在汽车雨刮器电机生产中，如何在线测试电机性能及电机振动量，进行测试数据储存及条形码打印？工程师使用National Instruments公司的模拟采集卡及数字采集卡，配以振动传感器、磁粉制动器、力矩传感器、编码器及可控稳压电源等开发了一个性能可靠的，经济、灵活的基于PC的电机测试系统。 

    大众汽车公司生产的宝来A4轿车雨刮器电机为永磁式直流电机，电机工作电压为13V，额定输出功率为40W，电机引线为4线制，分别为高速端、低速端、复位端及接地端。雨刮器电机自带减速箱，减速箱内部有一开关，当复位端接有13VDC电压时，电机将先慢速旋转，当蜗轮凸点到达复位点时，减速箱内复位开关闭合，电机电枢被短路，电机能耗制动，实现雨刮器复位，同时电源断路。 

    根据项目的技术要求，需要测试电机在一定负载条件下的高低速转速、高低速速差、高低速电流、电压、电机复位角，并使电机停在“装车角”，此外还要测试电机在空载条件下的振动。 

    开发软件的选择 

    在对世界上几个优秀工控软件进行了分析对比后，法雷奥公司的外方技术人员建议上海法雷奥汽车电机雨刮系统有限公司用LabVIEW软件来开发制作专用设备，他们认为“LabVIEW软件最优秀”。而根据上海法雷奥汽车电机雨刮系统有限公司生产设备的实际使用情况，工程师们在LabVIEW、VB及其他多个工控软件中进行了论证，最终选择了LabVIEW软件。 

    他们选择LabVIEW软件的主要原因是由于LabVIEW软件编程简单易学、界面友好、功能强大、性能稳定、开发周期短。此外，由于上海法雷奥汽车电机雨刮系统有限公司此前使用LabVIEW软件开发进口设备时，对有关工程师进行了LabVIEW软件的培训，因此，工程师们对LabVIEW软件系统很熟悉。 

    选择板卡 

    项目共需要模拟输入4路，模拟输出2路，计数2路、数字输入7路，数字输出12路。选择NI公司的模拟采集卡PCI-6024板卡，它有8路差分模拟输入、2路模拟输出、采样速率为200KS/s，12bits、2路计数，8路数字I / O端。另一块板卡为数字采集卡PCI-6503：它有24路I / O端。 

    总体设计 

    工程师们首先在C盘中开了几个文本文件，文件中分别存有电机性能参数如电压、电流、转速等指标的上下限；电机振动参数指标的上下限；振动传感器的调校系数；磁粉制动器的非线性调校系数等。每次运行程序时，先读取以上几个文本文件中的数据，作为判别电机好坏的指标及测试系数。这样作的好处是，这些关键参数只能由有关工程师才有权修改，而操作工是无法修改的，避免了人为测试误差。（电机测试界面如图1。） 

图1 电机性能及振动测试界面

    为了保证测试电机端电压的正确性，在电机端加了两根反馈线，由稳压电源自动调整。稳压电源也选择了可控型，即由模拟采集卡输出一个0～5V的可变信号，来控制稳压电源的输出。这样就保证了测试电机端电压的正确性及程序可控性。 

    磁粉制动器也选择了可控型稳压电源，不同的测试力矩选择不同的工作电压。因为磁粉制动器是非线性元件，为了保证测试力矩的正确性，工程师们在电机测试端旋转盘的下方安装了经过调校的扭力传感器，并设计了调校程序。 

    调校方法为：先在电机旋转测试端安装一杠杆，在杠杆的一端吊500g砝码，读取扭力传感器的电信号作为该点的标准。再依次吊1000g、1500g、2000g等不同的砝码，读取不同点的电信号。
 
    将杠杆和砝码拿去，在测试夹具上安装一只被测电机并通电使其旋转，然后逐渐加高磁粉制动器的输入电压，这时扭力传感器上的输出电信号也逐渐升高，当达到以上不同砝码输出点的电信号值时，分别记录下磁粉制动器的输入电压，这些电压就是这些点的负载电压，再根据二元一次方程，分别计算出相邻两点间的K及B值，即可得到磁粉制动器任意点的近似负载工作电压值。