一种多品类传感器寿命老化与响应频率一体化测试装置及方法与流程

本发明属于传感器测试，具体涉及一种多品类传感器寿命老化与响应频率一体化测试装置，还包括一种多品类传感器寿命老化与响应频率一体化测试装置的方法。

背景技术：

1、随着工业自动化技术的快速发展，光电传感器、接近开关、槽型光电开关等传感器件在自动化生产线、物流分拣、机床设备、电梯控制等领域得到广泛应用，传感器作为自动化系统的“感知器官”，其性能稳定性和使用寿命直接影响整套设备的可靠性。目前行业内的普遍做法是：由生产企业自行搭建简易测试工装，采用普通电机带动带挡片的转盘旋转，通过人工观察传感器指示灯闪烁情况，并用计数器或人工记录方式统计触发次数来完成寿命老化测试；而响应频率测试则需另行使用脉冲信号发生器配合示波器进行。在信号制式方面，工业传感器普遍存在npn和pnp两种输出类型，现有简易工装通常只支持其中一种，切换时需更换接线或加装转换模块。

2、然而，上述现有技术存在以下问题：

3、首先，市面上缺乏覆盖多品类传感器的标准化测试装置，寿命老化与响应频率测试流程割裂，需在不同工装下分别进行，增加了设备投入和测试准备时间。

4、其次，传统简易工装多仅支持单路或少量路数测试，依赖人工值守记录，不仅效率低下、人力成本高，且计数精度易受人为因素干扰，传感器失效时无法实时自动判定，导致数据准确性不足。

5、此外，工装对npn/pnp不同制式及多种传感器外形（光电/接近/槽型）的兼容性差，安装位置固定无法灵活适配，操作繁琐且存在接错线损坏传感器的风险。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种多品类传感器寿命老化与响应频率一体化测试装置及方法，通过基座、电机、转盘及多自由度万向可调支架构成多路并行测试架构，配合伺服精调转速、plc独立高速计数与工控电脑实时比对判定，实现了多品类传感器寿命老化与响应频率的一体化自动测试，有效解决了现有技术中测试效率低、精度差、兼容性不足及流程割裂的问题；以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

3、一种多品类传感器寿命老化与响应频率一体化测试装置，包括：基座和多组传感器安装支架，所述基座的底部四周均匀分布安装有固定杆，基座的底部中心固定安装有电机，电机贯穿基座顶部的输出端传动连接有转动座，转动座的顶部安装有连接座，连接座的顶部固定安装有转盘；

4、所述转盘的边缘均匀分布有多个齿部，所述齿部用于在所述转盘旋转时依次触发各传感器的感应区以产生脉冲信号；

5、所述多组传感器安装支架均匀分布于转盘周围，每组所述传感器安装支架包括固定槽座、第一转动轴、支杆、第二转动轴、支撑柱和传感器安装夹；所述固定槽座设有多组，分别围绕所述转盘均匀分布并固定安装于基座的顶部；

6、固定槽座的内部转动安装有第一转动轴，第一转动轴的顶部表面固定有支杆，支杆的顶部开设有槽口，槽口的内部转动安装有第二转动轴，第二转动轴的一侧表面固定安装有支撑柱，支撑柱的一端安装有用于待测传感器的传感器安装夹；

7、还包括外接的伺服驱动器、plc控制器、工控电脑和信号切换模块，所述伺服电机与伺服驱动器电性连接，所述伺服驱动器与plc控制器信号连接，所述plc控制器分别与各传感器安装夹上的传感器信号连接，所述信号切换模块设置在传感器的信号输出端与plc控制器的输入端之间，所述工控电脑与plc控制器通信连接。

8、优选的，所述转动座的顶部开设有插槽，插槽的内部插接有插座，插槽与插座之间相适配。

9、优选的，所述转动座的两侧开设有通孔，且转动座的两侧设置有螺栓，螺栓贯穿通孔的一端与插座上设置对应的连接孔内部螺纹连接。

10、优选的，所述固定杆的底部固定有用于安装到测试基台上的卡头。

11、优选的，所述固定杆的顶部固定安装有螺纹头，所述基座的底部四周开设有安装孔。

12、优选的，所述安装孔的内部螺纹连接有螺纹头，螺纹头与安装孔之间相适配。

13、优选的，所述支撑柱的一端开设有固定孔，固定孔的内部螺纹连接有固定头，固定头固定安装于传感器安装夹的一端。

14、优选的，所述传感器安装夹的内部中心开设有安装槽，传感器安装夹的一侧上方两端设置有固定栓。

15、优选的，所述传感器安装夹内部的一侧上方设置有螺孔，所述固定栓贯穿传感器安装夹的一端与螺孔连接。

16、一种多品类传感器寿命老化与响应频率一体化测试装置的方法，包括以下步骤：

17、s1.将8只待测传感器分别固定在传感器安装夹上，传感器安装夹位置使传感器感应区对准转盘齿部；根据待测传感器的输出类型（npn/pnp），设置信号切换模块7的对应路跳线；检查工控电脑、plc控制器、伺服驱动器的通信连接，上电初始化；

18、s2.在工控电脑的上位机软件中设置测试参数，包括：测试模式（寿命老化测试/响应频率测试）、目标计数次数（寿命模式下设定，如100万次）、转盘转速（或目标触发频率）、每路传感器的编号与产品信息。参数设置完成后，工控电脑将参数下发至plc控制器；

19、s3.工控电脑向plc控制器发送启动指令，plc控制器向伺服驱动器输出速度指令，伺服驱动器驱动伺服电机带动转盘按照设定转速开始旋转；转盘每转一周，每个齿经过8路传感器时各触发一次脉冲，8路传感器同时输出脉冲信号，经信号切换模块送入plc控制器的8路输入点；

20、s4.plc控制器对8路输入点进行高速脉冲采集，每一路使用独立的计数器进行累加计数；plc控制器按照固定周期（如每100ms）将8路的实时计数值上传给工控电脑；工控电脑在界面上实时显示每一路的累计脉冲数、当前触发频率、运行时间等信息；

21、s5.工控电脑根据转盘转速和已运行时间，计算理论累计脉冲数：理论脉冲数=转盘转速r/min×运行时间min×100；将每一路的实际采集脉冲数与理论脉冲数进行实时比对，计算偏差率；当某一路的实际脉冲数与理论值的偏差超过设定阈值（如0.5%）时，判定该路传感器出现异常（漏脉冲或失效），在界面上标记该路为异常状态，并记录异常发生时的累计次数和时间戳；

22、s6.当测试模式为寿命老化测试时，工控电脑持续监测累计脉冲数是否达到设定的目标值；当所有正常通道的累计计数达到目标值时，工控电脑向plc控制器发送停止指令，转盘停止旋转，测试结束；若某一路在测试过程中被判定为异常，该路停止计数但不影响其他通道继续测试，直至其他通道达到目标值；

23、s7.当测试模式为响应频率测试时，工控电脑控制plc控制器逐步提高转盘转速（即逐步提高触发频率），在每个频率档位稳定运行一段时间（如10秒），比对该时间段内实际脉冲数与理论脉冲数；当某一路传感器的实际脉冲数开始低于理论值（即出现漏脉冲）时，记录当前触发频率为该传感器的最大响应频率；继续提高频率直至所有通道均测出最大响应频率，测试结束；

24、s8.测试结束后，工控电脑自动保存每一路传感器的完整测试数据，包括：累计脉冲数、异常记录（异常时间、异常时累计次数）、最大响应频率（频率模式）、测试起止时间与测试参数；用户可将数据导出为excel或csv格式，用于生成产品寿命分析报告和质量追溯。

25、本发明的技术效果和优点：本发明提出的一种多品类传感器寿命老化与响应频率一体化测试装置及方法，与现有技术相比，具有以下优点：

26、1、本发明通过基座为整体装置提供稳固支撑，电机经转动座安装于基座上并驱动连接座带动转盘旋转，转盘边缘均匀分布的齿部作为触发源，在旋转过程中依次经过各传感器感应区产生脉冲信号；电机选用伺服电机并配合伺服驱动器精确调速，实现转盘转速的精确控制，结合转盘边缘齿数即可精确计算并调节传感器触发频率。

27、2、本发明中固定杆通过螺纹头固定于基座，并经安装孔配合卡头实现高度调节，固定槽座通过第一转动轴与支杆转动连接，支杆经第二转动轴与支撑柱转动连接，支撑柱顶端的固定头安装传感器安装夹，并通过固定栓锁紧定位，构成多自由度万向可调支架结构，从而可灵活调节传感器安装夹的空间位置与角度，适配不同外形尺寸与感应距离的光电、接近、槽型等多品类传感器。

28、3、本发明通过多组上述支架结构均匀分布在转盘周围，构成多路并行测试架构，配合plc控制器对各路脉冲信号进行独立高速计数，同时工控电脑实时计算理论脉冲数并与实际采集值比对，当偏差超过阈值时自动判定该路传感器异常并记录失效节点，从而实现多品类传感器的寿命老化与响应频率一体化自动测试，大幅提升测试效率、计数精度与数据可追溯性，并兼容npn/pnp两种信号制式。