发动机电控系统中的曲轴位置传感器和凸轮轴位置传感器均属于信号轮触发的传感器,统称为信号轮传感器,其输出信号直接影响到点火正时、喷油正时和VVT控制的精度。因此,曲轴位置信号和凸轮轴位置信号的品质,对于发动机控制效果,确保发动机的动力性、燃油经济性和排气清洁性具有重要意义。由于信号轮传感器输出信号不仅与传感器性能、安装位置有关,还与信号轮的加工精度密切相关。为了对曲轴与凸轮轴信号轮与传感器整套系统进行测试,以便检验不同曲轴、凸轮轴信号轮与传感器的匹配情况以及信号轮的设计是否满足要求,基于虚拟仪器技术开发了发动机信号轮传感器测试台。本文主要研究内容如下：1)测试台机械系统的设计,设计关键在于可移动式传感器夹具滑台和可旋转式信号轮与传感器角度调整装置。由变频器和变频电机组成驱动系统直接驱动低速轴(模拟凸轮轴),通过齿轮和齿形带组成的传动系统带动高速轴(模拟曲轴)旋转。为了减小磨损,由油箱、电动油泵、油路、轴承供油孔组成的润滑系统向轴承提供润滑油。设计的专用夹具可满足多品种信号轮及其传感器的安装要求,实现了传感器与信号轮间隙、偏转角和轴向位置可调。2)基于Freescale16位双核微控制器,研制了测试台测控系统的前台控制器。利用单片机和数字电位器构成智能电阻衰减网络,避免信号轮高速时磁电式传感器信号幅度过大导致采集卡损坏。整形电路将磁电式传感器的输出变换成标准脉冲信号,用于与原始信号进行对比。标准信号产生电路将光电传感器的信号转换成电脉冲,产生对应于曲轴和凸轮轴信号轮齿隙边沿的两路标准方波信号,用于判定磁电式和霍尔式传感器的响应。单片机通过以太网接口接收来自工控机的指令,并通过RS-485接口将指令发送给变频器,控制电机运行。单片机计算低速轴的转速并实时传递给工控机显示。3)构建了由工控机和高速同步数据采集卡组成的上位机系统。同步采集磁电式曲轴位置传感器和霍尔式凸轮轴位置传感器的原始信号,以及用于检测齿边缘的两路光电传感器信号和整形后的曲轴位置信号。根据曲轴和凸轮轴原始信号,可以确定曲轴与凸轮轴的相位关系；根据传感器与信号轮的安装间隙、安装角度以及信号轮转速不同时的信号电压幅值变化,可以研究影响传感器输出信号的因素；根据原始曲轴位置信号和光电传感器输出的曲轴位置信号,可以研究磁电式曲轴位置传感器的性能；根据霍尔式和光电式凸轮轴位置信号,可以研究霍尔式凸轮轴位置传感器的性能。4)基于Lab VIEW编程环境开发了测控系统软件,控制测试台的运行,并实现多路信号高速同步采集和人机交互。通过调用采集卡硬件驱动程序NI-DAQmx和软件助手DAQ Assistant,实现硬件之间的数据传递和采集卡的设置。采用Lab VIEW的ActiveX功能,通过调用Microsoft ADO对象,利用SQL语言访问Access数据库,提高数据存储和读取速率。测控系统软件基于事件结构向前台控制器发送相应的控制指令,并具有用户管理、参数设置、波形动态显示、参数数字显示、波形幅度调节、图形时标调节、数据动态回放、数据分析、故障报警显示等功能。5)进行了不同信号轮、不同转速和不同传感器位置安装参数条件下的大量试验,考核和评价发动机信号轮传感器测试台的功能和工作可靠性。实际测试结果表明,测量数据能够真实反映信号轮传感器的动态变化过程,可满足多品种、小批量的信号轮与传感器配套系统的测试和分析要求,为检测传感器和信号轮的整体性能提供了一个良好的平台。