基于CPCI总线技术的便携式电磁阀测试设备设计

　　1. 前言

　　由于某型号电磁阀热真空试验需要出厂完成，在试验过程中需测试阀门响应特性，传统的测试设备体积无法满足运输需求，因此需要配备便于携带的电磁阀测试设备。

　　CompactPCI简称CPCI，中文又称紧凑型PCI，是国际PICMG协会于1994提出来的一种总线接口标准。它将VME密集坚固的封装和大型设备的极佳冷却效果以及PC廉价、易采用最新处理能力的芯片结合在一起，既保证了99.999%的高可靠度，又极大降低了硬件和软件开发成本。其整体机构紧凑，安装牢固，适应各种运输条件，可靠性高。各功能板采用CPCI总线的模块化结构，插拔十分安全方便，特别适合本系统的多种型号测试对象和多种测试工况的要求。

　　2. 设计要求

　　(1)要求能够同时对3台自锁阀或电磁阀进行测试，同时具备自动和手动判读功能。单路采样频率不小于10KHz，并可将测试结果输出至打印机。

　　(2)电磁阀控制电压为0~50V可变，最大电流不小于12A。

　　(3)动作次数、脉宽、间隔均可调。次数0~1000次可变;间隔0~10000ms可变;脉宽0~3000ms可变。

　　(4)泄放电阻为10Ω

　　、50Ω、100Ω三档可变。

　　(5)适用于各种类型电磁阀测试要求。

　　(6)设备体积要求：30cm×30 cm×50 cm，重量不超过25kg，并满足三级公路运输要求

　　3. 测试原理和系统组成

　　电磁阀测试原理如图1所示。测试电阻串联在电磁阀回路中，通过测试电阻两端分压信号测量换算出阀门线圈电流值。采样电阻两端的电压信号通过隔离放大器转换成0-5伏之间的电压信号输入A/D板中转换为数字量。由于考虑到大电流下采样电阻分压过大问题，采样电阻均采用小于1欧姆的大功率高精度电阻，采用16位精度的A/D板目的就是保证低值测试电阻条件下足够的系统测试精度。

　　图1 电磁阀测试原理图

　　系统组成见图2，主要由ACME公司的GCP-382计算机、外接直流电源、A/D板(16位);控制驱动板、采样板、隔离放大器及各种电缆组成。

　　GCP-382计算机包括单板机和显示器。配有IDE接口，可以通过外挂光驱进行系统安装，平时的数据输入输出通过USB接口和网络接口进行。

　　控制板和采样板通过备份板的设计来适应不同类型的阀门，测试设备的测试接口、采样电路、测试软件均应采用组态化设计思路，根据不同的测试对象组合出不同的测试状态。设6个数据采集通道，单通道采样频率不低于10KHz，最多可同时测试3路自锁阀，同时可对6路普通电磁阀进行测试。但同时测试的自锁阀状态应该相同(均为正端控制或均为负端控制)。