电调制液压四通方向流量控制阀特性CAT系统

　　1 引言

　　所谓电调制液压流量控制阀是指随连续不断变化的电输入信号而提供成比例的流量控制的阀，主要有伺服阀和比例方向流量阀两大类。电液伺服/比例阀是在电液伺服系统中将控制电信号转换成液压功率信号的关键元件，阀的性能直接影响液压控制系统的品质，并且电液伺服、比例阀本身也是一个机、电、液相结合的复杂控制系统，电液伺服阀的静态特性测试和动态特性测试是验证或获取其数学模型及特性参数的主要手段。在电液伺服/比例阀的制造、使用、维修等各阶段均需要对阀进行测试，以便了解其特性。

　　本文介绍了一种基于虚拟仪器技术的电调制液压四通方向流量阀的计算机辅助测试系统(CAT)。与传统的计算机辅助测试系统相比，其不仅具有友好的人机界面，而且大大提高了测试系统的性能，增强了系统的扩展性与灵活性。

　　2 测试系统的组成原理

　　测试系统主要由传感器及其二次仪表、伺服/比例放大器、信号调理器、计算机采集系统等几部分组成。其中，传感器主要包括压力传感器、温度传感器、流量传感器、速度传感器、位移传感器；仪表主要包括数字压力仪表、数字温度仪表、数字流量仪表；伺服/比例放大器根据被试阀选择；计算机采集系统主要包括计算机、数据采集卡、打印机等。测试系统构成原理如图1所示。

　　在工作过程中，计算机通过GPIB总线控制信号发生器产生合适的信号波形，并将信号输出至阀的放大器，驱动阀工作；再将阀的状态信号（如阀电流、阀芯位移、动态油缸速度等）输送至信号调理器；压力传感器、温度传感器、流量传感器等传感器的信号经相应的数字仪表进行显示、调理，数字仪表输出的模拟电压信号输送至信号调理器；信号调理器的输出连接到数据采集系统DAQ的相应通道；各被检测量通过A/D转换为数字量输入计算机，最后经软件处理得到测试结果。从而构成了一个完备的电液伺服/比例阀测试装置。

　　3 静态性能试验

　　根据GB/T 15623.1－2003《液压传动 电调制液压控制阀 第1部分：四通方向流量控制阀试验方法》的规定，确定的静态性能试验回路如图2所示。

　　3.1 在恒定阀压降下，输出流量-输入信号特性试验

　　图2中，关闭截止阀b、c，其余均打开。调节油源压力到规定压力。设置信号发生器输出为三角波，幅值为额定阀放大器的额定输入或规定值，三角波信号的频率应足够低，以保证流量传感器、被试阀的动态影响可以忽略不记，通常取不大于0.05 Hz。在信号连续循环变化的同时，连续地记录一个完整信号周期内的流量Q与阀电流i的值，并绘制其关系曲线。图3(a)为输出流量－输入信号特性试验时测试系统运行界面，图3(b)为输出流量－输入信号特性试验测试结果。