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比例閥如何虛擬測試系統
點擊次數：1264 發布時間：2018-2-2
在液壓元件試驗技術中，比例閥的試驗難度較大。它的工況變化連續，試驗結果也是連續的，一般通過特性曲線來反映試驗結果。常規的比例閥測試過程為：用信號發生器根據試驗要求產生斜波、三角波等控制信號將其接人比例閥，比例閥發生工況移動。受控的壓力、流量等工況參量通過相應傳感器記錄到X-Y記錄儀上。這樣就可以得到受控參量（壓力、流量等）與控制信號（電流等）之間的反映比例閥性能的特性曲線。
隨著計算機技術的發展，比例閥計算機輔助測試系統開始出現，采用“微機+AD/DA采集卡”及相應傳感、變換電路組成信號發生和采集的硬件系統，結合編制的軟件組成比例閥測試系統，以替代信號發生器和X-Y記錄儀。
1．系統設計
測試系統要實現包括壓力閥、流量閥和方向閥等3類比例閥的壓力偏移和壓力振擺、穩態壓力控制特性、穩態負載（等壓力）特性、穩態流量特性、輸入/輸出特性、動態過程檢測等6項特性的測試。測試系統設計包括硬件和軟件設計兩部分。整個系統以Windows為系統平臺，LabWindows/CVI為開發工具，以PCL-818L數據采集卡作為轉換元件，利用計算機強大的數據處理、顯示、存儲和打印功能，將試驗數據以曲線形式顯示出來，以文件形式進行存儲，并可進行打印。測試系統框圖如圖33所示。
虛擬測試儀器是以PC計算機為儀器統一硬件平臺，將測試儀器的功能、面板及控件均以相應的軟件實現，并以文字形式存儲于PC機的軟件庫中，同時在計算機總線槽內配以對應的、可實現數據交換的模塊化硬件接口卡。虛擬測試儀器的功能是：使庫內儀器測試功能軟件、控件軟件、輸出軟件等與接口卡輸入計算機內的數據，在計算機系統管理的統一指揮和協調下運行。
硬件設計由于采用集成的數據采集卡PCL-818L而變得非常簡單，而且性能穩定，可靠性好。PCL-818L是一種、多功能數據采集卡，適用于工控機，它能進行12位A/D、D/A轉換，16位數字輸入、輸出及16位定時/計數，其中A/D轉換頻率可達40kHz，足夠滿足一般物理量的測量要求。
2．軟件設計
系統的軟件開發平臺，選用美國國家儀器公司利用虛擬儀器技術開發的32位面向計算機測控領域虛擬儀器的軟件開發平臺——虛擬儀器編程語言LabWindows/CYI (Cfor Virtual Instruments)，它可以在多操作系統（如WindowsNT/2000，Mac OS和UNIX等）下運行。它以ANSIC為核心，將功能強大、使用靈活的C語言平臺與用于數據采集、分析和表達昀測控專業工具有機結合起來。它的集成化開發平臺、交互式編程方法、豐富的功能面板和庫函數大大增強了C語言的功能，為熟悉C語言的開發人員建立檢測系統、自動測量環境、數據采集系統、過程監控系統等提供了一個理想的軟件開發環境。
比例閥虛擬測試系統采用LabWindows/CVI5.5版本進行程序設計。由于LabWindows/CVI的編程技術主要采用事件驅動方式與回調函數方式，編程方法簡單易學。運用LabWindows/CVI進行系統軟件設計時，以工程文件為主體框架，它包含了C源代碼文件(*.c)、頭文件(*.h)、用戶界面文件(*.uir等3個部分。
全部軟件調試好后，可將工程文件生成應用文件(*.exe)。LabWindows/CVI將源代碼編輯、32位ANSIC編譯、鏈接、調試以及標準ANSIC庫等集成在一個交互式開發環境中，可以快速方便地編寫、調試和修改應用程序，形成可執行文件。同時所設計的虛擬儀器可脫離開發環境，用戶zui終看見的是和實際硬件儀器相似的操作面板。
3．數據采集卡驅動
虛擬儀器的硬件平臺由計算機和I/O接口設備兩部分組成。I/O接口設備主要執行信號輸入采集、放大、數轉換的任務。對于單個系統，Lab Windows/CVI所涉及的I/O接口設備是數據采集卡，通過它獲取的數據通常應用于測量系統中，實現儀器間的數據獲取。對I/O接口設備的驅動是虛擬儀器實現對真實物理信號采集的基礎。在實現數據采集和交換后，由軟件進行數據的分析處理，進而實現某種測量功能，求取測量結果。因此，I/O接口設備驅動是虛擬儀器系統的重要環節。
采用數據采集卡是虛擬儀器中常用獲取數據的方法。數據采集卡為I/O接口設備，對I/O接口設備的驅動是通過相應庫函數實現的。實現數據采集的軟件驅動I/O接口數據采集卡有兩種情況：①對于NI公司生產的數據采集卡，可利用LabWindows/CVI自帶的驅動函數驅動，只需要正確設置輸入參數，就可以實現數據采集的任務，而不需編寫代碼程序；②對于非NI公司生產的數據采集卡，可利用編程直接驅動的方法來實現采集卡的軟件驅動。
系統使用的是數據采集卡PCL-818L卡，不是NI公司的產品。PCL-818L卡采用標準ISA接口，直接插在計算機主板的擴展ISA插槽即可，通過DIP開關可以設定卡的I/0地址，占用計算機的空閑I/0段即可，一般設為0×300，并將其設為基地址，其他控制或數據地址全在該地址上加上固定的偏移量即可。
基于LahWindows/CYI平臺開發的比例閥虛擬測試系統，在實際應用中具有性能穩定、可靠、測試效率高及儀器裝卸方便、快捷等優點。