比例阀虚拟测试系统的开发与设计

　　1 前言

　　在液压元件试验技术中，比例阀的试验难度较大。它的工况的变化是连续的，试验结果也是连续的，一般通过特性曲线来反映试验结果。常规的比例阀测试过程如下：用信号发生器根据试验要求产生斜波、三角波等控制信号将其接入比例阀，比例阀发生工况移动。受控的压力、流量等工况参量通过相应传感器记录到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(电流等)之间的反映比例阀性能的特性曲线。

　　随着计算机技术的发展，比例阀计算机辅助测试系统开始出现，采用“微机+AD／DA采集卡”及相应传感、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比例阀测试系统，以替代信号发生器和X-Y记录仪。

　　2 系统设计

　　测试系统要实现包括压力阀、流量阀和方向阀等3类比例阀的压力偏移和压力振摆、稳态压力控制特性、稳态负载(等压力)特性、稳态流量特性、输入输出特性、动态过程检测等6项特性的测试。测试系统设计包括硬件和软件设计两部分。整个系统以Windows98为系统平台，LabWindows／CVl为开发工具，以PCL-818L数据采集卡作为转换元件，利用计算机强大的数据处理、显示、存储和打印功能，将试验数据以曲线形式显示出来，以文件形式进行存储，并可进行打印。系统框图如图1所示。

　　虚拟测试仪器是以PC计算机为仪器统一硬件平台，将测试仪器的功能、面板及控件均以相应的软件实现，并以文字形式存储于PC机的软件库中，同时在计算机的总线槽内配以对应的、可实现数据交换的模块化硬件接口卡。因此，虚拟测试仪器的功能是：使库内仪器测试功能软件、控件软件、输出软件等与接口卡输入计算机内的数据，在计算机系统管理的统一指挥和协调下运行。

　　图1 系统框图

　　硬件设计由于采用集成的数据采集卡PCL一818L而变得非常简单，而且性能稳定，可靠性好。PCL-818L是一种高效、多功能数据采集卡，适用于IBM PC／XT／AT及其兼容机，它能进行12位A／D、D／A转换，16位数字输入输出及16位定时／计数，其中A／D转换频率可达40 kHz，足够满足一般物理量的测量要求。

　　3 软件设计

　　系统的软件开发平台选用美国国家仪器公司利用虚拟仪器技术开发的32位面向计算机测控领域虚拟仪器的软件开发平台— 虚拟仪器编程语言LabWindows／CVI(C for Virtual Instruments)，它可以在多操作系统(如Windows 98／NT／2000，Mac OS和UNIX等)下运行。它以ANSI C为核心，将功能强大、使用灵活的C语言平台与用于数据采集、分析和表达的测控专业工具有机地结合起来。它的集成化开发平台、交互式编程方法、丰富的功能面板和库函数大大增强了C语言的功能，为熟悉C语言的开发人员建立检测系统、自动测量环境、数据采集系统、过程监控系统等提供了一个理想的软件开发环境。