一种比例电磁铁性能测试系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种比例电磁铁性能测试系统，它包括计算机、打印机、多功能数据采集卡、机械驱动装置、伺服控制器、力传感器、位移传感器、信号转换与放大单元。本实用新型专利技术的比例电磁铁性能测试系统是依据比例电磁铁的机械结构、性能特点及测试项目，制定出合理的测试方案，并将传感器测试技术、计算机控制技术、虚拟仪器技术以及ＡＣＣＥＳＳ数据库技术有机结合设计而得，该测试系统测试精准、功能齐全、自动化程度高、可靠性好。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种自动化测试系统，尤其涉及一种比例电磁铁性能测试系统。
技术介绍
比例技术的飞速发展带动了比例电磁铁的广泛应用，作为各个比例控制系统的关 键部件之一，其特性及工作的可靠性，对整个控制系统和其它相关元件都具有十分重要的 影响，而通过合理的测试方法和完善的测试系统对比例电磁铁进行精确测试检验，不但对 保证整个电液比例控制系统综合性能具有关键的作用，也是进一步优化设计高性能比例电 磁铁的重要前提。目前比例电磁铁的应用已深入到众多工程自动化领域，国内外众多学者已在寻求 自动化程度高，准确、可靠的测试策略方面进行了大量的研究和实践，提出了一些具有建设 性的新思路，并取得了一些具有实用性意义的成果，使得比例电磁铁的性能测试方案也逐 步由传统的“传感器+函数纪录仪”模式发展为基于计算机技术的半自动化测试系统。而文献资料表明，随着被测对象种类的不断复杂和测试要求的不断提高，现有的 测试策略仍然存在许多有待解决的问题。例如由于测试方案或硬件单元设计不合理造成系 统功能过于简单，自动化程度不高或者系统结构复杂，测试精度却不够高。
技术实现思路
本技术的目的在于针对现有技术的不足，提供一种比例电磁铁性能测试系统。本技术的目的是通过以下技术方案来实现的一种比例电磁铁性能测试系 统，它包括计算机、打印机、多功能数据采集卡、机械驱动装置、伺服控制器、力传感器、位移 传感器、信号转换与放大单元；计算机与打印机相连，多功能数据采集卡分别与计算机、伺 服控制器、力传感器、位移传感器以及信号转换与放大单元相连接，伺服控制器与机械驱动 装置相连，力传感器固定在机械驱动装置上。进一步地，还包括一测试台架，所述机械驱动装置、伺服控制器和位移传感器均竖 直固定于测试台架上，力传感器通过其支座与机械驱动装置的滑块固定连接。本技术的有益效果是本技术比例电磁铁性能测试系统是依据比例电磁 铁的机械结构、性能特点及测试项目，制定出合理的测试方案，并将传感器测试技术、计算 机控制技术、虚拟仪器技术以及ACCESS数据库技术有机结合设计而得，该测试系统测试精 准、功能齐全、自动化程度高、可靠性好。附图说明图1是本技术比例电磁铁性能测试系统的组成框图；图2是本技术比例电磁铁性能测试系统的操作软件的功能模块层次结构图；图3是本技术比例电磁铁性能测试系统的工作流程图。具体实施方式本技术比例电磁铁性能测试系统包括计算机、打印机、多功能数据采集卡、机 械驱动装置、伺服控制器、力传感器、位移传感器、信号转换与放大单元。此外，还可以包括 测试台架及其他固定连接附件。计算机与打印机相连，多功能数据采集卡分别与计算机、伺 服控制器、力传感器、位移传感器以及信号转换与放大单元相连接，伺服控制器与机械驱动 装置相连，力传感器固定在机械驱动装置上。多功能数据采集卡由各种即插即用的数据采集模块组成，具有多路输入输出功能，可通过其USB接线端子分别与计算机、力传感器、位移传感器以及信号转换与放大单元 相连接，实现测试信号和控制信号的高速采集、转换和传输。该多功能数据采集卡可以采用 研华公司的USB-4711数据采集卡。机械驱动装置和伺服控制器可通过螺纹接口竖直固定于测试台架上，带动力传感 器运动，进而间接控制与力传感器直接接触的待测比例电磁铁的衔铁位置。力传感器通过 其支座与机械驱动装置的滑块固定连接，在测试中实时采集比例电磁铁的输出力。位移传 感器的外壳通过其支架竖直固定于测试台架上。位移传感器驱动轴端部的测试头与所述力 传感器的支座顶部在测试过程中始终保持接触，从而间接测得比例电磁铁衔铁的位置。信 号转换与放大单元将多功能数据采集卡输出的电压信号(0 5V或0 10V)转换为合乎 比例电磁铁的驱动电流范围的电流控制信号(根据常见比例电磁铁的驱动电流范围，一般 输出0 2A的电流信号)，并输送给比例电磁铁。计算机可以是普通的个人电脑(PC)，该计算机还配备有显示装置，用于将测试结 果实时反馈给测试人员。打印机用于配合系统测试软件实现标准试验报表的打印功能，以 备测试信息的后续管理工作。作为整个系统的中心控制单元，计算机通过多功能数据采集卡输出两路电压模拟 量信号(AO)，一路模拟信号经由信号转换与放大单元(电压电流转换电路)调理为足够大 的电流控制信号，驱动被测比例电磁铁输出相应的力，另一路模拟信号经继电器放大为适 当的电压控制信号后输入伺服控制器，实现机械驱动装置的滑块和力传感器的运动控制， 进而间接控制比例电磁铁的衔铁位置。测试过程中，力传感器和位移传感器可以分别实时 获得比例电磁铁的输出力和衔铁位置对应的模拟电压信号，经多功能数据采集卡将模拟量 转变为数字量传给计算机，而后通过系统测试软件实现测试数据的实时接收、处理、保存， 特性曲线的绘制以及报表的打印等功能。比例电磁铁性能测试包括力-电流特性测试和力_行程特性测试。本技术比例电磁铁性能测试系统的测试方法包括以下步骤1、多功能数据采集卡将采集到的多路模拟信号转换为数字信号，传送给计算机， 同时接收由计算机传送来的指令信号两路模拟量信号和一路数字量信号，其中，一路模拟 信号作为比例电磁铁的电流控制信号，驱动其输出相应的力，另一路模拟信号作为速度控 制信号输送给伺服控制器，从而实现对机械驱动装置的运动控制，一路数字量信号为机械 驱动装置的使能信号；2、录入待测比例电磁铁的测试基本资料，设定待测比例电磁铁的测试参数后进行 各项性能测试，并通过各个状态指示灯实时反馈测试状态；3、通过多功能数据采集卡发出控制信号的同时采集多路模拟信号；实时处理和显示采集信号，并将所有采集信号储存于指定数据库中，以备后续数据管理所用；4、最终获得被测比例电磁铁的特性曲线。图2为本技术比例电磁铁性能测试系统的测试软件层次结构图。它是以 LabVIEff作为开发环境，将传感器技术、计算机技术、虚拟仪器技术以及ACCESS数据库技术 有机结合，配合测试原理以及硬件平台的具体设计而编写的，不但实现了数据的实时采集、 显示、自动存储，数据的处理和特性曲线的显示等基本功能，而且借助LabSQL工具包强大 的数据库访问功能，实现了历史记录的查询、删除等数据管理工作。软件程序采用层次化、 模块化的思想编写将测试系统主要分为特性测试模块(分别为力_电流特性测试和力-行 程特性测试)和数据管理模块，而每个主模块往下又分为若干子功能模块。具体设计过程 采用参差递进结构先确定软件的基本框架，而后再向下逐步细分其子模块的具体任务，如 有需要，一些子模块还需要进一步再向下细化，使得整个程序不但流程清晰、关系明确，易 于阅读和调试，而且在减少程序维护时间，实现了程序重用性的最大化。其中性能测试模块 主要针对实时测试中所涉及到的程序，具体向下又包括参数设置模块，用于录入被测比例 电磁铁的基本资料和测试参数；输出控制模块，用于配合多功能数据采集卡输出模拟量和 数字量的控制信号；数据采集模块，用于配合多功能数据采集卡采集多通道模拟信号；数 据处理模块，用于对所采集的原始信号进行滤波和标定处理；实时显示模块，用于将采集信 号实时反馈给测试人员；特性曲线生成模块，用于在测试结束后利用处理后的测试参数生 成相应的比例电磁铁本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种比例电磁铁性能测试系统，其特征在于，它包括计算机、打印机、多功能数据采集卡、机械驱动装置、伺服控制器、力传感器、位移传感器、信号转换与放大单元；所述计算机与打印机相连，多功能数据采集卡分别与计算机、伺服控制器、力传感器、位移传感器以及信号转换与放大单元相连接，伺服控制器与机械驱动装置相连，力传感器固定在机械驱动装置上。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陶国良，薛蕾，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：实用新型
国别省市：86[中国|杭州]