基于LabVIEW的液压实验测试台

　　引 言

　　虚拟仪器技术是由电子测量技术与计算机技术深层次结合产生的, 它比传统的电子仪器更为通用, 在组建和改变仪器的功能和技术性能方面更为灵活、更为经济。虚拟仪器以软件为核心, 其软件又以美国NI 公司的LabVIEW 虚拟仪器软件开发平台最为常用。我们在原有实验台的基础上, 引入先进的虚拟仪器技术, 以LabVIEW 软件为工具, 依据液压课程实验教学大纲, 开发研制了液压实验台的测试与控制系统。

　　1 液压实验台及实验项目

　　我校的液压教学实验平台采用插件板以及带有自闭式快速连接插头的各种液压元件、胶管, 可以在不使用任何工具的情况下, 快速、灵活、方便地插接组成所需要的实验回路。液压实验可以分为验证性实验和设计性实验两类, 液压泵性能试验、溢流阀静动态特性试验、节流调速试验。设计性实验由学生自行设计, 自选元件, 自己接管, 自行调试、测试和分析。常做的有多缸顺序动作控制回路, 速度换接回路, 快速运动回路( 如差动连接回路、双泵供油回路), 卸荷回路( 如用换向阀中位卸荷、用卸荷溢流阀卸荷、用二位二通换向阀卸荷), 多级调压回路, 平衡回路等等。

　　2 验证类实验测控系统

　　验证性实验有固定的测试项目, 为了便于操作, 我们为各个必做的验证性实验设计出独立的测控面板。下面以溢流阀动态性能测试为例, 介绍测控系统的硬件组成、前面板以及框图程序。

　　2.1 测试系统硬件

　　主要由传感器( 含变送器)、信号调理电路、继电器、数据采集卡、工控机等硬件组成。整个测试控制系统硬件组成如图1 所示。

　　传感器选用AK- 4 型压力传感器, 测量范围为0～10MPa, 输出电压为0～5V。选用研华pcL- 818L型多功能采集卡进行数据采集以及电磁阀的控制。此卡具有16 路单端模拟量输入, 40kHz12 位A/D转换器, 16 路数字量输入及16 路数字量输出。

　　2.2 软件操作界面以及框图面板

　　溢流阀动态特性测控系统主要包括(1)各模块初始化(2)电磁阀动作(3)数据采集;(4)数据存贮;(5)曲线绘制;(6)打印等几个模块。软件的设计包括前面板设计和框图面板设计。前面板是虚拟仪器的操作界面, 是测控系统与用户交流信息的桥梁, 通过面板上的按钮、开关以及显示窗口可以很方便地观察实时检测的结果以及操作控制系统的工作情况。溢流阀动态特性测控程序的前面板,主要包括压力实时显示, 实验操作的相关按钮。程序运行以后, 程序会显示系统的日期、时间, 操作者可以输入自己的姓名。实验过程中,点击“数据采集”按钮, 电磁阀就会动作, 从而造成液压回路中压力的变化, 同时, 传感器、数据采集卡开始工作, 记录压力的变化情况, 并且显示相关的特性曲线。测试中可以随时的点击“清空曲线”按钮,系统会把特性曲线显示初始化。“读取数据”按钮用来查阅以前实验得到的数据。得到满意的曲线以后, 操作者可以点击“打印曲线”按钮把相关的数据以及曲线打印出来存档。实验结束后作者可以点击“退出程序”按钮结束测实系统的运行。溢流阀动态特性测程序的前面板如图2 所示。