基于虚拟仪器的液压试验台CAT系统设计

　　1 引言

　　随着液压技术、控制理论、微型计算机、测量测试技术、数字信息处理、可靠性技术的发展,液压计算机辅助测试(CAT)也正向着高速、高效、智能化、多功能化、多样化方向发展。与液压CAT密切相关的是测控仪器,其发展经历了模拟仪器、带GPIB接口的智能仪器到全部可编程的虚拟仪器的发展历程[1]。基于虚拟仪器技术的计算机辅助检测系统是建立于虚拟仪器技术的理论基础上的,立足于/软件就是仪器0的思想。充分利用了目前的计算机速度越来越快、功能越来越强、价格越来越低的优势,将过去检测中在传统仪器上大量采用的硬件实现的操作和功能通过计算机软件来实现[2]。

　　2 液压试验台CAT系统设计

　　本试验台为多功能泵马达试验台,能够对泵、马达进行7个项目的测试。具体的测试项目有定量泵试验、变量泵试验、开式泵马达试验、闭式泵马达试验、基于变频的泵马达试验、基于变频的液压缸试验和小功率泵试验。

　　液压系统及元件的性能好坏主要体现在其静态特性与动态特性方面。而最能说明其特性的主要参数是压力、流量、温度、转速、转矩等一些随时间连续变化的物理量。因此,该液压系统主要是通过检测其压力、流量等参数,并绘制出性能曲线从而分析其性能的好坏。

　　2.1 硬件部分

　　本测试系统的硬件主要是用于数据采集的传感器及用于数据转换的接口卡。选用的高压流量计为VC5F1PS,最大量程为31.5MPa;压力传感器用DBY-300(M201.5);温度传感器型号为WB201(M201.5)。采用的A/D卡为PCI-1713输入接口卡。该卡提供了32个模拟输入通道,12位转换分辨率,2.5us的转换速率。

　　2.2 软件部分

　　本测试系统采用面向对象的程序设计语言VC++610来进行软件编程。它提供了强大的图形界面功能,使得对数据采集进行图形化处理更为方便,开发出来的应用程序具有良好的人机交互功能;同时还提供了大量的操作台函数,具有良好的可读性及方便的调试手段。

　　2.2.1 功能模块设计

　　本系统软件分为实时时钟模块(数据采集与控制)、显示模块、存储模块及后处理模块,如图1所示。

　　1)实时时钟模块

　　实时时钟模块分为数据采集模块和过程控制模块。

　　数据采集模块主要是实现数据的采集和优化。本软件采用的是多媒体定时器。对于IntelCPU,它的最低定时精度可以达到1ms,并且它的优先级很高,使用自己独立的线程,来调用一个自己的回调函数。由于采样器、A/D转换器的偶然出错等,我们可以用连续采样多次求平均值的办法予以滤除。同时将所采集的数据剔除最大值和最小值,再取平均值,这样可以很大程度上消除快速随机的干扰影响。将采集到的数据放到内存缓冲数组里。