電器可靠性試驗(yàn)監(jiān)控系統(tǒng)的研究開發(fā)

摘要：論述了一套用于汽車電器系統(tǒng)振動(dòng)可靠性試驗(yàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控的電路多參數(shù)測(cè)試系統(tǒng)。該系統(tǒng)以LXI 總線模塊化虛擬儀器為核心，以LabWindows/CVI 為軟件開發(fā)平臺(tái)，有效的結(jié)合計(jì)算機(jī)故障診斷技術(shù)，形成了一套可以獨(dú)立完成遠(yuǎn)程控制、測(cè)試、數(shù)據(jù)處理和實(shí)時(shí)故障診斷的試驗(yàn)監(jiān)控系統(tǒng)，為汽車電器產(chǎn)品試驗(yàn)過程的智能化、可溯性奠定了基礎(chǔ)。

　　1 引言

　　由于路面激勵(lì)和發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)這兩大激勵(lì)源的存在，汽車電器與電子系統(tǒng)故障占整車故障的比例極高，且呈逐年增加的趨勢(shì)。在試驗(yàn)室內(nèi)對(duì)車輛及其零部件進(jìn)行道路模擬振動(dòng)試驗(yàn)被認(rèn)為是加速產(chǎn)品開發(fā)、提高產(chǎn)品質(zhì)量的有效手段。傳統(tǒng)的試驗(yàn)過程多采用人工值守，對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行紀(jì)錄。這種方式存在以下問題:
　　1. 試驗(yàn)環(huán)境惡劣，常伴有噪聲、濕熱等因素；
　　2. 時(shí)間長(zhǎng)，值守人員的工作負(fù)荷大；
　　3. 人工記錄數(shù)據(jù)，缺乏完整性和一致性；
　　4. 故障現(xiàn)象不具有可溯性，無法為故障分析提供充分的依據(jù)；
　　這些不足之處在很大程度上影響了試驗(yàn)的有效性，無法對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行深入的分析。由于汽車電器系統(tǒng)自身控制原理復(fù)雜，包含的元器件數(shù)量種類繁多，結(jié)構(gòu)形式多樣，借助自動(dòng)化測(cè)試設(shè)備對(duì)整車電器系統(tǒng)進(jìn)行試驗(yàn)過程的實(shí)時(shí)監(jiān)控尚不具備通行的有效方法。本文著重論述了一種應(yīng)用于“汽車電器系統(tǒng)可靠性試驗(yàn)臺(tái)”的適用于整車電器系統(tǒng)試驗(yàn)監(jiān)控及故障診斷的測(cè)試系統(tǒng)的構(gòu)建方法。

　　2 監(jiān)控系統(tǒng)工作原理

　　汽車電器可靠性試驗(yàn)臺(tái)借助輔助試驗(yàn)設(shè)備施加電應(yīng)力和振動(dòng)應(yīng)力，使臺(tái)架上的汽車電器系統(tǒng)模擬汽車道路試驗(yàn)的實(shí)際工況進(jìn)行試驗(yàn)。“汽車電器系統(tǒng)可靠性試驗(yàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)”以電路內(nèi)的可及節(jié)點(diǎn)作為監(jiān)控點(diǎn)，借助數(shù)據(jù)采集設(shè)備對(duì)各用電器回路內(nèi)電壓、電流、頻率等信號(hào)進(jìn)行跟蹤測(cè)量和記錄；通過應(yīng)用軟件對(duì)單元數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)的處理分析，及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障，實(shí)現(xiàn)聲光電報(bào)警，并對(duì)典型故障的類型和位置做出診斷。

　　2.1 系統(tǒng)基本設(shè)計(jì)構(gòu)想

　　由于被試系統(tǒng)自身的復(fù)雜性，監(jiān)控系統(tǒng)在設(shè)計(jì)上采用了基于“UUT（Unit Under TEST）分類”的系統(tǒng)規(guī)劃方式，如圖1 所示。針對(duì)UUT 類型展開系統(tǒng)的硬件和軟件設(shè)計(jì)。采用這種方法的原因在于：
　　1. 汽車電器系統(tǒng)的常規(guī)用電設(shè)備采用的是并聯(lián)方式，以每一用電器回路作為一個(gè)試驗(yàn)單元UUT，則整個(gè)被試系統(tǒng)即可作為一個(gè)由多個(gè)UUT 并行試驗(yàn)的電路網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)；
　　2. 汽車某些電器設(shè)備在其工作模式及故障形式上多具有共性，結(jié)合其自身特性及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求可將全部UUT 單元?jiǎng)澐譃闊艟?、電機(jī)、儀表等幾種典型分類；
　　3. 針對(duì)UUT 分類展開設(shè)計(jì)而非針對(duì)單個(gè)UUT，可以減小系統(tǒng)復(fù)雜度，提高通用性。

圖1：系統(tǒng)基本設(shè)計(jì)構(gòu)想