目前，绝大多数汽车安全检测设备都是从汽车制造业发达国家进口的，ABS(Anti-lock Braking System，制动防抱死系统)传感器的功能测试设备更是如此，因此需要自主开发一种适合生产环境、快速、稳定、通用的检测设备，以满足生产过程中每件必检的一道工序的需要。
本设计使用NI PCI-6220多功能数据采集卡LabVIEW 7.根据德国公众开发软件ABS传感器功能测试标准开发了满足要求的测试系统。该系统速度快，运行可靠，可实现数据采集、分析和存储，并已在生产线上投入使用。
ABS的工作原理
ABS最重要的功能不是缩短制动距离，而是尽可能保持制动时汽车的方向稳定。ABS车轮与路面的摩擦是滚动摩擦，充分利用车轮与路面的最大附着力，提高制动加速度，缩短制动距离，但最重要的是确保汽车的方向稳定。ABS工作时相当于高频点刹。因此，如果在紧急情况下踩下制动踏板，你肯定会感觉到制动踏板在颤抖，你也会听到制动总泵的达达声。ABS正常工作。制动总泵不断调整制动压力，对制动踏板产生连续反馈。
测试原理
如图1所示，测试时，ABS驱动系统驱动旋转系统以任何方向恒定速度旋转。对于MK60型ABS传感器是指恒速139.5r/m旋转。如图2所示，分别在接点处①和②间(UB)给传感器施12Vdc和3.3Vdc旋转时连续两次测试电压，每次测试都要保证测试完整一周。当ABS当传感器感应到发号片时，会产生方波峰，否则会产生波谷，使用115Ω高精度电阻R获得电压US。当UB为12V方波的频率和电流峰值根据测量的电压值计算IH最大值和最小值，电流谷值IL信号的最大值和最小值占空比。如图3所示，当UB为3.3V极对数和极距间隙按测量的电压值计算。如果这些值在许可范围内，则可以断ABS传感器合格。
图1 ABS传感器测试系统示意图
图2 ABS电路图
图3 ABS方波
为了确保完整的测试周和判断ABS传感器的极对数是否正确，必须有一个基准脉冲发生器，因此，制作了一个45齿齿的齿盘，因为工件的极对数是43，所以齿盘的齿数与之相似。齿盘的齿隙比为1:1，并与被测工件一起旋转。用光电开关检测基准齿盘的齿数。只有检测到45个光电开关的信号，才能保证ABS测试持续了整整一周。光电开关产生0~2424V接口板的光电隔离后，序列脉冲转换为0~5V序列脉冲，以下简称REF选择此光电开关时，应注意响应频率大于45×139.5÷60=105Hz。
控制原理
使用NI PCI-6220多功能采集卡，ABS信号和REF信号作为电压模拟量，通过差分输入连接到多功能采集卡的通道0和通道1。为保证测试精度，模拟量的采样速率为25kS/s，每个通道的缓存区为500kS，可靠地存储测试数据，每个通道的读取点为250S。数字量信号输出测试条件判断信号和测试结论值DIO上。为实现测试电压的切换、模拟输入和数字输入或输出，设计开发了接口板，其结构框图如图4所示。有两个接口板DC/DC模块分别用于24Vdc转换成5Vdc和12Vdc。5Vdc用于多功能采集卡DIO，为了保护NI PCI-6220多功能采集卡采用双向输入光电隔离和数字输入NPN/PNP输入选择开关，将24个数字分为16个输入和8个输出；输出部分由达林顿驱动模块驱动。测试电压要求精度为12±0.1V 和3.3±0.1V，使用两个电压调节器和电位器，以确保将测试电压调节到12V和3.3 V。选用安川SGMGH系列伺服电机和SGDM为了保持恒定的速度，系列伺服控制器。伺服电机采用17位编码器，采用内部速度控制模式，无需其他控制模块进行恒速试验。
图4 接口板结构框图
图5为测试程序流程图，图6为设备全图，具体测试步骤如下。
图5 测试程序流程图
图6 设备全图
1 启动程序，首先是程序初始化，包括读入参数设置值、初始化数组和簇。
2 测试程序每50ms扫描至少200个测试指令脉冲信号ms。一旦扫描到测试指令脉冲信号，就开始测试。
3 最后一次测试结果首先要清零。
4 接口板上的继电器K1和K13上电连接，连接ABS并施12传感器V电压，第一次测试，计算测试值。
5 接口板上的继电器K13保持连接ABS传感器，K1断开，将电压切换到3.3V，进行第二次测试，计算测试值。
6 总结计算结果，得出结论。
7 输出计算结果和测试结论PLC测试是否合格I/O信号；计算结果和测试结论显示在测试软件的主界面上；将计算结果附加在时间、日期和条形码上。
8 等待PLC反馈信号，3s之内，收到PLC发回的结果收到信号，返回步骤2，等待测试指令脉冲信号，准备下一次测试；否则，报警提示。
程序设计要点
以LabVIEW标准状态机为模板，共19个框架。建立4个簇作为数据的高速公路，分别为：ABS与REF顺序比较、参数设置、计算结果和测量数据。共调用15个子程序完成测试、参数设置和硬件测试。
显示屏可以在四个界面之间切换：查看数据、第一波形、第二波形和参数设置和硬件测试。默认图片是查看数据，也是主界面，如图7所示。计算值、测试结果、程序运行后测试的数量、合格的数量和合格率显示在默认图片上。测试过程中显示了测试过程。两次连续测试显示在第一波形和第二波形的画面中ABS信号和REF信号波形。图8是第一次测试波形。授权用户在参数设置和硬件测试图中设置参数。当需要调试系统时，可以进行硬件测试。数据记录文件每天以日期为2006-6-3_ABS”。
图7 主界面
图8 第一次测试波形
将日期、时间和条形码加入测试数据前面的测试件，每次测试添加一行，均为80GC盘和D盘同时存储，以确保数据安全，便于数据可追溯性。数据存储格式如表1所示Excel软件可以查看记录文件。
由于采集速度快，虽然理论上认为方波信号的上下边缘是跳变，但可以说是从0V跳变到5V，但是，如果这个跳变过程放大了很多倍，就可以捕捉到从0V跳变到5V中间值，可能是2.7V、3.5V等。类似于这种跳变过程中的一个值，就是波峰或波谷限值。通过对采集数据的分析，发现跳转过程中最多可以根据所需的采样速率和方波频率产生一个中间值。这样，在程序中识别和过滤这些中间值，以避免不合格的假数据参与计算。此外，尽管从宏观上看：如果ABS传感器合格，参考信号45齿，ABS应该有43颗牙齿。然而，通过对纸模型的分析，在采样开始时发现，ABS或参考信号(简称)REF)的相对状态不同，计算数值是不一样的。即如果脉冲顺序判断结果REF先于ABS，则以REF为基准，在REF=46时，ABS=43是正确的；如果脉冲顺序判断结果是正确的；ABS先于REF，则以ABS为基准，在ABS=44时，REF=45是正确的；如果脉冲顺序判断结果是正确的；ABS与REF与此同时，以ABS为基准，在ABS=43时，REF=45即为正确。
结束语
实践证明，LabVIEW 7.图形编程，易于阅读和理解，软件中丰富的例程对初学者非常有用，实用的装饰件可以做出美观实用的界面。图9是LabVIEW块图程序。目前，这一ABS该系统技术可靠，运行稳定，能保证测量精度，已交付使用。与进口同类设备相比，虽然采集卡采样率为250kS/s，但是进口设备A/D转换分辨率为12位，NI PCI-此外，进口设备的价格是系统的3、4倍，该系统的成功也为用户节省了设备投资。
图9 LabVIEW块图程序
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