便携式液压系统在线分析仪的开发及应用

　　普通的液压测试仪在进行液压系统测试时，仅能测定某一时刻、某一取样点的流量、压力及温度数据[1]，不能将液压系统随外界负荷变化的过程记录下来，因此数据的记录不具完整性，不利于系统的性能分析和故障诊断。

　　本文开发的便携式液压系统分析仪是新一代的数据采集与处理装置，采用有源传感器技术，可在现场同时进行多测点、多参数的测试，并依靠基于 LabVIEW软件开发的测试软件进行实时数据采集和处理，为后续的液压系统性能分析和故障诊断提供依据。

　　1 液压系统分析仪组成

　　液压系统分析仪主要由有源传感器、辅助传感器、传感器接口模块、PCMCIA 数据采集卡( DAQCard -700) 、电源，笔记本电脑，传输电缆等组成，如图 1 所示。

　　1. 1 有源传感器

　　液压系统分析仪采用美国 HEDLAND 公司生产的有源传感器，包括两个有源传感器组( 图 2) ，一个辅助压力传感器和一个辅助流量传感器，可同时采集液压系统的 8 个参数信号，可根据液压系统检测的需要选择接入传感器的数量。

　　每个有源传感器除了传感元件外，内部还集成了信号调理电路( 包括信号放大器，V/I 变换器及两个相同的精密基准恒流源) 。该调理电路可将传感器的原始输入电压信号变换为 4 ～ 20 mA 的电流输出信号，便于信号的远距离传输且具有较强的抗干扰性能。流量传感器采用涡轮转子作为传感原件，其输出线性度好，顺流精度为满量程的 ± 1%，可重复精度在± 0. 2% 以内，压降小( < 0. 2 MPa) ，抗污染。流量传感器的量程在 1. 5 ～ 750 L/min 之间，可根据需要选择。

　　压力传感器采用有机硅聚合物应变电阻，产生的噪声级较低且信号输出好。金属膜片和有机硅聚合物电桥几乎不受冲击、振动及安装位置的影响。压力传感器的量程在 0 ～41. 4 MPa 之间。温度传感器采用铂电阻，电阻温度系数的离散度很小，精度高，灵敏度好。温度传感器的量程在 - 20 ～150 ℃ 之间。

　　传感器组还可以加装加载阀，可模拟外界负荷变化，便于系统性能参数的检测和故障原因的诊断分析。

　　1. 2 传感器接口模块

　　传感器接口模块是一个模/模电子信号处理器( 图3) ，它可将传感器输入的4 ～20 mA 的模拟电流信号转换为 0 ～5 V 的直流电压模拟信号输出，经 I/O 电缆传送到 DAQCard700 数据采集卡进行模数转换后送入计算机处理。

　　1. 3 PCMCIA 数据采集卡

　　便携式液压系统在线分析仪采用笔记本作为最终的输出端，故采用 PCMCIA 数据采集卡。本液压系统分析仪选用 NI 公司生产的 DAQCard -700 型 12 位数据采集卡，拥有 16 个单端或 8 个差动模拟通道输入，其最高采样速率为100 kS/s。另外还有两个16 位的8MHz 的定时 / 计数器和一个 16 位的数字 I / O 线。