基于LabVIEW的电液比例溢流阀特性CAT实验台的设计

　　1 引 言

　　溢流阀是液压系统中必不可少的压力控制元件，它的主要作用是对液压系统定压或进行安全保护， 其性能好坏对整个液压系统的正常工作有很大影响。 为了检测溢流阀是否达到出厂指标和满足使用要求， 需对其特性进行测试。 随着计算机和机电液一体化技术的快速发展，电液比例控制系统因其精度高、 响应快等特点在工业工程中得到了广泛应用， 通过对电液比例阀在试验中反映出的特性进行分析， 对进一步掌握和研究电液比例控制技术具有重要的意义。

　　传统液压阀特性测试方法多采用人工手动操作、X-Y 记录仪记录数据、人工计算被试阀的性能参数 ，测试工况数据点是有限、离散的，存在着测试效率低、结果不精确、控制精度不高、响应不够迅速等缺陷。 现代液压测试技术是集专用实验台、传感器、数据采集卡、虚拟仪器、数据采集和处理、实验技术和标准为一体的综合性技术。 随着计算机辅助测试（CAT）技术在电液比例阀测试中的快速发展，新的测量方式和分析方法不断出现，使比例阀测试逐步实现智能化、自动化。

　　目前， 对液压元件尤其是比例阀的测试大多在专用的实验台上进行，其大多体积偏大、设备价格较高、实验内容单一、硬件扩展性较差。 因此从实验台成本和实用角度出发， 设计开发一种既能满足常规阀和比例阀的特性测试要求，又具有小型化、可扩展硬件、可设计开发软件和试验内容的经济实用的新型比例阀测试实验台。

　　2 实验台体设计

　　实验台台体用 5mm 不锈钢板喷漆制成操作机架。 安装台面为长 1000mm、宽 700mm、高 900mm 带 T 型槽平台， 实验台所需阀块安装在 T 型槽平台前面板上并预留元件扩展空间。 液压缸为自设计加工的有效行程为200mm 双作用单杆活塞式液压缸，分为实验缸和加载缸。泵站由两个定量叶片泵采用分别供油方式对液压实验台进行供油。

　　实验台硬件构成主要有：液压泵站，先导式电液比例溢流阀、压力传感器，流量传感器，减压阀、节流阀、调速阀、电磁方向阀，测试油路块及滤油器、紫铜管等辅件。 液压实验台原理图如图 1 所示。

　　3 计算机辅助测试（CAT）系统设计

　　3.1 硬件系统的构建

　　一般液压计算机辅助测试（CAT）系统主要包括：计算机（工控 PC），高精度压力、流量传感器，数据采集模块，信号调理板卡等硬件。

　　在满足测试系统硬件要求和测试精度的前提下，选用目前通用配置的计算机和国产压力传感器及流量传感器。

　　为提高数据采集系统的整体性能，选用国产某公司生产的多功能 PCI-8603 数据采集卡， 与 LabVIEW 软件有较好的兼容配合性，其性能优良，具有较高性价比。 最高采样频率为 100KS/s；AD 转换精度 12 位；基于 PCI 总线的单端 16 路模拟量输入与 8 路差分输入；两路模拟量输出。