MEMS多传感器自动化测试系统
2014-01-27 13:23:44   来源：微迷   评论：0   点击：

系统介绍

MEMS多参数传感器自动化测试系统是对多种MEMS传感器各项指标进行综合测试的设备。包括多种MEMS传感器：压力、振动、陀螺仪等等，通过对这些传感器性能指标的测试，可以充分了解传感器的性能指标，指导后续结构优化设计。该测试系统配备压力、冲击、振动等激励源。具有数据采集、信号处理、低通滤波、显示存储、绘制曲线、输出参数表格等功能。为国内首款可并行测试多路MEMS传感器的自动化测试系统。

该测试系统包括基于虚拟仪器的测试分析软件及配套电路硬件和传感器测试所需的外部激励环境。

基于虚拟仪器的软、硬件系统包括：完全自主开发具有自主知识产权基于Labview虚拟仪器的加速度传感器测试软件、基于Labview虚拟仪器的压力传感器测试软件以及基于Labview虚拟仪器的陀螺仪测试软件等三套软件系统；某知名公司工控机、安捷伦高精度电源、高精度电压显示表、自主开发的并行测试传感器信号转接盒、NI数据采集处理板卡等。

激励环境包括：配备振动台的三综合试验箱、三轴温控转台、压力校验仪。

系统特点：

1. 完全自主开发的具有自主知识产权的核心测试软、硬件系统，可以自动实现对多路、多种传感器性能的并行测试；并具备可扩展功能。

2. 可配置高低温试验箱、自动气源、加速度、角速度、角位置产生装置、及被测传感器电信号采集器等设备的控制参数；通过对环境设备的二次开发，可以实现对设备如温度采集等功能的自动控制；各种硬件模块化管理，系统具有一定的扩展性，新增设备可定制开发，快速方便集成到原系统中；

3. 针对不同测试批次定制执行任务，配置各测试指标及参数，系统软件根据用户已选测试项和参数对硬件进行控制，具有极大的灵活性；

4. 本系统包含高低温试验箱，被测试的传感器直接接触的温度环境内都配备有多只温度传感器，以监控温度稳定性及温场分布情况，用户可以实时观测环境中的温度；

5. 全自动压力、加速度加载，加载精度高，输出波动小；

6. 可以对原始数据进行存储，导出text文本文档或word文档；可以对所测试参数自动生成包括word版等多种版本的测试报告，用户可以直观、清楚的了解被测器件的各项性能参数，方便用户进行后续数据分析。

系统配置

基本配置

测试平台的基本配置可以进行如下测试：

加速度计：零点输出、零点时漂、灵敏度、线性度、重复性、迟滞特性、零点温漂、灵敏度温漂、频响特性等性能参数；

压力传感器：灵敏度、线性度、迟滞误差、重复性、零点温漂、灵敏度温度系数等性能参数；

陀螺仪：标度因数、线性度、零偏特性、零偏温度灵敏度、标度温度灵敏度等性能参数。

基于虚拟仪器的软件系统：

1、基于Windows 7开发的数据采集和处理软件

- 定制测试任务：针对不同测试批次定制执行任务，配置各测试指标及参数，软件根据用户已选测试项和参数对硬件进行控制，极大增加测试系统的灵活性；

- 激励环境控制：可配置高低温试验箱、自动气源、加速度、角速度、角位置产生装置、及被测传感器电信号采集器等设备的控制参数，各种硬件采用模块化管理，提高系统的扩展性。新增设备可定制开发，快速集成到系统中；

- 数据存储：可以对原始数据进行存储，导出text文本文档或word文档；

- 形成测试报告：可以对所测试参数形成word版测试报告，用户可以直观、清楚的了解被测器件的各项性能参数。

图1 基于Labview的加速度计测试系统和数据管理系统面板

图2 基于Labview的压力传感器测试系统登陆界面

图3 基于Labview的MEMS陀螺仪测试系统登陆界面

系统硬件：基于Labview虚拟仪器、可同时自动测试压力传感器、加速度计和陀螺仪。

1、一个标准4U上架的工控机。

插糟：9个ISA总线插糟，4个PCI插槽，1个PICME插槽；PC板：4层PCB，包括地线和电源线；指示灯：+/-5V，+/-12V指示灯；额定功率：250W；USB：2个；串口：2个。

2、一个安捷伦高精度电源

路数：3路；供电电压范围：0-36V；电压表精度：0.025% + 1.5mV，18bit分辨率；电流表精度：0.03% + 15μA；18 bit分辨率；可以输出带宽范围4.5 kHz任意波形，输出功率最大300W。

3、六位半高精度电压表

量程：0-20V；0-200V；基本精度：直流电压：0.005% 交流电压：0.05%

4、传感器信号转接盒

三个转接盒：压力转接盒，陀螺仪转接盒，加速度计转接盒；压力转接盒：分为8路测试口，可同时测试，每个测试口提供两路模拟采集口，可选择差分采集和单端采集；陀螺仪转接盒：分为10路测试口，可同时测量，每个测试口提供五路静态数字控制口和三路模拟采集口；加速度计转接盒：分为7路测试口，可同时测试，每个测试口提供五路静态数字控制口和四路模拟采集口；这三种传感器可以同时测试而互不影响。

5、NI板卡

NI采集卡提供数字控制端口和模拟采集端口，通过将NI板卡插入电脑的PCI槽实现与PC的通信。总共有3快NI板卡，分别对应压力传感器、陀螺仪与加速度计。

6、传感器供电电压选择电路

电压选择电路是通过选择器来选择继电器的通断，进而控制电压的选择；通过电源及及接口板产生+3.3V、+5V、+10V、+12V、+15V、+24V电压，传感器供电电压选择电路可以任意选择这六种电压为传感器供电；友好的Labview用户交互界面可以轻松地选择传感器供电电压。

激励环境：振动台、温湿度交变试验箱、压力校验仪、三轴温控转台等。

联系人
王先生
邮箱：wangyi@micro-nano.com
电话：18217468860