基于虚拟仪器的电液比例阀特性CAT系统的研究

　　1 引言

　　在传统的电液比例阀测试方法中,整个试验过程全部由人工实现,一般由试验人员读取并记录试验数据,然后由试验人员手工处理得出特性指标值,这种试验方法的试验强度大,数据处理速度慢,并且误差大,精度低,无法保证测试数据的准确性。由X-Y记录仪在记录纸上记录测试曲线的方法虽然提高了自动化程度,可以消除人为的读数误差,但试验过程的控制和试验数据的处理工作仍由人工完成,不仅无法满足高效率测试要求,而且仍存在人为误差。所以,传统的测试方法往往无法满足实际要求。本课题的研究改革了传统的电液比例阀的测试方法,降低了人为因素对测试结果的影响,特别是虚拟仪器的出现为开展比例阀的特性研究提供了强大的工具[1]。

　　硬件是虚拟仪器的基础,软件是虚拟仪器的核心。美国某公司的LabVIEW软件是构建虚拟仪器自动化系统的理想软件平台,特别是该软件与此公司数据采集硬件的配合使用,将为用户提供一条构建测试系统的快捷途径。LabVIEW作为一种图形化的编程语言,与传统的文本编程语言相比,使用LabVIEW编程更加形象直观,测试系统的开发周期比较短,成本也比较低[2]。

　　2 比例阀特性CAT系统的构建

　　2.1 硬件系统设计

　　硬件系统主要有:PC、数据采集卡、压力传感器、流量传感器、流量积算仪、信号调理装置等。硬件系统的构造如图1所示。

　　鉴于此公司数据采集硬件的优越性能及与其此数据采集软件的良好配合性能,采集卡选用此公司的PCI-6014,其主要性能指标为:200 KS/s采样率;16位精度;16路模拟单端输入,或8路差分输入;16位精度的2路模拟输出。

　　由于采集卡的采集电压范围为10 V,可以根据选用的传感器输出的信号类型是电压或电流信号而制作相应的信号调理电路来对信号进行调理,保证输入到数据采集的信号在?10 V的范围内,保证数据采集卡的安全使用。

　　2.2 软件系统设计

　　选用LabVIEW7.0作为测试系统软件开发的平台,其与以往版本的显著区别是对许多功能进行了集成,产生了功能强大、配置容易的迅捷VI( ExpressVI)。采用新版设备驱动程序NI-DAQ 7.3,利用测量和自动化浏览器(Measurement & Automation Explor-er)能自动地检测和配置数据采集(DAQ)硬件。利用迅捷VI中的数据采集助手(DAQ Assistant)来完成数据的采集,测试前需配置其测量参数,包括/即时测量0(measurement-ready)虚拟通道类型、采集卡物理通道、接线方式、采样模式、时钟类型的选择,测量值上下限的设置、用户比例的定义、采样频率的确定等,配置完成后即可自动生成程序代码。合理选用迅捷VI中的各种函数来完成数据的分析和处理任务,迅捷VI中的Write LabVIEW Measurement File、Read LabVIEWMeasurement File、Filter、Curve Fitting、Spectral Mea-surements、Report分别用来保存测量文件、读取测量文件、数字滤波和平滑、曲线拟合、频谱分析、输出试验报告。采用虚拟信号发生器取代传统的函数发生器,并输出激励信号。