脉冲液压疲劳试验机的数据采集与处理

　　0　引言

　　伴随电子技术与计算机技术的快速发展,许多科研试验中,对于试验数据的采集、显示、保存以及试验后的数据处理等提出了更高的要求。这对先进的液压伺服试验系统来说,由于其试验控制器内部配备了计算机及数据采集系统且通过局域网与主机相连,一般很容易满足试验要求。但对于脉冲液压疲劳试验机系统,由于静载试验时只有表盘指针指示试验荷载,疲劳试验时只有表盘指针指示试验荷载的最大、最小值,这对于科研试验中经常遇到的一些其他问题就较难解决。由于脉冲试验机系统低价格、低功耗,目前在科研试验、质量检验工作中仍在普遍使用。如果能将脉冲试验机系统加以适当的改造,使其在试验数据的采集、显示、保存以及数据处理等方面得以完善,即可使脉冲试验机系统在科研试验中发挥更大的作用。作者介绍了应用于AMSLER脉冲疲劳试验机的设计方案。该方案也可供其他的脉冲液压疲劳试验机改造作为参考。

　　1　硬件介绍

　　1·1　传感器安装

　　为了能够在试验过程中跟踪试验荷载及其他被测量值的实时变化,需要安装测量油压的压力传感器和其他传感器,经过放大、滤波的输出信号分别作为试验荷载和其他的被测量接入对应的A/D转换通道。可以将压力传感器直接在作动器上安装。这样做的好处是,无论是静载或动载试验,传感器的输出直接反映了试验荷载的变化。通过数据采集,可由计算机记录数据、实时作图和保存完整的试验荷载波形。如果选择将压力传感器在原显示表盘的测量油路上安装,在动载试验过程中,传感器的输出只是反映了试验荷载的最大和最小值,而不能记录完整的动态加载波形。位移传感器和其他传感器的安装,可根据试验要求酌情考虑。

　　1·2　数据采集

　　为保证试验数据的精度,应采用适当高的采样频率。在每个采样间隔中,计算机系统要完成一个或多个数据通道的A/D转换、数据计算和波形显示,这对于系统工作速度的要求就成为比较重要的问题。采用A/D卡与计算机并行工作的数据采集系统设计即可较好地解决问题。A/D卡的数据采集以块为单位进行,在由计算机指定了数据块的大后(可以根据需要更改,以保证数据的实时性),由硬件逻辑电路控制数据块采集,一个数据块采集完成后,计算机即可将该数据块读出。为保证采样与数据传输的连续性,在卡上设计了FIFO存储器。这样,在一个数据块采集的同时,计算机即可将前一个数据块读出后进行计算、显示、作图等操作,保证了所有数据的不间断性。试验数据的显示和作图均以窗口方式在显示器的对应位置呈现。待所需的全部数据采集结束后,再将数据文件保存到硬盘。