基于PCI-8333的电液比例溢流阀性能测试
基于PCI-8333多功能数据采集卡的测试系统可对电液比例溢流阀阀口溢流时的压力、流量、稳压时间及动态响应等进行测试，通过计算机的控制与处理，可迅速准确地测试出有关参数，绘出性能曲线，实现电液比例溢流阀性能测试的快速性和准确性。
1．电液比例溢流阀的测试要求
电液比例阀测试系统的测试原理和方法参照机械行业标准规定的电液比例阀试验方法，主要完成稳态压力控制特性测试、输入电信号阶跃响应特性测试、负载流量阶跃响应特性测试、频率响应特性测试。稳态特性参数主要有调压偏差、滞环误差、线性误差、重复性误差以及在最高工作压力下的压力振摆量。动态性能一般用压力超调量、升压时间和稳压时间来衡量。通过这些特性参数分析研究电液比例溢流阀的稳定性和快速性，评定其动态特性。
2．电液比例溢流阀的测试原理
电液比例溢流阀的测试原理如图38所示，该测试系统主要由液压系统、控制和数据采集部分组成。溢流阀在整个系统中起安全阀的作用，能够提供32MPa的最大系统压力。此外，在液压回路中安装了压力表、流量计、压力传感器和流量变送器，用来采集压力和流量信号。
控制和数据采集部分主要由PC计算机、PCI-8333多功能数据采集卡、压力传感器、流量变送器、比例控制器、信号发生器、固态继电器组成，利用C语言编程实现数据的采集和处理，其中PCI-8333是核心组件。
PCI-8333多功能数据采集卡具有即插即用的性质，是PCI总线类型的数据采集卡，具有16路模拟信号输入通道，可以同时采集16路模拟信号，同时也具有2路模拟信号输出通道，可以同时输出2路模拟量。此外，PCI-8333还具有16路数字量输出与输入通道，可以实现高低电平输出。数据的采集主要是利用PCI-8333的A/D通道，将压力和流量信号输人计算机，计算机对液压系统的控制也通过PCI-8333来实现，利用D/A通道给电液比例溢流阀提供控制电压信号，利用D0通道控制固态继电器的通断。
比例控制器最大输出电流为800mA，输入电源为直流24V（要求单独电源供电），控制电压为±9V，负载电阻为l8～25Q，颤振额率为200/100Hz，环境温度为0～40℃，可以采用手动控制，也可以通过可编程控制器、函数发生器等给出差动电压信号，幅度在0～10V变化时比例电磁铁中线圈电流相应为100～800mA，驱动比例电磁铁，控制方便自如。
在数据处理方面采用限幅滤波法和算术平均滤波法相结合。具体做法是在检测到峰值压力之前采用限幅滤波法，即根据经验判断，确定2次采样允许的最大偏差值(设为ΔU)。每次检测到新值时判断：如果本次值与上次值之差小于或等于ΔU，则本次值有效；如果本次值与上次值之差大于△U，则本次值无效，放弃本次值，用上次值代替本次值。当峰值压力过后，采用算术平均滤波法，即连续取N个采样值进行算术平均运算。
3．电液比例溢流阀的性能测试方法
电液比例溢流阀性能测试主要是稳态性能测试和动态性能测试，稳态性能主要是指稳态负载特性，动态性能主要是指频率响应特性、输入电信号阶跃特性和负载阶跃特性。
(1)稳态负载特性测试。如图38所示，由计算机输出一个控制电压，经PCI-8333多功能数据采集卡的D/A，将数字量转换成为模拟量，接人比例控制器，实现对被测试电液比例溢流阀的控制。起动变量泵，此时电磁换向阀处于连通状态，逐渐地调节节流阀的开口量，从而改变通过被测试电液比例溢流阀的流量。利用压力传感器和流量变送器采集压力和流量信号，经PCI-8333多功能数据采集卡进行A/D转换，将模拟量转换成数字量，并输入计算机，将采集到的数据用图形表示出来，即为被测试的电液比例溢流阀的稳态压力一流量特性。
(2)频率响应特性测试。如图6 38所示，由信号发生器产生一个角频率为叫的标准正弦信号，将此模拟信号输入比例控制器，给被测试的电液比例溢流阀提供一组交变的控制电流。起动变量泵，电磁换向阀处于断开状态，将溢流阀作安全阀用。用压力传感器采集电液比例溢流阀的压力随输入正弦信号变化的情况，信号发生器信号和压力传感器信号同时输入多功能数据采集卡，经A/D转换，将模拟量转换成为数字量，输入计算机，得到信号角频率为。。时的压力信号幅值比和相位移。改变信号发生器输出的正弦电压信号频率（从0.2Hz开始逐渐增加），重复上述测量得到不同频率下的幅值比和相位移。将采集到的数据在半对数坐标纸上绘制频率响应特性曲线，即为电液比例溢流阀的频率响应特性曲线。
(3)输入电信号阶跃特性测试。如图38所示，调节变量泵的流量为被测试阀的实验流量，溢流阀为安全阀。由计算机输出一个由低电平延时高电平延时低电平组成的电压信号，经D/A转换后输入比例控制器，电磁阀处于断开的状态。利用压力传感器采集压力变化情况，经PCI-8333的A/D转换，将模拟量转换成为数字量，输入计算机，以图形的形式表示出来，即为被测试电液比例溢流阀的电信号阶跃特性曲线。
(4)负载流量阶跃特性测试。如图38所示，调节变量泵的流量为被测试阀的实验流量，溢流阀为安全阀。计算机输出一个电压信号，经PCI-8333多功能数据采集卡进行D/A转换，将得到的模拟信号接人比例控制器，作为被测试电液比例溢流阀的控制电流。由计算机经PCI-8333的DO通道输出低电平，此信号经过固态继电器控制电磁换向阀导通，节流阀全开，使变量泵输出的流量从电磁换向阀、节流阀和回油箱回路进行卸荷。给PCI-8333的D0通道输出高电平，固态继电器处于断开状态，电磁换向阀断开，系统压力上升，然后被测试阀打开，流量通过被测试阀溢流，实现负载流量的阶跃。利用压力传感器采集压力信号，经A/D转换得到的数字量输入计算机并绘图，即得到被测试的电液比例溢流阀的负载流量阶跃特性曲线。
 (5)实验举例。运用以上的测试方法，对电液比例溢流阀的稳态负载特性进行了测试，测试条件；温度40℃，系统最大安全压力32MPa，流量60L/min，测试结果如图39所示，图中Q为流量，p为压力，测试得到被测试电液比例溢流阀的调压偏差约为2.3MPa．
4．抗干扰措施
测试系统的抗干扰能力是影响计算机辅助测试系统精度和可靠性的重要因素。在计算机辅助测试系统中有许多噪声源，影响最大的是数据采集和处理时产生的干扰噪声，需要采取措施消除这些影响因素。
(1)屏蔽措施。在测试中，每一个被测信号都使用独立的屏蔽电缆，每一屏蔽层都连接到其自身的参考电位上，屏蔽电缆单端接“地”，通过最佳布线来减小耦合。
(2)接地措施。在本测试系统中，模拟、数字电路分别采用独立的接地回路，使测试系统有独立的模拟“地”和数字“地”。
(3)清零处理。采集一组有用信号之后采集一组零信号，再采集其他的有用信号，减少由于不同通道间数据采集所产生的干扰。
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