基于虚拟仪器的蓄能器性能测试系统的研究

　　0　引言

　　蓄能器所具有的动态性能曲线和工作时所充的氮气压力是决定用户选型以及蓄能器元件在液压系统中使用好坏的首要条件。基于虚拟仪器的蓄能器性能测试和参数优化系统,可针对蓄能器的性能特点和使用要求而设计,通过对蓄能器的在线、模拟测试得出不同规格蓄能器的性能曲线。

　　1　系统结构与工作原理

　　蓄能器性能测试系统主要是由硬件部分和软件部分组成。其中硬件主要包括蓄能器组件、电机泵组、压力传感器、流量传感器、PCI21711数据采集卡、数据传输设备及主控计算机等组成。软件部分主要包括两部分:其一是采用NI公司的LabVIEW图形化编程软件编制的数据采集及分析处理部分;另一部分是电机、负载模拟装置的控制部分。整个程序的主框架采用LabVIEW编制;其中电机、负载模拟装置的控制部分采用VB编程的方式来实现,可以方便地在Lab2VIEW状态下调用。

　　系统的原理框图如图1所示。通过主油路上的各种传感器来获取蓄能器在系统中的各种变化信息,所采集的数据通过PCI21711数据采集卡由主控计算机读取,系统软件对所采集的数据进行分析和计算,并用曲线的形式显示出来;同时用控制程序对电机的速度、模拟负载进行调节,以改变系统的频率及蓄能器的动态响应曲线,最后通过综合分析,得出较准确的蓄能器性能曲线。

　　2　系统硬件设计

　　2·1　信号调理电路

　　当被转换的模拟量的幅值过大、过小或对转换精度有严格要求时,通常在输入端增加缓冲电路,也称信号调理电路。通常的电路是同相输入或反相输入的运算放大器LM358。但在实际应用中一般要考虑放大器的偏置电压、增益微调、温度补偿、频率补偿和有源滤波等问题,因此系统采用偏置电压补偿和增益微调信号调理电路。

　　2·2　数据采集卡

　　PCI21711是一款功能强大的低成本多功能PCI总线数据采集卡。PCI21711有2路模拟量输出通道; 12位A/D转换器,采样速率可达100kHz; 16路单端模拟量输入,板载1K采样FIFO缓冲器;每个输入通道的增益可编程,自动通道/增益扫描。

　　为了使数据采集卡能正确地实现数据采集的功能,就必须根据实际测量的需要对一些参数进行设置,这就是数据采集卡的软件驱动;设置的参数主要有采集卡的设备号及地址码,此外还有如下的设置项:模拟信号输入部分的设置,包括输入方式、选择增益、选择量程等; A/D转换部分的设置,包括设定输入通道号、采样点数、采样速率等。

　　3　系统软件设计[2,3]

　　测试系统软件设计包括:测试系统界面;数据采集与控制;测试及数据分析处理,试验结果的存储和输出。