据,再分页写到EEPROM。如许传感器与PXI主机就能够或许便利地停止信息交换,体系也就能够或许以这些信息为根本停止设置设备摆设等任务。3 运转实例本实例以罕见的齿轮箱为测试工具,经由进程测试其振动旌旗灯号来判定齿轮箱的任务状况和毛病地点。体系请求八通道同时收罗,并且八通道外面有两个压电式加速率传感器。接好各通道传感器后,启动体系软件。这时候体系就会按照各传感器的信息将线路搭建好。图3是本次测试矩阵开关组成的拓扑布局图。
图3中的每一个节点都有一个继电器小开关,它的通断是由软件编程节制的。体系的任务挨次是,起首主机利用法式经由进程RS232通道扫描每一个TEDS通道,读取每一个传感器的有关设置设备摆设信息并存储起来,而后体系在这些信息的指点下,节制各节点开关的通断,从而使得传感器找到各自的调度模块,实现了线路的搭建。
当挑选编辑TEDS选项时,就进入了传感器参数编辑界面,在这外面能够或许读取和点窜每一个通道上传感器的有关信息。图4是通道1上所接传感器的电子数据表格信息,其反映的是该范例传感器参数的根基内容。包含传感器的活络度,量程,型号范例等信息。这些信息是测试时所须要的。当在主界面挑选了进入体系按钮后就进入数据收罗和数据阐发的界面,在这外面能够或许停止各类范例数据的收罗和阐发,为前面的毛病阐发诊断供给根据。
4 竣事语
尝试标明,基于TEDS传感器和假造仪器手艺的测试体系能够或许或许主动辨认各个通道上的传感器范例,主动设置设备摆设各个通道的调度模块,主动校准传感器。测试时能够或许停止单通道也能够或许停止多通道同步采样,并且还能对所收罗的数据停止现场的数据阐发,便利用户的现场阐发诊断。与传统传感器测试体系比拟具备通用性强,操纵简略,智能化水平高档特色,具备广漠的利用远景。

TEDS型传感器:http://www.ndttech.net

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