高速音響試験装置の開発 | PXI+LabVIEW+TestStand
PXIとLabVIEW+TestStandを使用した高速音響試験装置の開発
株式会社ペリテックが過去に開発した高速音響試験装置の開発事例を紹介します。
背景
ある音響メーカ様より無線通信を使用したヘッドセットの試験機の開発依頼がありました。生産ラインの早期立上の為、開発期間が短く迅速なプログラムの開発を要求されました。また、検査時間について出来るだけ短い時間で終了させたいと要望がありました。
課題
課題１ 開発期間が短い
生産ラインを立ち上げるための期間が短く、迅速なプログラムの開発が必要でした。
課題２ 測定時間の短縮
ヘッドセットの検査で中心となるマイク、スピーカの周波数応答測定が従来の検査システムでは外部の測定器を使用してポイント毎に測定を行っていたため測定に時間がかかっていました。生産ラインでは１日に何千台もの製品を検査しなければならないために測定時間の短縮が課題の１つでした。
課題３ 検査の組み合わせ
ユーザにて検査項目の組み合わせを自由に変更することができようにすることが必要でした。
ソリューション
開発時間の短縮
LabVIEWを使用することで従来のテキスト言語に比べ開発期間を１/２短縮することができました。また、TestStandを使用することにより検査項目の組み合わせを自由に変更することが可能となりました。
検査時間の短縮
従来のポイント測定では１ポイント毎に測定器と通信を行い、信号の出力→信号の安定待ち→測定のループを繰り返し行っていたため測定に時間がかかっていました。この検査をPXI-4461（音響・振動測定モジュール）と音響・振動解析ツールを使用してポイント測定からスイープ測定に変更することで開始周波数から終了周波数までの指定したポイント数を１回の動作で測定することができるようになり測定時間を約1/10と大幅に短縮することができました。
構成
要求仕様を実現するために採用したNI製品
PXI-1042（８スロットシャーシ）
最近のPCはPCIボードの搭載枚数が少なく、また拡張BOXを採用すると省スペースとならないためPXIの８スロットシャーシを選択しました。実際に搭載した計測ボードは3枚ですが、検査方法の変更・追加など拡張性を考慮する必要があったからです。
PXI-4461（音響・振動測定モジュール）
製品（ヘッドセット）のマイク、スピーカの周波数測定を行います。
PXI-2503（スイッチモジュール）
周波数応答は1出力・2入力で測定を行っているためマイク、スピーカで測定信号の切り替えを行います。
PXI-4070（デジタルマルチメータ）
周波数応答以外のマイクバイアス電圧測定などで使用しています。
まとめ
LabVIEW+TestStandの組み合わせで自由度の高い検査アプリケーションを短期間で開発することができました。また、PXI-4461と音響・振動解析ツールを使用することにより検査時間を従来の約1/10に短縮することができました。ソフトウェアの短期開発、問題点の短期解決にLabVIEWとPXIの組み合わせは強力なツールとなりました。なお、このシステムはお客様に良い評価をいただき同システムのリピートや別のシステムの受注を頂くことが出来ました。
