电子测量技术Electronic
Measurement
电子技术
10.3969/j.issn.1000—0755.2013.01.022
多功能汽车发电机电压调节器静态测试仪
张小芹1李志红1陈立东1王宝良2
(1.河北科技师范学院机电工程学院,河北秦皇岛
2.秦皇岛纳川电子有限公司)
摘要:汽车发电机电压调节器的电气性能测试通常是与汽车发电机组装在一起进行动态测试,系统庞大、价格昂贵、耗电量大、操作复杂。利用电子模拟发电机代替汽车发电机组,开发了多功能电压调节器综合参数静态测试仪,并以计算机接口进行数据采集与处理,以适用于大批量产品测试。详细介绍了静态测试仪产品及调节器主要参数静态测试原理、数据采集系统硬件与软件的设计。试用表明,该测试仪操作方便,稳定可靠,价格便宜,测试准确,测试精度可以达到动态测试的0.1%,具有很强的推广价值。
关键词:汽车发电机;电压调节器;静态测试;数据采集
MultifunctionalStatic
TesterforVoltageRegulatorofAutomotiveAlternator
ZhangXiaoqinlLiZhihon91ChenLidon91WangBaolian92
(1HebeiNormalUniversityofScience&Technology,Qinhuangdao,Hebei2QinhuangdaoNachuanElectronicCo.,Ltd.)Abstract:Theelectricalperformancetestingofvoltageregulatorforautomotivealternatorisusuallya
testassembledtogetherwithautomotivealternatorsets,inwhichthesystemislarge,expensive,large
consumptionandoperationcomplex.Astatictestinginstrumentforcomprehensiveparametersofvoltageisdevelopedbyusingelectronicanaloggeneratorinplaceofautomotivealternatorsets,it
uses
computer
to
collectandprocessdata,SOastobeappliedinthetestingofmassproduction.Thetesteranditstesting
hardwareandsoRwaredesignofthedataacquiskionsystemarepresentedindetail.Itisshownthatthe
tester
issimpleinoperation,reliable,cheapand
accurate.
Keywords:automotivealternator;voltageregulator;statictest;data
acquisition
0引言
所示,由测试部分和数据采集部分组成。测试部分汽车发电机电压调节器是控制汽车发电机发电用来测试汽车电压调节器的电气性能参数,并可以特性的重要部件。我国生产的电压调节产品不断推显示输出数据,其原理结构如图2所示,包括电源、陈出新,但其检测手段还很落后,通常是将该产品电子模拟发电机、控制、输出、操作及可调负载6与汽车发电机组装在一起,在专用试验台上进行动个模块。电源部分设置3组开关,用于测试不同系态测试,这种测试手段虽然实时性好,精度高,但整列产品的不同参数。数据采集系统的作用是将电压个测试系统庞大、价格昂贵、耗电量大、操作复杂,调节器测试系统的测试结果传输到计算机中,并通只有专门的调节器生产企业才具备该测试系统。不过人机界面记录、保存数据,以便进行成批分析、
管是汽车电压调节器生产企业,还是发电机厂及汽处理数据。
车维修市场都急需一种测试准确、稳定可靠、操作简单、价格便宜的电压调节器静态测试仪[I-3]。
2汽车电压调节器主要参数静态测试原理
开发的BL.2型单一功能电压调节器静态测试仪汽车电压调节器的主要参数有调节电压值、转己成为国内多家电压调节器生产厂及发电机生产厂速特性、负载特性、温度补偿系数和饱和压降,其的检测仪器,但其只适用于中小批量、单~功能电中转速特性与负载特性是与发电机匹配有关联的参压调节器的测试,不能满足市场的功能需求。为此数,不适合做静态测试,需在发电机测试台上进行开发了BL.4型多功能电压调节器综合参数静态测试动态测试。
仪,适用于不同产品的多项参数的检测,并与计算图1BL.4型电压调节器测试仪成品(参见下页)机通讯,进行数据采集。
图2测试部分原理结构图(参见下页)2.1三引脚单功能调节器的测试1
BL.4型电压调节器静态测试仪
2.1.1调节电压值的测试
BL.4多功能电压调节器静态测试仪成品如图1
测试电路如图3所示。测试原理:将电源输入
dynamicpowerregulatorinterface
principle,thestatic
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计算公式为:U。:一AU:—U2-—U1×1000mV/'C,如:
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U一:!兰:!二!兰:!×1000:一5mV/'C
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120—20
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2.2多引脚单功能调节器的静态测试
多引脚单功能调节器也可以用静态方法进行测试,因为任何一个电压调节器,只有三个电极是必备的和不可缺少的,这就是E、B+、F,其它引脚均起辅助功能,只要将辅助引脚进行技术处理,都可以用静态方法进行测试。
图4为六引脚五十铃调节器的外接电路图,由图看出该调节器适用于带激磁整流管的发电机,S接到了电瓶正极,B+接发电机正极,R通过一个二极管接点火开关下端,当开关接通后,也是接到了正极,D+端接一个指示灯,而另一端通过开关也接于正极。当发电机正常工作时,D+端电压等于B+端电压,所以我们在进行静态测试时,只要将D+、R、S、B+接在一起,该调节器就成为三引脚调节器了,按三引脚的方法进行测试即可。
2.3多引脚多功能电压调节器的静态测试
该调节器的特点适合装配无激磁整流管的发电机,调节器具有双重功能,即调节器功能和指示灯功能,其中的典型产品是夏利发电机用的7引脚调节器,其外电路的连接如图5所示。由于调节器功能和充电指示灯控制功能相互独立,可对两个功能陶!.则跌筇廿啄理结掬幽
分别进行静态测试。
电子模拟发电机,不接调节器时,发电机+、2.3.1调节器功能
一极输出电瓶电压,测量14V调节器时约8~IOV,测可将B+、IG、S、W并在一起接测试仪+极,F、量28V调节器时约16~20V,将调节器的引脚按极性E分别接测试仪的相应接线端子,如图1所示。L串分别接到电子模拟发电机上时,电压表显示的数值接指示灯后接正极,电压表指示的数值即为调节电即为调节器的调节电压值。用此方法测量调节电压压值。
值,不需手动调节、数据准确、效率高。测量精度2.3.2将W端从正极上断开,指示灯亮,接上取决于电子模拟发电机。
灯灭,说明指示灯功能正常,否则为不正常。.
3静态测试仪数据采集系统3.1硬件设计
数据采集系统由信号调理电路、多路切换电路、采样保持电路、A/D转换电路、信号处理组成。其硬件结构框图如图6所示。
圈3三引脚单功能调节器调节电压值测试
2.1.2调节器温度系数的测量
图4六引脚五十铃调节器的外接电路(参见下页)静态测量调节器的温度系数,可将调节器接到图5夏利发电机用7引脚调节器外接电路(参见下页)如图3所示的测试电路。
3.1.1
A/D转换模块
首先在室温状态测试调节器10分钟后读数,并做采用ADC0809芯片,其为CMOS单片型逐次逼好室温T1和调节电压值V1的记录,再将调节器放入近式A/D转换器,具有8路模拟开关、地址锁存与高温箱中测量,待温度稳定并保持半小时后读数,译码器、比较器、8位开关型D/A转换器和逐次逼近并做好温度T2和调节电压值V2的记录。温度系数的
寄存器,满足本系统要求。
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3.2.2主程序
主要完成调用各子程序以及中断服务程序的准备工作,其程序流程如图7所示。
广
m4六引脚五十铃调节器的外接电路
A/D转换
●
fAscH码转按
●
阜口避信
I
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图5夏利发电机用7引脚调节器外接电路
图7汇编服务主程序流程
ASCII码转换子程序
采集卡采集到的数据在输出到计算机之前,必须先转换成ASCII码,才能在屏幕上显示。程序流程如图10所示。
3.2.3
3.1.2信号处理模块
采用AT89C51单片机,其为一种低功耗、高性能的8位单片机,片内带有一个4k字节的Flash可编程、可擦除只读存储器(PEROM),采用了CMOS工艺和ATMEL公司的高密度非易失性存储器(NURAM)技术,而且其输出引脚和指令系统都与MCS.51兼容。是一种功能强、灵活性高且价格合理的单片机,适合本系统使用。
3.1.3通讯接口
采用RS.232异步串行通信标准接口,并利用MAX232芯片进行RS一232与TTL电平之间的转换。
疆
授擅号输
3.3人机交互界面设计
为给用户提供方便的图形界面和全面的数据信息,采用VisualBasic语言进行人机界面设计,包括参数设定、数据显示、数据输出三个主要功能,操作流程如图8所示。图9为电压值采集界面。软件在第一次使用运行时,需要对屏幕右下角功能配置区进行相应设置。全局设定包括采集频率、取值周期、是否自动保存和自动保存取值次数等内容的设定。电压值校准是为了保证软件显示数据和测试仪面板显示数据一致,进行电压值校准设置时,必须先开启测试仪电源,并保证采集卡已经正确连接到电脑上。产品维护是配置所测试产品数据的合格范围,在此范围外的测试数据为不合格记录,必须正确配置。
4测试结果分析
室温为23。C,发电机转速为6000转/分,14V调节器负载电流为9A,28V调节负载电流为5A
入
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图6致据采集系统硬件结构框图
3.2数据采集系统软件设计
系统的支持软件分为汇编服务程序和人机界面高级语言处理程序两类,两者的有机结合达到了高速控制,操作界面简便,交互友好,功能齐全的目的。
3.2.1汇编服务程序[4,5]
主要包括主程序、A/D转换程序及其中断服务程序、ASCII码转换程序、串口通讯程序。程序设计中采用模块化设计方法,各功能模块相对独立,由主控模块调用。模块层次分明、思路清晰、可读性强,极大地方便了软件调试和移植工作。这里给出主程序和ASCII码转换子程序。
71
图8ASCH码转换流程图9操作界面流程
图10电压值采集界面(参见下页)
时,动态测试与静态测试的调节电压值如表l
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作者简介:
张小芹,河北科技师范学院,在读博士电话:13292329923
电子信箱:zxqwlc@163.com
联系地址:河北省昌黎县河北科技师范学院机电工程学院办公室收(066600)
基金项目:
河北省科技厅计划项目(10215673);
目lO电压值采集界面
河北省中小企业技术创新资金项目所示。说明静态测试结果接近于动态测试结果,相(11C1303351003)
对误差小于0.14%,满足调节器标准要求[6I。
表1静态测试与动态测试结果比较
调节器
调节电压
相对‘:;:《:二擗#:善帮:《∥蟛。。:岛,:j;≠:’;”il:。趣::批-:黔?二户蒋率88:::二每晦i蒋:妒¥二::
!型号
电压发电机动态静态误差
系列
类型
测试
测试
iTl52E
12VJFZl8214.45、r14.46、,
O.01V!T1425
12V
JFZl92514.6214.64O.02V
iTl67612VJFZl92l14.44V14.42.0.02ViT23lE24V
JFZ271
28.50v
28.48
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24VJFZ2821A28.52V
(上接74页)
28.55
0.03V
iT2665
24VJFZ2821B
28.48
28.50
O.02V
作者简介:
周秀君,男,1974年11月出生,广东韶关人,5结论
副教授/工程师,工学硕士,主要从事机电控制技BL.4多功能电压调节器综合参数测试仪,经过术方面工作,发表论文10余篇。
一年多的试用,测试精度可以达到动态测试的0.1%,电话:13715456621;0757—81238570
高于市场上同类产品,同时操作方便,成本低,既电子信箱:dzzhouxj@21cn.com;
适用于中小批量、单一功能电压调节器的测试,也2367716994@qq.corn
适用于大批量生产、多功能电压调节器的测试,并联系地址:广东省佛山市顺德区顺德学院电子可以进一步统计、分析和预测大批量产品的性能和与信息工程系(528333)
可靠性,具有很强的推广价值。
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一。。。.南昌:南昌大学,
2005
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