Estación de Pruebas de Sensores de Velocidad para Sistemas de Frenos ABS

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"Usando la combinación de hardware y software mencionados, Infinite Solutions integró de un sofisticado sistema de prueba y medición altamente confiable, de fácil uso y de gran precisión. "

- Eduardo Castillo Beristain, Infinite Solutions, SC.

The Challenge:
Diseño e implementación de un sistema automático de prueba y medición para sensores de velocidad.

The Solution:
Desarrollar un sistema flexible y de alta precisión basado en LabVIEW, que integre como elementos principales: Adquisición de Datos, Control de Instrumentos GPIB, Control de Movimiento para una mesa XYZ y un servomotor.

Author(s):
Eduardo Castillo Beristain - Infinite Solutions, SC.

Introducción

Las unidades que se desean probar son sensores electromagnéticos. Estos sensores tienen dos niveles de voltaje de salida posibles: nivel alto y nivel bajo.  Cuando se coloca una pieza de metal a cierta distancia de su superficie externa, éste  proporciona una señal  de nivel alto. Cuando existe la presencia de un metal cerca de la superficie de detección del sensor, proporciona una salida de nivel bajo.

Los sensores detectan la velocidad de un vehículo mediante un engrane que se monta en cada una de las llantas. El giro de este engrane es captado por el sensor, que se haya montado de tal forma que detecta el paso de los dientes del mismo. Así pues, cuando el sensor detecta el paso de un diente del engrane proporciona un nivel alto, y cuando no se detecta el diente, proporciona un nivel bajo.. De tal manera que la salida de sensor es una onda cuadrada, cuya frecuencia es proporcional a la velocidad de giro del engrane.

El sistema de prueba debe simular el giro de una llanta del vehículo, registrar las mediciones del sensor en diferentes posiciones y ángulos con respecto al engrane. Realizar las pruebas a diversas temperaturas y voltajes de alimentación para evaluar el comportamiento del sensor bajo diversas circunstancias.

Diseño del Hardware

El engrane se coloca en un montaje acoplado a un servomotor, que es usado para simular el giro de la llanta. El servomotor es controlado a través del puerto serial de la PC.

 

El sensor se coloca en un montaje acoplado a una mesa XYZ de tal manera que puede moverse en distintos puntos del espacio.

Los motores a pasos de cada uno de los ejes de la mesa son controlados con la tarjeta PCI-7334 a través de la interfaz UMI-7764. Con este equipo se tiene una resolución de movimiento de 0.002 mm.

La señal de salida del sensor es adquirida en un canal de la tarjeta PCI-6032E.

Un circuito electrónico construido dentro del módulo SCC-FT01 es usado para acondicionar la señal proveniente del sensor antes de ser adquirida por la tarjeta.  En otro canal de la tarjeta DAQ se adquiere la señal de un termopar usado en el sistema para registrar la temperatura de prueba. La señal de este termopar es acondicionada usando el módulo SCC-TC01

La tarjeta PCI-GPIB es usada para controlar una fuente de alimentación variable para proporcionar al sensor distintos niveles de alimentación. También controla un multímetro digital que se usa para medir ciertos parámetros del sensor.

Diseño del Software

El software implementado para este sistema está basado en LabVIEW y proporciona una interfaz de usuario amigable para interactuar con el sistema. Incluye rutinas para el control de movimiento y la adquisición de datos, así como rutinas para análisis de frecuencia y procesos estadísticos.

El sistema cuenta con una pantalla de configuración para hacer fácil el cambio de parámetros de pruebas y el manejo de los datos adquiridos.

Existen dos modos de prueba en el sistema:

Modo de Prueba Automática:  El operador del sistema selecciona el sensor que desea probar, monta el mismo en el montaje correspondiente e inicia la prueba. Se prueba el sensor haciendo uso de los parámetros previamente configurados. El manejo de la mesa XYZ y  de los instrumentos es controlado automáticamente por el sistema siguiendo una secuencia de pruebas determinada.

Modo de Diagnóstico:  Este modo es usado para depurar el sistema y verificar que todos los componentes trabajen adecuadamente. Se pueden realizar pruebas independientes de forma semiautomática.  El usuario tiene control total sobre la mesa XYZ y los demás componentes del sistema.

Este modo de operación es usado para afinar detalles de las pruebas. Una vez que el usuario se encuentra satisfecho con los resultados aquí obtenidos podrá indicar al sistema que las pruebas se realicen de manera automática.

Además el software del sistema proporciona una base de datos para poder incluir nuevos sensores en la estación, haciéndolo altamente flexible.

Conclusión

Usando la combinación de hardware y software mencionados, Infinite Solutions integró de un sofisticado sistema de prueba y medición altamente confiable, de fácil uso y de gran precisión.

 

Author Information:
Eduardo Castillo Beristain
Infinite Solutions, SC.
Calle 9 #53 Col. Seattle
Zapopan 45150
Mexico

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