基于虚拟仪器的电液比例方向阀静动态特性综合CAT系统

　　电液比例阀与电液伺服阀相比,具有抗污染能力强、控制方式多样和廉价等特点,在国内外赢得了广泛的应用领域。但在液压元件测试技术中,比例阀的测试难度较大。传统的比例阀测试过程如下:

　　用信号发生器根据试验要求产生三角波控制信号输入比例放大器,使比例阀阀芯发生移动。受控的压力、流量等被测量通过相应的传感器测定并输入到X-Y记录仪上,这样就可以得到受控参量(压力、流量等)与控制信号(阀电磁铁线圈电流)之间的反映比例阀性能的特性曲线[1]。

　　随着数字电子技术和计算机技术的发展,出现了大量的数字式测量仪器,用来对信号进行测量、分析、处理。数字测量系统在数据可靠性、测量速度和精度等方面较之模拟测量系统有很大的提高,但是这些仪器价格昂贵,难以普及应用。

　　本文研发了基于LabVIEW(Laboratory Virtu-al Instrument Engineering Workbench)的比例阀静态和动态特性综合CAT系统,采用“微机+AD/DA采集卡”及相应传感器、变换电路组成信号发生和采集的硬件系统,结合编制的专用软件组成基于虚拟仪器的比例阀测试CAT系统,代替那些价格昂贵的测试仪器[2]。应用于教学和科研试验,取得了良好的效果。

　　1 系统结构及功能

　　电液比例阀综合性能CAT系统由测量传感器、二次仪表、信号调理器、数据采集卡、计算机和电液比例阀试验台组成,图1为其液压系统原理图,测试系统原理如图2所示。

　　通过操作所开发的测控软件的虚拟仪器前面板,在测试过程中计算机可以输出控制信号,对系统进行实时控制、测试工况转换;同时可对试验数据进行实时采集、数据处理、绘制并显示实测特性曲线图,实现了测试过程的自动化。

　　1.1 硬件构成

　　①被试阀(Atos公司,DHZO-T-051-L5/Y);②微型计算机(PIV1.8G-CPU,256M内存,40G高速硬盘);③比例放大器(Atos公司,E-ME-T-01H);④PCI-6024E数据采集卡(NI公司);⑤流量计(LC-11/DN40);⑥压力传感器(PT-S型,量程40 MPa);⑦稳压电源(WYK-302B2);⑧信号整形电路(自制)。

　　1.2 测控软件的特点

　　该测试系统的软件部分采用虚拟仪器开发软件平台--美国NI公司的虚拟仪器图形编程语言LabVIEW,它是一个大型的虚拟仪器系统开发平台,具有界面直观、便于开发、调试轻松、易于学习和掌握的特点。以该软件为中心,利用计算机强大的计算、显示、和连接能力,在屏幕上组建自己的仪器、仪表,体现了/软件就是仪器0的新概念。

　　本测试系统采用LabVIEW5.11,在Win-dows2000操作系统下编制。采用模块化程序设计思想,每个特性曲线测试程序以独立操作面板的方式出现。