一種基於角度傳感器的汽車儀錶盤自動檢測系統的製作方法
2023-12-01 03:15:11
本發明涉及汽車儀表檢測領域，特別是一種基於角度傳感器的汽車儀錶盤自動檢測系統。
背景技術：
汽車儀錶盤通常包含速度儀表、轉速儀表、水溫儀表、燃油量儀表等，它通過指針轉動角度來指示物理量。驅動儀錶轉動的信號包括模擬量、數字量兩種方式。前者多為非智能儀表系統，通過模擬量直接驅動指針式儀表。後者多為智能是儀錶盤，驅動信號包括數字脈衝信號或CAN等智能信號。
在汽車儀錶盤生產過程中不僅需要對各種指針式儀表各種狀態進行檢驗，同時對指示結果值進行全量程的精度檢驗。通常的檢驗方式是：對各種儀表加載相應的信號，不斷變化信號的閾值，通過人工觀測儀錶轉動的角度及指示的值，以儀表指針所指示值是否與輸入信號對應值相吻合，來判斷儀表是否滿足質量要求。由於人員本身狀態的不確定性，觀察方式和角度的不同，對產品指示精度和一致性容易造成主觀誤判。
因此，需要一種基於角度傳感器的汽車儀錶盤自動檢測系統。
技術實現要素：
本發明的目的是提出一種基於角度傳感器的汽車儀錶盤自動檢測系統。
本發明的目的是通過以下技術方案來實現的：
本發明提供的一種基於角度傳感器的汽車儀錶盤自動檢測系統，包括儀錶盤、PC控制系統、MCU信號發生電路、步進電機和角度傳感器；
所述PC控制系統與MUC信號發生電路連接，並向MCU信號發生電路發送相應的信號加載指令；所述MCU信號發生電路產生模擬信號並驅動步進電機；所述步進電機與儀錶盤連接用於驅動儀錶盤指針轉動；
所述角度傳感器信號用於獲取步進電機的轉動角度；所述角度傳感器輸出端與PC控制系統連接；將轉動角度輸入到所述PC控制系統；所述PC控制系統用於處理並顯示儀錶盤參數差值。
進一步，所述PC控制系統通過USB接口與MUC信號發生電路連接。
進一步，所述角度傳感器輸出端與PC控制系統通過RS232/RS485串口相連。
進一步，所述角度傳感器的解析度為0.022°，絕對角度誤差為±0.01％，相對角度誤差為0.02％。
進一步，所述儀錶盤為速度表、發動機轉速表、水溫表和燃油表中的一種；所述
所述速度表和發動機轉速表輸入信號為PWM信號或CAN信號，所述水溫表輸入為電壓信號或CAN信號；所述燃油表輸入為電阻值信號。
由於採用了上述技術方案，本發明具有如下的優點：
本發明提供的系統在汽車儀錶盤的生產檢測過程中，利用計算機控制、檢測技術、角度傳感器技術，準確檢測汽車儀錶盤以指針方式顯示的速度表、轉速表、油溫表、油量表物理量的準確性。該方法以數字讀數的方式顯示輸入信號與指針轉動角度對應的物理量值，它可以提高測試的精確度和判別準確性，避免主觀視覺判斷誤差，降低檢測工作強度，提高檢測效率。解決了指針式計量儀表的自動化檢測問題，是一種先進的檢測技術。它具有檢測效率高、讀數準確、讀數重複性好等優點，具有產業化應用的前景。
本發明的其他優點、目標和特徵在某種程度上將在隨後的說明書中進行闡述，並且在某種程度上，基於對下文的考察研究對本領域技術人員而言將是顯而易見的，或者可以從本發明的實踐中得到教導。本發明的目標和其他優點可以通過下面的說明書來實現和獲得。
附圖說明
本發明的附圖說明如下。
圖1為基於角度傳感器的汽車儀錶盤自動檢測系統連接示意圖。
圖2為基於角度傳感器的汽車儀錶盤自動檢測系統示意圖。
圖3為指針相對角度誤差示意圖。
圖中，1為角度傳感器、2為PCBA、3為步進電機。
具體實施方式
下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明。
如圖所示，本實施例提供的一種基於角度傳感器的汽車儀錶盤自動檢測系統，包括儀錶盤、PC控制系統、MCU信號發生電路、步進電機和角度傳感器；
所述PC控制系統與MUC信號發生電路連接，並向MCU信號發生電路發送相應的信號加載指令；所述MCU信號發生電路產生模擬信號並驅動步進電機；所述步進電機與儀錶盤連接用於驅動儀錶盤指針轉動；
所述角度傳感器信號用於獲取步進電機的轉動角度；所述角度傳感器輸出端與PC控制系統連接；將轉動角度輸入到所述PC控制系統；所述PC控制系統用於處理並顯示儀錶盤參數差值。
所述PC控制系統通過USB接口與MUC信號發生電路連接。
所述角度傳感器輸出端與PC控制系統通過RS232/RS485串口相連。
所述角度傳感器的解析度為0.022°，絕對角度誤差為±0.01％，相對角度誤差為0.02％。
所述儀錶盤為速度表、發動機轉速表、水溫表和燃油表中的一種；所述
所述速度表和發動機轉速表輸入信號為PWM信號或CAN信號，所述水溫表輸入為電壓信號或CAN信號；所述燃油表輸入為電阻值信號。
根據儀表顯示物理量的不同，測試系統能輸入各儀表相應的全量程範圍的電信號，該信號驅動儀表指針的轉動，按提供信號大小，利用角度傳感器測量指針轉動角度，來讀取儀表指針所顯示物理量是否符合要求，如圖1所示。加載信號前，步進電機處於測量零位值，加載測試信號後，驅動指針式儀表步進電機轉動到某一固定角度，該角度就是讀出檢測物理量的示值；讀出的示值與輸入信號的理論值比較，其差值即是檢測物理量的示值誤差。
如圖所示，圖1為基於角度傳感器的汽車儀錶盤自動檢測系統；圖中的角度傳感器1通過PCBA2與步進電機3連接；速度表、發動機轉速表輸入信號為PWM信號或CAN信號，水溫表輸入為電壓信號或CAN信號、燃油表輸入為電阻值。根據不同的車型，按其要求輸入與之相對應的信號。CAN的報文也需按具體的車型確定。
本實施例提供的檢測系統包括三個部分：PC控制系統、MCU信號發生電路、角度傳感器。PC為系統的中心，通過USB接口同MUC連接，通過RS232/RS485串口與角度傳感器輸出端相連。PC向MCU發送相應的信號加載指令，MCU相應接口產生儀錶盤所需要的各種數字或模擬信號，驅動步進電機處於相應的工作狀態。PC機採集角度傳感器信號，獲得轉動角度，計算出物理量的指示值；同時PC機也計算出加載信號代表的PC理論物理量與示值物理量之間的差值，其差值就是該物理量的示值誤差。該方法可以實現對汽車儀錶盤指針顯示類物理量的自動化檢測。
圖2為基於角度傳感器，檢測誤差分析(以速度表為例)；結構形式：步進電機式；輸入信號：來自車速傳感器的脈衝信號；每公裡2380個脈衝。指示範圍：0～240km/h，對應角度0～300°(1km/h角度示值＝1.25°)。
表為速度表顯示誤差允許值
輸入一定值信號，步進電機轉軸旋轉對應的轉角，標準夾角為Φ，測得的夾角滿足：
Φ1≤Φ≤Φ2即可(Φ1、Φ2按表1誤差獲得)。
測量系統的檢測誤差主要取決於角度傳感器誤差。高精度角度傳感器角度解析度為0.022°，絕對角度誤差±0.01％，相對角度誤差0.02％。因此角度傳感器的測量誤差遠遠小於儀錶盤允許相對角度誤差要求。在標稱角度區內，輸入信號為線性變化，輸出信號隨角度增大而增大。角度傳感器與被測接觸步進電機接觸控制的關鍵是角度傳感器與被測步進電機間的同心，由於負載很輕，故採用柔性摩擦方式連接。
最後說明的是，以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非限制，儘管參照較佳實施例對本發明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發明的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本技術方案的宗旨和範圍，其均應涵蓋在本發明的權利要求範圍當中。