基于LabVIEW的加速度传感器性能测试系统的设计与实现

摘要

加速度传感器广泛应用于工业、军事、航天和民用领域，本文从加速度传感器检测加速度的物理学原理出发，阐述了加速度传感器测试的实现方法，从而得出了用匀速旋转产生向心加速度的方法来解决测试所需要的加速度的结论，即将加速度传感器固定在匀速旋转的圆盘上来测试它在不同加速度条件下的输出特性。设计出了一套完整的加速度传感器性能测试系统。 首先，开发了一套适合加速度传感器性能测试的数据采集子系统。数据采集子系统采用PIC16F877A单片机作为数据采集的主控芯片，它通过射频芯片nRF2401接收上位机的命令并对其解释，从而进行相应的数据采集，然后将采集到的数据通过射频芯片nRF2401发送至上位机。实现了JSD101，JSD103和JSD201三种加速度传感器性能数据的采集。 其次，利用RS-232接口将采集终端的数据和计算机连接起来，组成采用RS-232串口通信转射频通信的方法将数据采集子系统的射频数据和计算机的串口数据进行交换。实现了RF/RS-232的数据通信转换功能。 最后，上位机采用LabVIEW开发出了具有界面友好，美观和适合测试者使用的强大的数据处理软件。软件通过计算机的串口分别控制数据采集和电机驱动的圆盘转动，实现了三种加速度传感器在不同加速度值下的输出特性的测量。该软件能够对数据进行采集和分析，得出加速度传感器的输出特性曲线，根据不同标准判断被测试传感器是否合格。 本文详细介绍了系统的解决方案、采样子系统的软硬件设计、系统的通信协议、LabVIEW程序设计方法、系统中数据采集、分析和处理、显示特性曲线以及报表生成的方法。