專利名稱：一種多功能通用伺服閥靜態(tài)測試儀的制作方法
技術(shù)領域：
本實用新型涉及一種多功能通用伺服閥靜態(tài)測試儀，特別是涉及一種可以應用于各種類型的電液伺服閥測試的多功能通用伺服閥靜態(tài)測試儀。
背景技術(shù)：
電液伺服閥是電液伺服系統(tǒng)的關(guān)鍵器件，它的性能關(guān)系到整個液壓伺服控制系統(tǒng)的精度和響應速度。根據(jù)伺服閥的測試標準，伺服閥的靜態(tài)性能測試需要測量的曲線包括空載流量曲線，小信號分辨率曲線，靜耗量、壓力增益曲線等，需要判讀的指標包括流量增益、滯環(huán)寬度等，傳統(tǒng)上這些曲線是通過XY記錄儀進行繪制、性能指標通過人工進行判讀。近年來隨著計算機測控技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了基于計算機數(shù)據(jù)采集和數(shù)字控制系統(tǒng)的計算機采集方法，提高了伺服閥測試的效率，但計算機測試存在著性能指標的判讀過于機械化問題，在故障伺服閥的測試過程中判讀的指標會引起誤解。為解決上述問題，亟需提供一種新型的多功能通用伺服閥靜態(tài)測試儀。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種提高測試效率，降低人工判讀誤差的多功能通用伺服閥靜態(tài)測試儀。為解決上述技術(shù)問題，本實用新型一種多功能通用伺服閥靜態(tài)測試儀，包括XY記錄儀、計算機、用來實現(xiàn)在測試不同測試項目時的電磁閥的切換的邏輯控制模塊、用于采集電流、壓力差和流量信號的信號采集模塊、用于產(chǎn)生被測伺服閥需要的高精度超低頻三角波的數(shù)字信號發(fā)生器模塊；邏輯控制模塊、信號采集模塊、數(shù)字信號發(fā)生器模塊彼此之間， 以及XY記錄儀、計算機與邏輯控制模塊、信號采集模塊，以及數(shù)字信號發(fā)生器模塊之間，均通過MODBUS數(shù)據(jù)總線進行數(shù)據(jù)通訊。邏輯控制模塊包括鍵盤、顯示器、第一數(shù)字信號控制器DSPIC30F3013、電磁閥的驅(qū)動電路、以及MAX485通訊芯片；用戶通過鍵盤進行輸入，第一數(shù)字信號控制器 DSPIC30F3013首先根據(jù)用戶的輸入，通過電磁閥的驅(qū)動電路驅(qū)動相應的電磁閥將其油路切換到QI狀態(tài)并通過顯示器進行顯示，然后通過自身的UART 口給MAX485芯片信號；MAX485 芯片通過MODBUS數(shù)據(jù)總線給數(shù)字信號發(fā)生器模塊和信號采集模塊發(fā)送指令。數(shù)字信號發(fā)生器模塊包括MAX485通訊芯片，第二數(shù)字信號控制器 DSPIC30F6014A, 12位的串行DA芯片TLV5616，運放0P07，和功率運放芯片0P547 ； MAX485通訊芯片在接收到邏輯控制模塊的指令后，將指令通過第二數(shù)字信號控制器 DSPIC30F6014A的UART 口傳遞給第二數(shù)字信號控制器DSPIC30F6014A ；第二數(shù)字信號控制器DSPIC30F6014A根據(jù)指令來發(fā)生測試儀需要的數(shù)字信號，并通過自身的SPI 口傳遞給 TLV5616芯片；TLV5616芯片產(chǎn)生0_5v的模擬信號，運放0P07將0_5v的模擬信號變換為正負IOv的電壓信號，功率運放芯片0PA547將正負IOv的電壓信號轉(zhuǎn)換為被測伺服閥的壓控恒流源信號。[0008]信號采集模塊包括MAX485芯片，第三數(shù)字信號控制器DSPIC30F3013，第一功放，第二功放，第三功放；第一功放將流量計輸出的流量信號變換為第三數(shù)字信號控制器 DSPIC30F3013能夠采集的0_5v電壓信號，第二功放將壓力傳感器信號變換為第三數(shù)字信號控制器DSPIC30F3013能夠采集的0_5v電壓信號，第三運放將被測伺服閥的電流信號變換為第三數(shù)字信號控制器DSPIC30F3013能夠采集的0_5v的電壓信號；第三數(shù)字信號控制器DSPIC30F3013將電壓信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，并通過自身的UART 口將數(shù)字信號傳送給 MAX485芯片，MAX485芯片再通過MODBUS數(shù)據(jù)總線將數(shù)字信號傳遞給邏輯控制模塊。電磁閥的驅(qū)動電路包括光偶隔離器件，達林頓管驅(qū)動芯片ULN2003，中間繼電器； 第一數(shù)字信號控制器DSPIC30F3013的IO 口根據(jù)用戶的輸入，在相應的IO 口產(chǎn)生邏輯高低電平，通過光偶隔離器件后驅(qū)動達林頓管驅(qū)動芯片ULN2003，進而驅(qū)動中間繼電器，從而驅(qū)動電磁閥。本實用新型通過模塊化的設計可以適應多種類型的伺服閥測試的場合，同時，接口設計既可以接傳統(tǒng)的XY記錄儀也可以接計算機，既保證了測試效率，又避免了計算機測試判讀帶來的問題。

圖1為本實用新型所提供的多功能通用伺服閥靜態(tài)測試儀整體示意圖。圖中1為邏輯控制模塊，2為信號采集模塊，3為數(shù)字信號發(fā)生器模塊，4為電磁閥，5為待采集設備，6為被測伺服閥，7為MODBUS數(shù)據(jù)總線，8為計算機，9為XY記錄儀。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進一步詳細的說明。本實用新型包括XY記錄儀9、計算機8、用來實現(xiàn)在測試不同測試項目時的電磁閥 4的切換的邏輯控制模塊1、與待采集設備5連接的信號采集模塊2、用于產(chǎn)生被測伺服閥6 需要的高精度超低頻三角波的數(shù)字信號發(fā)生器模塊3 ；邏輯控制模塊1、信號采集模塊2、數(shù)字信號發(fā)生器模塊3彼此之間，以及XY記錄儀9、計算機8與邏輯控制模塊1、信號采集模塊2，以及數(shù)字信號發(fā)生器模塊3之間，均通過MODBUS數(shù)據(jù)總線7進行數(shù)據(jù)通訊。具體來說，邏輯控制模塊1包括鍵盤、顯示器、第一數(shù)字信號控制器 DSPIC30F3013、電磁閥的驅(qū)動電路、以及MAX485通訊芯片；電磁閥的驅(qū)動電路包括光偶隔離器件，達林頓管驅(qū)動芯片ULN2003，中間繼電器；用戶通過鍵盤進行輸入，第一數(shù)字信號控制器DSPIC30F3013的IO 口根據(jù)用戶的輸入，在相應的IO 口產(chǎn)生邏輯高低電平， 通過光偶隔離器件后驅(qū)動達林頓管驅(qū)動芯片ULN2003，進而驅(qū)動中間繼電器，從而驅(qū)動相應的電磁閥將其油路切換到QI狀態(tài)并通過顯示器進行顯示；然后第一數(shù)字信號控制器 DSPIC30F3013通過自身的UART 口給MAX485芯片信號；MAX485芯片通過MODBUS數(shù)據(jù)總線給數(shù)字信號發(fā)生器模塊和信號采集模塊發(fā)送指令。數(shù)字信號發(fā)生器模塊3包括MAX485通訊芯片，第二數(shù)字信號控制器 DSPIC30F6014A, 12位的串行DA芯片TLV5616，運放0P07，和功率運放芯片0PM7 ； MAX485通訊芯片在接收到邏輯控制模塊的指令后，將指令通過第二數(shù)字信號控制器 DSPIC30F6014A的UART 口傳遞給第二數(shù)字信號控制器DSPIC30F6014A ；第二數(shù)字信號控制器DSPIC30F6014A根據(jù)指令來發(fā)生測試儀需要的數(shù)字信號，并通過自身的SPI 口傳遞給 TLV5616芯片；TLV5616芯片產(chǎn)生0_5v的模擬信號，運放0P07將0_5v的模擬信號變換為正負IOv的電壓信號，功率運放芯片0PA547將正負IOv的電壓信號轉(zhuǎn)換為被測伺服閥的壓控
恒流源信號。信號采集模塊2包括MAX485芯片，第三數(shù)字信號控制器DSPIC30F3013，第一功放，第二功放，第三功放；第一功放將流量計輸出的流量信號變換為第三數(shù)字信號控制器 DSPIC30F3013能夠采集的0_5v電壓信號，第二功放將壓力傳感器信號變換為第三數(shù)字信號控制器DSPIC30F3013能夠采集的0_5v電壓信號，第三運放將被測伺服閥的電流信號變換為第三數(shù)字信號控制器DSPIC30F3013能夠采集的0_5v的電壓信號；第三數(shù)字信號控制器DSPIC30F3013將電壓信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，并通過自身的UART 口將數(shù)字信號傳送給 MAX485芯片，MAX485芯片再通過MODBUS數(shù)據(jù)總線將數(shù)字信號傳遞給邏輯控制模塊。邏輯控制模塊1主要負責液壓電磁閥的切換，由于電液伺服閥的靜態(tài)性能指標的試驗項目較多，例如空載流量測試、壓力增益測試、靜耗量測試、小信號分辨率測試等，不同的用戶也需要對功能進行裁減，在不同的測試項目中需要切換不同的油路，傳統(tǒng)上是采用手動換向閥來切換，本實用新型通過邏輯功能模塊結(jié)合電磁換向閥來進行油路的切換，使得操作非常方便，同時也非常靈活。數(shù)字信號發(fā)生器模塊3主要負責產(chǎn)生伺服閥需要的高精度超低頻三角波信號，傳統(tǒng)上超低頻的信號發(fā)生器是采用模擬的方式實現(xiàn)，容易出現(xiàn)信號的頻率不穩(wěn)定的問題，本實用新型采用了采用高性能的數(shù)字信號控制器給一個12位的DA芯片周期性發(fā)送信號的方法來實現(xiàn)，使得信號的頻率和波形可以任意的設計，也達到了伺服閥測試精度的要求。同時將數(shù)字信號發(fā)生器設計成獨立的模塊，可以使用更多類型接口的伺服閥的測試。例如，對于接口為電流信號或者電壓信號的伺服閥，只需要切換該模塊既可。信號采集模塊2主要采集實際的電流信號、壓力傳感器信號和流量傳感器信號， 由于壓力傳感器和流量傳感器的二次儀表有多種，因此將信號采集模塊進行單獨的設計使得靜態(tài)測試儀非常靈活，可以滿足更多的用戶需求。模塊與模塊之間采用成熟的modbus數(shù)據(jù)總線7的方式進行通訊。通訊可靠，同時使得靜態(tài)測試儀本身也可以作為一個總線的節(jié)點，方便了調(diào)試和遠程控制的實現(xiàn)。
權(quán)利要求1.一種多功能通用伺服閥靜態(tài)測試儀，其特征在于包括XY記錄儀、計算機、用來實現(xiàn)在測試不同測試項目時的電磁閥的切換的邏輯控制模塊、用于采集電流、壓力差和流量信號的信號采集模塊、用于產(chǎn)生被測伺服閥需要的高精度超低頻三角波的數(shù)字信號發(fā)生器模塊；所述邏輯控制模塊、信號采集模塊、數(shù)字信號發(fā)生器模塊彼此之間，以及XY記錄儀、 計算機與所述邏輯控制模塊、信號采集模塊，以及數(shù)字信號發(fā)生器模塊之間，均通過MODBUS 數(shù)據(jù)總線進行數(shù)據(jù)通訊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多功能通用伺服閥靜態(tài)測試儀，其特征在于所述邏輯控制模塊包括鍵盤、顯示器、第一數(shù)字信號控制器DSPIC30F3013、電磁閥的驅(qū)動電路、以及 MAX485通訊芯片；用戶通過鍵盤進行輸入，第一數(shù)字信號控制器DSPIC30F3013首先根據(jù)用戶的輸入，通過電磁閥的驅(qū)動電路驅(qū)動相應的電磁閥將其油路切換到QI狀態(tài)并通過顯示器進行顯示，然后通過自身的UART 口給MAX485芯片信號；MAX485芯片通過MODBUS數(shù)據(jù)總線給數(shù)字信號發(fā)生器模塊和信號采集模塊發(fā)送指令。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種多功能通用伺服閥靜態(tài)測試儀，其特征在于所述數(shù)字信號發(fā)生器模塊包括MAX485通訊芯片，第二數(shù)字信號控制器DSPIC30F6014A，12位的串行 DA芯片TLV5616，運放0P07，和功率運放芯片0PM7 ；MAX485通訊芯片在接收到邏輯控制模塊的指令后，將指令通過第二數(shù)字信號控制器DSPIC30F6014A的UART 口傳遞給第二數(shù)字信號控制器DSPIC30F6014A ；第二數(shù)字信號控制器DSPIC30F6014A根據(jù)指令來發(fā)生測試儀需要的數(shù)字信號，并通過自身的SPI 口傳遞給TLV5616芯片；TLV5616芯片產(chǎn)生0_5v的模擬信號，運放0P07將0-5v的模擬信號變換為正負IOv的電壓信號，功率運放芯片0PA547將正負IOv的電壓信號轉(zhuǎn)換為被測伺服閥的壓控恒流源信號。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種多功能通用伺服閥靜態(tài)測試儀，其特征在于所述信號采集模塊包括MAX485芯片，第三數(shù)字信號控制器DSPIC30F3013，第一功放，第二功放， 第三功放；第一功放將流量計輸出的流量信號變換為第三數(shù)字信號控制器DSPIC30F3013 能夠采集的0-5v電壓信號，第二功放將壓力傳感器信號變換為第三數(shù)字信號控制器 DSPIC30F3013能夠采集的0-5v電壓信號，第三運放將被測伺服閥的電流信號變換為第三數(shù)字信號控制器DSPIC30F3013能夠采集的0_5v的電壓信號；第三數(shù)字信號控制器 DSPIC30F3013將所述電壓信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，并通過自身的UART 口將所述數(shù)字信號傳送給MAX485芯片，MAX485芯片再通過MODBUS數(shù)據(jù)總線將所述數(shù)字信號傳遞給邏輯控制模塊。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種多功能通用伺服閥靜態(tài)測試儀，其特征在于所述電磁閥的驅(qū)動電路包括光偶隔離器件，達林頓管驅(qū)動芯片ULN2003，中間繼電器；所述第一數(shù)字信號控制器DSPIC30F3013的IO 口根據(jù)用戶的輸入，在相應的IO 口產(chǎn)生邏輯高低電平，通過光偶隔離器件后驅(qū)動達林頓管驅(qū)動芯片ULN2003，進而驅(qū)動中間繼電器，從而驅(qū)動電磁閥。
專利摘要本實用新型涉及一種本實用新型一種多功能通用伺服閥靜態(tài)測試儀，包括XY記錄儀、計算機、用來實現(xiàn)在測試不同測試項目時的電磁閥的切換的邏輯控制模塊、用于采集電流、壓力差和流量信號的信號采集模塊、用于產(chǎn)生被測伺服閥需要的高精度超低頻三角波的數(shù)字信號發(fā)生器模塊；邏輯控制模塊、信號采集模塊、數(shù)字信號發(fā)生器模塊彼此之間，以及XY記錄儀、計算機與邏輯控制模塊、信號采集模塊，以及數(shù)字信號發(fā)生器模塊之間，均通過MODBUS數(shù)據(jù)總線進行數(shù)據(jù)通訊。本實用新型通過模塊化的設計可以適應多種類型的伺服閥測試的場合，同時，接口設計既可以接傳統(tǒng)的XY記錄儀也可以接計算機，既保證了測試效率，又避免了計算機測試判讀帶來的問題。
文檔編號F15B19/00GK202301286SQ201120422210
公開日2012年7月4日 申請日期2011年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月31日
發(fā)明者王書銘, 肖林, 袁田, 趙龍, 韓現(xiàn)會 申請人:中國運載火箭技術(shù)研究院, 北京天高智機技術(shù)開發(fā)公司, 北京精密機電控制設備研究所