电液比例方向阀性能测试系统设计

　　前言

　　电液比例方向阀在拥有较好的静态和动态特性,同伺服阀相比较,它价格低廉、可靠性高、维护方便,因此被广泛的应用于各个行业。电液比例方向阀是电液比例控制系统中的关键元件,其性能的好坏直接影响到整个系统的工作性能,因此有必要设计一套电液比例方向阀测试系统来检验比例方向阀的性能好坏。

　　本文研制的比例方向阀测试系统,能够准确的测试各类电液比例方向阀,并且采用计算机全自动数字化测试,精度高,排除了人为的干扰。同时,能够实时采实验数据并绘制曲线,实验结束时能自动打印实验数据报表,方便故障诊断。

　　1　测试系统的组成

　　电液比例方向阀测试系统包括两个部分:液压测试部分和电气部分。本测试系统的液压测试部分原理如图1所示。

　　主要测试比例方向阀的指标特性:压力特性、流量特性和阶跃响应特性。

　　电气部分主要由: AD/DA数据采集卡(PCI-9118)、比例放大器(BOSCH)、测控计算机、打印机、压力传感器、流量传感器等组成。其测试流程图如图2所示。而压力和流量数据是整个测试系统的关键,因此非常有必要对压力和流量数据的采集、转换、传输等方面作细致的研究。

　　2　信号采集处理与计算机测试

　　2. 1　信号采集

　　本测试系统的工作基础是准确的实时数据,因此,保证采集数据的准确性是至关重要。在数据采集过程中必须使用屏蔽电缆,消除外界的信号干扰,保证采集信号的一致性;信号在采集的时候要经过调理电路进行必要的调整;调理好的数据经放大器放大送入采样环节;最后经AD转换进入测试程序。

　　压力和流量数据的采集、转换原理如图3所示。

　　其中,数据经AD转换后进入测试程序,这道环节是整个测试系统采样的关键。测试数据我们并不是全部的读入程序中,而是按照一定的采样频率实时采样,如10就是每秒采样10个数据。

　　数据进入采集卡之后,必须要滤波。以往的常用方法是采用硬件滤波,专用的滤波器不仅价格比较昂贵,而且调整比较有限。本测试系统采用软件数字滤波,该方法的优点是:滤波器是一段程序,可以根据实际情况无限调整;没有额外的硬件成本。在这里我们采用复合滤波法对信号滤波,及同时采用算术平均值法、中位值法、惯性滤波法。

　　2. 2　计算机测试

　　测试计算机采用安装了双16位高速AD/DA数据采集卡的工业控制计算机,具有良好的稳定性。本测试系统软件用MicrosoftVisualC++6. 0编写,界面友好、设置简单、操作方便,其界面如图4所示。