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汽车测量仪器的最新解決方案分析
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2017-11-30
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随着汽车向舒适、安全、信息和环保方向的发展，汽车引擎开发成为了汽车行业发展的主流。本文介绍应对汽车电子控制装置（ECU）开发的最新汽车电子测试解决方案。
CAN是通过发动机和变速器等多数电子控制装置（ECU）相互传送信息以达到综合控制车辆的车载网络。横河电机生产的数字示波器有CAN分析功能，能够对读入深储存器的CAN波形数据进行时序分析，把ID、Data的分析结果及ACK的有无和波形数据一起显示出来，能够对ID指定、数据指定、错误指定、帧开始作为组合触发条件收集数据，能够高速检索部帧数据，包括指定的ID、Data、CRC、ACK的帧和错误帧，以及把帧数据里混入的Bit Stuff（位填充功能）检索出来，进行波形显示。
使用上述功能可以简单地观测CAN物理层面的杂音、运行、错误，从而有助于ECU的开发及程序错误和故障的分析。另一方面，除了CAN分析功能这样的专用分析功能之外，汽车通用测量中还使用了对应多样信号的测量仪。
示波器将输入部分模块化，并使多通道长时间保持数据成为可能。多种绝缘输入模块，比一般的示波器有更多的通道，可以将收集的数据保存在硬盘上。对应多通道的大画面显示，还有配备大型打印机的机型。
横河电机生产的示波记录仪DL750P，配备有16通道模拟输入、16位逻辑输入、1GW存储器、10.4英寸彩色液晶显示屏、PC卡驱动、大容量内置硬盘。模块种类有：从100KS/S到10MS/S的三种绝缘模块、温度模块、加速度模块、应变模块、频率模块。由于是绝缘输入，可以不必担心信号的种类，可以实现长时间、高精度、高抗干扰性的测量。它主要是用于发动机的回转脉冲同期测量的燃烧压的分析以及部件的评价等。因其便于携带，常被用于车载测量。DL750P的频率模块，通过脉冲信号的停止时间的运算来预测出减速曲线，可自动判断停止，并准确地观测停止前后的现象。此外，把频率模块捕捉的各滑轮的回转速度信号输入DSP通道进行运算，可实时进行变速比的观测。
功率计在汽车的测量应用
随着电瓶车（EV）、混合车（HEV）、燃料电池车（FCEV）的开发的盛行，功率计被用于评价电机、蓄电池以及燃料电池的性能等。最近投入市场的横河电机生产的高精度功率分析仪WT3000，功率基本精度达0.06%，测定带宽从直流到1MHz，实现了宽带宽测量，是多功能一体化的数字信号功率计。此外，它最多可安装4个输入单元，配备8.4英寸大型液晶显示器和LED显示量程，具有更强的可视性和可操作性。
WT3000的主要测定用途包括：1. 电瓶车及混合车中变频器的高精度功率测量；2. 对高电压大容量化蓄电池的性能评价；3. 对燃料电池的性能评价等。EV和EHV等使用的大型变频器，为了提高变频器转化功率，需要高精度地测量大电流的功率。但是，功率计单体对电流的输入是有限的，进行更多的输入时就需要结合电流感应器进行测量。
适应这一要求，WT3000配备了既能高精度测量又可以减少变频器开关脉冲影响的电流感应器。据此，既能够达到600A的高精度测量，又可以减少测量前为防止脉冲影响和考虑配线方式等花费的操作工时。
另外，为了改善电机的驱动效率，变频器的转换方式也日趋复杂化。由此，对转换波形的频率分析得到了重视。最近的功率计为了抑制电源谐波形变，除了进行普通功率测量的普通测量模式外，还具有可以分析频率成分的谐波测量模式。谐波测量功能可用于转换波形的频率成分分析。如前所述的高精度功率分析仪WT3000无需切换普通测量模式和谐波测量模式就可以同时测量功率和分析频率成分。从而确保了测量值的同时性，提高了测量数据的可信度，使评价更为有效。
燃料电池测试解决方案
燃料电池测试站的核心是过程控制监视系统。这些系统的大多数将控制I/O信号集中到1台主PC，这台PC 作为测试系统的主要用户接口。燃料电池和测试系统的种类和结构多样，通道数和传感器的配置也各不相同。但是，信号是同样的：热电偶或RTD检测的温度、压力、湿度、流量和数字I/O。
设计最佳控制I/O系统需要：1.专门的测量技术；2. 多样的输入输出结构；3. 网络或PC故障时防止数据丢失的机构；4. 强有力的软件支持。
MX100 DAQMaster标配以太网通讯接口。单台PC可以实现和1台MX100（60ch）的对等连接。此外，在一个监视系统中，使用同样的应用软件最多可以连接20台MX100（1200ch）的连接。如果使用Visual Basic或 C/C++编程时可以实现更多通道系统。一个燃料电池系统中，如果改善和优化后控制 I/O也会有很大不同。多数数据采集系统提供模块化结构，不同的传感器需要不同的模块，MX100所有的通道都可以提供通用输入。这意味着每个通道都可以分别指定电压、热电偶、RTD和DI输入类型。 此外，每个MX100可以同时管理三个不同的硬件扫描组。这样在快速I/O信号（压力、湿度和流量）和较慢速的I/O信号（环境温度和DC电压等）混合系统中具有很大的灵活性。
CAN是通过发动机和变速器等多数电子控制装置（ECU）相互传送信息以达到综合控制车辆的车载网络。横河电机生产的数字示波器有CAN分析功能，能够对读入深储存器的CAN波形数据进行时序分析，把ID、Data的分析结果及ACK的有无和波形数据一起显示出来，能够对ID指定、数据指定、错误指定、帧开始作为组合触发条件收集数据，能够高速检索部帧数据，包括指定的ID、Data、CRC、ACK的帧和错误帧，以及把帧数据里混入的Bit Stuff（位填充功能）检索出来，进行波形显示。
使用上述功能可以简单地观测CAN物理层面的杂音、运行、错误，从而有助于ECU的开发及程序错误和故障的分析。另一方面，除了CAN分析功能这样的专用分析功能之外，汽车通用测量中还使用了对应多样信号的测量仪。
示波器将输入部分模块化，并使多通道长时间保持数据成为可能。多种绝缘输入模块，比一般的示波器有更多的通道，可以将收集的数据保存在硬盘上。对应多通道的大画面显示，还有配备大型打印机的机型。
横河电机生产的示波记录仪DL750P，配备有16通道模拟输入、16位逻辑输入、1GW存储器、10.4英寸彩色液晶显示屏、PC卡驱动、大容量内置硬盘。模块种类有：从100KS/S到10MS/S的三种绝缘模块、温度模块、加速度模块、应变模块、频率模块。由于是绝缘输入，可以不必担心信号的种类，可以实现长时间、高精度、高抗干扰性的测量。它主要是用于发动机的回转脉冲同期测量的燃烧压的分析以及部件的评价等。因其便于携带，常被用于车载测量。DL750P的频率模块，通过脉冲信号的停止时间的运算来预测出减速曲线，可自动判断停止，并准确地观测停止前后的现象。此外，把频率模块捕捉的各滑轮的回转速度信号输入DSP通道进行运算，可实时进行变速比的观测。
功率计在汽车的测量应用
随着电瓶车（EV）、混合车（HEV）、燃料电池车（FCEV）的开发的盛行，功率计被用于评价电机、蓄电池以及燃料电池的性能等。最近投入市场的横河电机生产的高精度功率分析仪WT3000，功率基本精度达0.06%，测定带宽从直流到1MHz，实现了宽带宽测量，是多功能一体化的数字信号功率计。此外，它最多可安装4个输入单元，配备8.4英寸大型液晶显示器和LED显示量程，具有更强的可视性和可操作性。
WT3000的主要测定用途包括：1. 电瓶车及混合车中变频器的高精度功率测量；2. 对高电压大容量化蓄电池的性能评价；3. 对燃料电池的性能评价等。EV和EHV等使用的大型变频器，为了提高变频器转化功率，需要高精度地测量大电流的功率。但是，功率计单体对电流的输入是有限的，进行更多的输入时就需要结合电流感应器进行测量。
适应这一要求，WT3000配备了既能高精度测量又可以减少变频器开关脉冲影响的电流感应器。据此，既能够达到600A的高精度测量，又可以减少测量前为防止脉冲影响和考虑配线方式等花费的操作工时。
另外，为了改善电机的驱动效率，变频器的转换方式也日趋复杂化。由此，对转换波形的频率分析得到了重视。最近的功率计为了抑制电源谐波形变，除了进行普通功率测量的普通测量模式外，还具有可以分析频率成分的谐波测量模式。谐波测量功能可用于转换波形的频率成分分析。如前所述的高精度功率分析仪WT3000无需切换普通测量模式和谐波测量模式就可以同时测量功率和分析频率成分。从而确保了测量值的同时性，提高了测量数据的可信度，使评价更为有效。
燃料电池测试解决方案
燃料电池测试站的核心是过程控制监视系统。这些系统的大多数将控制I/O信号集中到1台主PC，这台PC 作为测试系统的主要用户接口。燃料电池和测试系统的种类和结构多样，通道数和传感器的配置也各不相同。但是，信号是同样的：热电偶或RTD检测的温度、压力、湿度、流量和数字I/O。
设计最佳控制I/O系统需要：1.专门的测量技术；2. 多样的输入输出结构；3. 网络或PC故障时防止数据丢失的机构；4. 强有力的软件支持。
MX100 DAQMaster标配以太网通讯接口。单台PC可以实现和1台MX100（60ch）的对等连接。此外，在一个监视系统中，使用同样的应用软件最多可以连接20台MX100（1200ch）的连接。如果使用Visual Basic或 C/C++编程时可以实现更多通道系统。一个燃料电池系统中，如果改善和优化后控制 I/O也会有很大不同。多数数据采集系统提供模块化结构，不同的传感器需要不同的模块，MX100所有的通道都可以提供通用输入。这意味着每个通道都可以分别指定电压、热电偶、RTD和DI输入类型。 此外，每个MX100可以同时管理三个不同的硬件扫描组。这样在快速I/O信号（压力、湿度和流量）和较慢速的I/O信号（环境温度和DC电压等）混合系统中具有很大的灵活性。
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