基于LabVIEW的液壓伺服閥檢測(cè)
電液伺服閥品質(zhì)的好壞主要有三個(gè)特性來評(píng)定：靜態(tài)特性、動(dòng)態(tài)特性和穩(wěn)定可靠性。用傳統(tǒng)的方法測(cè)試，其檢測(cè)準(zhǔn)確性較差，人為因素對(duì)檢測(cè)誤差影響較大。將Lab-view應(yīng)用到液壓伺服檢測(cè)系統(tǒng)中，輸入信號(hào)由計(jì)算機(jī)的虛擬數(shù)字信號(hào)源產(chǎn)生，輸出信號(hào)通過虛擬儀器的軟面板顯示，由計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集卡對(duì)各項(xiàng)檢驗(yàn)參數(shù)，如壓力、流量、轉(zhuǎn)速、溫度、扭矩等進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、量化和處理并輸出測(cè)試結(jié)果。
計(jì)算機(jī)根據(jù)數(shù)據(jù)反饋結(jié)果或者人工輸入的要求，對(duì)測(cè)試過程進(jìn)行控制，達(dá)到計(jì)算機(jī)密切跟蹤和控制實(shí)驗(yàn)臺(tái)及試件狀態(tài)的目的，從而高速、高精度完成對(duì)液壓產(chǎn)品的性能測(cè)試，充分體現(xiàn)了虛擬儀器的測(cè)試精度高、測(cè)試速度快、數(shù)據(jù)處理能力強(qiáng)的特點(diǎn)。而且，液壓檢測(cè)系統(tǒng)儀器以軟件為主，減少了硬件制造成本，簡(jiǎn)化設(shè)備之間的鏈接，大大降低了實(shí)驗(yàn)成本。
1．系統(tǒng)組成及工作原理
系統(tǒng)由一臺(tái)計(jì)算機(jī)、一塊采集卡、兩個(gè)壓力傳感器、位移傳感器、光柵尺、電液伺服閥組成，如圖22所示。空載流量特性測(cè)試是在供油壓力保持定值，負(fù)載壓降為零（即A、B兩腔的壓力差極小）條件下，打開閥5、4、2，關(guān)閉閥1、3，當(dāng)向伺服閥輸入的差動(dòng)信號(hào)i從零緩慢遞增到額定值，然后遞減到零，再以反向電流從零遞增到額定值，再遞減回零時(shí)，在這一循環(huán)過程中獲得的伺服閥輸出流量與輸人電流間的關(guān)系曲線。泄漏特性測(cè)試則要求關(guān)閉伺服閥的A、B口，打開閥1、3關(guān)閉閥5、4、2，使得回油口與流量計(jì)相接，然后向伺服閥輸入緩慢變化的電流，從而獲得伺服閥的泄漏流量與輸入電流間的關(guān)系曲線。在這兩個(gè)測(cè)量項(xiàng)目里，流量的測(cè)量是影響測(cè)試精度的關(guān)鍵，在系統(tǒng)中，采用高精度計(jì)量液壓缸加光柵尺的方案來解決這個(gè)問題，光柵尺的分辨率為±μm，計(jì)量液壓缸在最大流量時(shí)，其壓差僅為0.03MPa，基本接近理想無載狀態(tài)。測(cè)試時(shí)，利用Lab-VIEW平臺(tái)軟件的示波器/信號(hào)發(fā)生器部件以及伺服放大器單元向被測(cè)伺服閥輸出頻率為0.05Hz的三角波電流信號(hào)(見圖23)，被測(cè)試閥輸出的流量信號(hào)通過光柵尺檢測(cè)出計(jì)數(shù)脈沖和方向脈沖，經(jīng)過處理后由計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集卡采得，再經(jīng)過軟件的相應(yīng)計(jì)算轉(zhuǎn)換為流量大小，從而繪制出電液伺服閥的流量特性曲線和泄漏特性測(cè)試曲線。
2．系統(tǒng)軟件
使用本虛擬儀器軟件完成該電液伺服閥壓力特性測(cè)試軟件設(shè)計(jì)流程，如圖23所示。
雙擊應(yīng)用程序“液壓伺服檢測(cè)系統(tǒng)Vi”進(jìn)入檢測(cè)軟件界面，前面板如圖24所示。
DA通道用于指令信號(hào)的發(fā)送。指令信號(hào)為鋸齒波信號(hào)，由LabVIEW虛擬示波器產(chǎn)生；還有兩個(gè)AD通道來采集伺服閥pa和pb的壓力值，采集到壓力值后，二者做相減運(yùn)算，最終把差值送至示波器產(chǎn)生壓力特性曲線。
所有用到的控件：一個(gè)模擬輸出AO（提供DA通道）、兩個(gè)模擬輸人AI（采集兩路壓力值）、差運(yùn)算部件、虛擬示波器、X-Y記錄儀部件等，均從LabVIEW工具箱中提取這些部件。
在各部件的屬性設(shè)置完成之后，返回以前顯示面板，單擊“Tools”菜單中的“RUN”按鈕，從X-Y記錄儀顯示面板中就可以得到該伺服閥的壓力特性曲線(見圖24)。
用虛擬儀器圖形化編程軟件LabVIEW實(shí)現(xiàn)對(duì)液壓伺服閥的檢測(cè)，其軟件界面形象生動(dòng)，并且編程簡(jiǎn)單，實(shí)現(xiàn)起來非常方便。與傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)方法相比，不需要超低頻信號(hào)發(fā)生器以及臺(tái)式的X-Y記錄儀，節(jié)省了儀器，減少了故障點(diǎn)。由于采用了數(shù)字量控制，增加了抗干擾能力，測(cè)量精度提高。