32路磁致伸缩位移传感器时漂老化测试台设计

罗小勇，李海全，林朝龙

（新会康宇测控仪器仪表工程有限公司，广东江门，529100）

32路磁致伸缩位移传感器时漂老化测试台设计

罗小勇，李海全，林朝龙

（新会康宇测控仪器仪表工程有限公司，广东江门，529100）

磁致伸缩位移传感器时漂老化测试占用较大的空间和时间，研发一个集成度高、能满足多个工作电压、能兼容多种输出信号、能自动监测输出信号、能汇总时漂数据并进行计算的老化测试台，能大幅提高磁致伸缩位移传感器的批量生产效率。本文介绍32路磁致伸缩位移传感器时漂老化测试台的系统硬件构成、软件系统开发。

磁致伸缩位移传感器；时漂；老化；自动测试

0 引言

为保证磁致伸缩位移传感器产品的出厂质量和稳定性，产品均需做不低于24小时的时漂老化测试，以前，磁致伸缩产品的磁子在测杆上的移动需要进行人工进行，检测出不同时间、不同位置的产品输出数据，由于产品销售量的快速增长，部分产品的生产批量较大，单靠原来老化设备已不能满足生产需求；针对大批量生产的磁致伸缩位移传感器产品，在时漂老化测试工序增加新型时漂老化工作台，利用计算机对位移传感器的输出数据进行全自动的采集与漂移量计算，更加合理利用生产场地的有限空间完成大批量产品的时漂老化测试任务，从而提高生产效率。

1 磁致伸缩位移传感器时漂老化测试台的构成

测试台由固定框架、磁子升降装置、电源模块、信号采集、电脑操作平台与配套工装组成。

图1 设备整体图片

1.1 时漂老化测试台固定框架

固定框架采用40*40铝型材搭建，整体尺寸为1250mm*600mm*1300mm，固定板面采用厚度为10mm铝板制作，使用10mm厚度的铝板主要保证承重32个磁致伸缩位移传感器的承载能力；产品采用垂直固定的设计方案，垂直固定的设计方案可大大减少产品占据的空间；通过在固定板面设计横向导向槽，将位移传感器以垂直状态放入设备的固定位，而且每个位移传感器的电子仓之间保证有70mm的防干扰距离，适合测杆直径在φ20mm以内的产品使用。

图2 固定框架

图3 测杆垂直放置

1.2 磁子移动升降装置

时漂老化测试工作台可同时进行两种不同量程的产品进行老化，利用升降装置可分别将两批不同量程传感器的磁子在1米以内任意移动到测试所需位置，升降装置采24V直流电机作为动力源，利用螺杆作为传动机构，在固定平台设立两条导向杆，保证固定平台运动时的稳定性。

图4 时漂老化测试台的磁浮子固定

图5 电机与传动机构

1.3 时漂老化测试台电源模块

采用自制线性可调稳压电源，其供电为0V～30V 和±10～±15V线性可调直流电源，适用不同供电要求的产品，而且在电路方面有降噪电路，减少电源纹波，这样对磁致伸缩位移传感器产品就不会产生较大干扰信号，保证产品的输出稳定性。

电源箱内安装了8组电源板和8个电压表，每组电源分别为四个磁致伸缩位移传感器提供稳定的电压，在每一路中增加了保护管，确保了被测产品在时漂老化过程中出现故障时能快速地对产品进行断电保护，并且不会对其它产品造成影响，在每组电源板上分别利用可调电位器对所需电压进行调节，并在对应的电路板配有数字式电压表，电压供电更为直观。

图6 时漂老化测试台电源模块

1.4 时漂老化测试台的信号采集

采样模拟信号采用进口NI品牌的M系列PCI-6224数据采集(DAQ)板卡。PCI-6224数据采集卡为48路数字I/O，双路32 位模拟输入，16位分辨率，采样频率250KHz，输入量程最大±10VDC，系统误差0.01%F.S。

数字信号采用MOXA公司的多串口卡PCI-118UI来采样RS485接口信号，其中MODBUS输出信号的位移传感器可直接通过MOXA的RS485接口采样；此卡为8路USB串口卡，每个串口分别对8路位移传感器进行数据采集，最大能采集64路信号。

1.5 时漂老化测试台的操作系统平台

（1）按钮面板：主要负责对应测试产品的电源开关切换、电压与电流转换的功能。

（2）显示面板：主要负责产品的工作电流监控，电流显示器采用数字式表头，能更直观地监控被测磁致伸缩位移传感器工作电流情况。

（3）计算机：主要负责磁致伸缩位移传感器的信号采集、数据分析、数据查询管理、曲线查询管理等功能。

图7 时漂老化测试台的操作系统平台

A.ModBus输出磁致伸缩位移传感器通过MOXA卡对输出信号进行采集，通过自行编制的多路巡检软件对采集的数据进行记录与分析，通过最大值与最小值的差值得出时漂漂移量。

B.模拟输出磁致伸缩位移传感器通过PCL-6224采集卡可对信号数据进行采集，通过自行编制的时漂测试系统软件对信号进行记录与分析，由于此卡只能对电压输出位移传感器进行采集，电流输出传感器产品需要通过电源开关台上琴键开关进行切换从而进行采集数据。此软件可对位移传感器的预热期时间进行任意调整，预热期过后可对位移传感器每1秒输出的数据进行记录，并且能自动计算产品的漂移值，再通过Excel表格对相关数据作保存。

1.6 时漂老化测试台的配套工装

产品的电路板外围使用外罩工装将电子仓整体包住，保证未封装的电子仓达到密封效果，模拟产品在全密封的环境下测出其漂移值；外罩工装上配有航空插头与波形检测接口，能快速与系统端联接，防止人为接错线导致产品损坏，并且能在不拆除外罩的情况下检测反射波形的实际情况。

2 32路磁致伸缩位移传感器时漂老化测试台优点

2.1 占用空间大幅缩小

新开发的32路时漂老化台的整体外形尺寸为1250mm*600mm*1300mm，共能同时放置32个磁致伸缩位移传感器，旧式时漂老化台2000mm*500mm*1800mm，只能同时放置20个磁致伸缩位移传感器产品，从新旧设备外形对比，新型时漂台整体尺寸约为旧时漂台的一半，但老化数量比旧设备增加12 路，利用小空间使测试数量达到最大化，充分而合理地利用生产场地。

2.2 适用多种类型产品

由于磁致伸缩位移传感器供电电压多样，分别有：12V、24V、12V、±15V、±13V，而旧式老化台只能提供单种电源的供电模式，占用了较大的生产场地，因此在时漂老化台供电部分自制可调式电源，可满足上述任一种供电电压的产品使用。工作台同时可采集多种不同的输出信号，包括：电流信号，电压信号，MODBUS等信号。

2.3 生产效率大幅提高

（1）使用配套工装可将磁致伸缩位移传感器与系统端快速联接，减少了操作人员接线的时间。

（2）相同量程的磁致伸缩位移传感器可直接插入磁子固定台的孔内，调节升降装配使整体的磁子到达测试位置即可进行时漂老化操作，而旧式时漂台需将磁子一个一个穿入测杆，操作效率低，而且放置不牢固，容易移位，造成时漂测试数据不准确。

（3）系统软件能自动计算时漂数据，减少了人为记录。

2.4 适用更多不同输出类型位移传感器产品

有了新型非线性的设计例子，我们可向其它的输出类型扩展，使设备的适用类型更广，如SSI、CANBus等输出的产品。

2.5 可扩大老化数量，

原来安装的两张采集卡均有64位，为我们日后的扩展留有余地，根据位移传感器实际产量情况，对设备的采集端口进行扩展，该设备可扩展为64路时漂老化设备。

3 小结

针对大批量生产的磁致伸缩位移传感器产品，在时漂老化测试工序，新开发了多路测试台，利用计算机对位移传感器的输出数据进行全自动的采集与漂移量计算，设计了磁子的移动装置，更加合理利用生产场地的有限空间完成大批量产品的时漂老化测试、输出报表，从而大大提高了磁致伸缩位移传感器产品的生产效率。

[1]王立恒，任勇峰，李圣昆，张永乐.基于FPGA的多路采集测试系统设计[J].《电测与仪表》 2009年第2期.

Design of 32 channel magnetostrictive displacement sensor time drift aging test bed

Luo Xiaoyong,Li Haiquan,Lin Chaolong
(Xinhui Kangyu control instrumentation engineering Co. Ltd,Jiangmen Guangdong,529100)

the magnetostrictive displacement sensor when the larger space and time drift aging test takes a high degree of integration, research and development, to meet the working voltage, compatible with a variety of output signal, automatic monitoring of the output signal, can collect the drift data and aging test table calculation, can greatly improve the production efficiency of magnetostrictive the displacement sensor is introduced in this paper. 32 magnetostrictive displacement sensor drift aging test bench system hardware structure, software system development.

magnetostrictive displacement sensor;time drift;aging;automatic test