專利名稱：液壓缸性能測試裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及液壓元件測試技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種液壓缸性能測試裝置。
背景技術(shù)：
液壓缸是液壓系統(tǒng)中的關(guān)鍵元件之一，在工業(yè)生產(chǎn)中有著廣泛的應(yīng)用，其性能的 好壞對整個液壓系統(tǒng)有直接而重要的影響。由于液壓缸一般工作于惡劣生產(chǎn)環(huán)境下，負(fù)荷 大、工作時間長、響應(yīng)速度快，因而容易出現(xiàn)故障。一旦液壓缸出現(xiàn)故障而沒有得到及時準(zhǔn) 確的測試和維修更換，輕則影響生產(chǎn)，重則導(dǎo)致安全事故，因此對液壓缸性能進(jìn)行測試非常重要。目前對液壓缸的測試主要存在以下幾個方面的問題1、自動化程度低目前普遍采用數(shù)據(jù)采集卡作為計算機系統(tǒng)和液壓缸系統(tǒng)之間的 信號轉(zhuǎn)換裝置，無法對轉(zhuǎn)換的信號直接進(jìn)行分析處理，信號分析處理功能必須由計算機輔 助測試軟件完成，一旦脫離計算機系統(tǒng)就無法完成液壓缸性能測試任務(wù)。2、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高對液壓系統(tǒng)中的壓力、流量、位移、溫度等傳感器信號進(jìn)行顯 示時需要外接昂貴的二次儀表，多個儀表功能分散，從而使得整個測試系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高。3、無法實現(xiàn)即插即用，使得計算機輔助測試工作復(fù)雜數(shù)據(jù)采集卡在使用時需要 安裝在主機的主板上并安裝驅(qū)動程序，在計算機輔助測試軟件編制時還要調(diào)用數(shù)據(jù)采集卡 的各種應(yīng)用程序接口函數(shù)，無法實現(xiàn)即插即用，使得計算機輔助測試工作復(fù)雜。4、無法實現(xiàn)對所有液壓缸性能測試的任務(wù)不同型號的液壓缸的參數(shù)測量范圍不 同，報警門限值也不一樣，采用二次儀表的方式難以對儀表參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，無法實現(xiàn)對所有 液壓缸性能測試的任務(wù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了克服上述背景技術(shù)的不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡單、自動化程度 高、成本降低、能夠?qū)崿F(xiàn)即插即用、程序編制簡單、測試操作難度降低、適合所有液壓缸性能 測試的液壓缸性能測試裝置。本發(fā)明提供的液壓缸性能測試裝置，包括內(nèi)部嵌入有控制液壓缸性能測試程序的 微控制器芯片、分別與微控制器芯片相連的顯示芯片、存儲芯片、看門狗芯片、采集外部傳 感器信號的模/數(shù)轉(zhuǎn)換芯片、數(shù)/模轉(zhuǎn)換芯片、串口通信芯片和外圍電路，模/數(shù)轉(zhuǎn)換芯片 外接有用于采集多路信號的信號調(diào)理器，數(shù)/模轉(zhuǎn)換芯片外接有接收并處理給定信號和顫 振信號用于反饋的伺服控制器。在上述技術(shù)方案中，所述模/數(shù)轉(zhuǎn)換芯片的通道A/D0 A/D6分別與信號調(diào)理器 的壓力PA、壓力PB、壓力PP、壓力PT、流量Q、位移S、溫度T端口相連接。在上述技術(shù)方案中，所述數(shù)/模轉(zhuǎn)換芯片的通道D/AO、D/A1各外接一個伺服控制器。
在上述技術(shù)方案中，所述串口通信芯片的COM端口外接有計算機。在上述技術(shù)方案中，所述外圍電路包括報警電路，所述報警電路包括蜂鳴器、三極 管Ql和可變電阻R1，蜂鳴器的正極與三極管Ql的集電極相連，負(fù)極接地；三極管Ql的基 極與可變電阻Rl的調(diào)整端相連，發(fā)射極與+5V電源相連，可變電阻Rl的一端與+5V電源相 連，另一端與微控制器芯片的引腳P2. 7相連。在上述技術(shù)方案中，所述外圍電路包括發(fā)光二極管D1，發(fā)光二極管Dl的正極通過限流電阻R2與+5V電源相連，負(fù)極與微控制器芯片的引腳P3. 7相連。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點具體表現(xiàn)在以下幾個方面1、液壓缸性能測試儀具有實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)顯示、參數(shù)設(shè)置、安全報 警和數(shù)據(jù)通信功能，可脫離計算機系統(tǒng)實現(xiàn)液壓缸性能測試功能，自動化程度高。2、微控制器中的控制程序和顯示芯片完成數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)顯示任務(wù)， 無須再外接二次儀表，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集卡和多個儀表功能的集成，結(jié)構(gòu)簡單、成本降低。3、微控制器中的控制程序、模/數(shù)轉(zhuǎn)換芯片、數(shù)/模轉(zhuǎn)換芯片和串口通信芯片完成 數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)通信任務(wù)，無須外接數(shù)據(jù)采集卡，實現(xiàn)了即插即用功能，因此計算機輔助測 試軟件無須調(diào)用復(fù)雜的數(shù)據(jù)采集卡驅(qū)動程序，簡化了程序編制任務(wù)，降低了測試操作難度。4、液壓缸性能測試儀帶有參數(shù)設(shè)置、參數(shù)修改和參數(shù)保存功能，通過按鍵操作即 可針對不同型號的液壓缸調(diào)整測試系統(tǒng)參數(shù)，適合所有液壓缸性能測試任務(wù)。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為控制程序的流程圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述參見圖1所示，本發(fā)明提供的液壓缸性能測試裝置，包括內(nèi)部嵌入有控制液壓缸 性能測試程序的微控制器芯片3、分別與微控制器芯片3相連的顯示芯片1、存儲芯片2、看 門狗芯片8、采集外部傳感器信號的模/數(shù)轉(zhuǎn)換芯片4、數(shù)/模轉(zhuǎn)換芯片5、串口通信芯片6 和外圍電路，其特征在于模/數(shù)轉(zhuǎn)換芯片4外接有用于采集多路信號的信號調(diào)理器，數(shù)/ 模轉(zhuǎn)換芯片5外接有接收并處理給定信號和顫振信號用于反饋的伺服控制器10。模/數(shù) 轉(zhuǎn)換芯片4的通道A/D0 A/D6分別與信號調(diào)理器的壓力PA、壓力PB、壓力PP、壓力PT、流 量Q、位移S、溫度T端口相連接。數(shù)/模轉(zhuǎn)換芯片5的通道D/AO、D/A1各外接一個伺服控 制器10。串口通信芯片6的COM端口外接有計算機9。外圍電路包括報警電路，所述報警 電路包括蜂鳴器7、三極管Ql和可變電阻R1，蜂鳴器7的正極與三極管Ql的集電極相連， 負(fù)極接地；三極管Ql的基極與可變電阻Rl的調(diào)整端相連，發(fā)射極與+5V電源相連，可變電 阻Rl的一端與+5V電源相連，另一端與微控制器芯片3的引腳P2. 7相連。外圍電路還包 括發(fā)光二極管Dl，發(fā)光二極管Dl的正極通過限流電阻R2與+5V電源相連，負(fù)極與微控制器 芯片3的引腳P3. 7相連。按鍵Kl 一端與看門狗芯片8的引腳MR相連，另一端接地；按鍵 K2 K6的一端分別與微控制器芯片3對應(yīng)的引腳P3. 2 P3. 6相連，按鍵K2 K6的另 一端接地；顯示芯片1的引腳DBO DB7分別與微控制器芯片3對應(yīng)的引腳P0. 0 P0. 7相連；看門狗芯片8的引腳RESET、WDI分別與微控制器芯片3的引腳RESET、P2. 6相連；存 儲芯片2的引腳SCL、SDA分別與微控制器芯片3的引腳Pl. 6,Pl. 7相連；模/數(shù)轉(zhuǎn)換芯片 4的引腳CS、I/O、DI, DO分別與微控制器芯片3的引腳Pl. 2、Pl. 3、Pl. 4、Pl. 5相連。數(shù)/ 模轉(zhuǎn)換芯片5的引腳DIN、SCL、CS分別與微控制器芯片3的引腳P2.0、P2. 1、P2.2相連，數(shù) /模轉(zhuǎn)換芯片5的通道D/A0、D/A1外接伺服控制器10 ；串口通信芯片6的引腳TI、RI分別 與微控制器芯片3的引腳TXD、RXD相連。本發(fā)明實施例中，微控制器芯片3的型號為AT89S52、顯示芯片1的型號為0CMJ8X15B、存儲芯片2的型號為AT24C02、看門狗芯片8的型號為MAX813L、模/數(shù)轉(zhuǎn)換 芯片4的型號為TLC2543、數(shù)/模轉(zhuǎn)換芯片5的型號為TLV5618、串口通信芯片6的型號為 MAX3232。本發(fā)明實施例的工作原理詳細(xì)闡述如下微控制器芯片3內(nèi)部嵌入有控制程序，控制程序通過模/數(shù)轉(zhuǎn)換芯片4采集外部 傳感器信號，通過數(shù)/模轉(zhuǎn)換芯片5將給定信號和顫振信號傳遞給伺服控制器10，通過串口 通信芯片6和計算機9連接。存儲芯片2內(nèi)存有系統(tǒng)參數(shù)，通過按鍵K2 K6實現(xiàn)系統(tǒng)參 數(shù)的設(shè)置、修改和保存功能。所測試的液壓缸性能參數(shù)顯示在顯示芯片1上?？撮T狗芯片 8提供上電復(fù)位和超時復(fù)位功能，蜂鳴器7、三極管Ql和可變電阻Rl共同構(gòu)成報警電路，當(dāng) 測試參數(shù)超出所設(shè)置的系統(tǒng)參數(shù)時報警。液壓缸系統(tǒng)中電液伺服閥的壓力PA經(jīng)壓力傳感 器傳送至信號調(diào)理器，轉(zhuǎn)換為0 +5V范圍內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)電壓信號后連接模/數(shù)轉(zhuǎn)換芯片4的 A/D0通道；電液伺服閥的壓力PB經(jīng)壓力傳感器傳送至信號調(diào)理器，轉(zhuǎn)換為0 +5V范圍內(nèi) 的標(biāo)準(zhǔn)電壓信號后連接模/數(shù)轉(zhuǎn)換芯片4的A/D1通道；電液伺服閥的壓力PP經(jīng)壓力傳感 器傳送至信號調(diào)理器，轉(zhuǎn)換為0 +5V范圍內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)電壓信號后連接模/數(shù)轉(zhuǎn)換芯片4的 A/D2通道；電液伺服閥的壓力PT經(jīng)壓力傳感器傳送至信號調(diào)理器，轉(zhuǎn)換為0 +5V范圍內(nèi) 的標(biāo)準(zhǔn)電壓信號后連接模/數(shù)轉(zhuǎn)換芯片4的A/D3通道；電液伺服閥的流量Q經(jīng)流量傳感器 傳送至信號調(diào)理器，轉(zhuǎn)換為0 +5V范圍內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)電壓信號后連接模/數(shù)轉(zhuǎn)換芯片4的A/ D4通道；液壓缸的位移經(jīng)位移傳感器傳送至信號調(diào)理器，轉(zhuǎn)換為0 +5V范圍內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)電 壓信號后連接模/數(shù)轉(zhuǎn)換芯片4的A/D5通道；系統(tǒng)油溫經(jīng)溫度傳感器傳送至信號調(diào)理器， 轉(zhuǎn)換為0 +5V范圍內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)電壓信號后連接模/數(shù)轉(zhuǎn)換芯片4的A/D6通道。參見圖2所示，控制程序的主流程為Sl 初始化微控制器芯片3、顯示芯片1、模/數(shù)轉(zhuǎn)換芯片4和數(shù)/模轉(zhuǎn)換芯片5 ；S2 讀取存儲芯片2中存儲的系統(tǒng)參數(shù)；S3 開啟微控制器芯片3的中斷，允許接收按鍵K2 K6中斷和串口通信中斷；S4:開始無限循環(huán)；S5:設(shè)置時限，啟動看門狗芯片8;S6 判斷程序循環(huán)運行一次所用時間是否超出時限；若是則返回到S2，否則進(jìn)入 下一步；S7 讀取模/數(shù)轉(zhuǎn)換芯片4中的通道A/D0 A/D6的輸入信號，向數(shù)/模轉(zhuǎn)換芯片 5的通道D/A0輸出給定信號，向數(shù)/模轉(zhuǎn)換芯片5的通道D/A1輸出顫振信號，同時將通道 A/D0 A/D6的輸入信號和通道D/A0 D/A1的輸出信號發(fā)送到串口通信芯片6的COM 口 并在顯示芯片1上顯示；
S8 判斷S7中通道A/DO A/D6的輸入信號是否超出S2中的系統(tǒng)參數(shù)；若是則蜂 鳴器7報警，然后進(jìn)入下一步，否則直接進(jìn)入下一步；S9 判斷是否產(chǎn)生了串口通信中斷，若是則接收計算機從COM 口傳來的信號，經(jīng)串 口通信芯片6傳給微控制器芯片3，然后進(jìn)入下一步，否則直接進(jìn)入下一步；S10:判斷是否產(chǎn)生了按鍵K2 K6中斷，若是則對按鍵中斷進(jìn)行處理，然后返回S2，否則返回S5。本發(fā)明液壓缸性能測試儀的工作過程是通電后，控制程序執(zhí)行初始化操作，讀取存儲芯片2中所設(shè)置的系統(tǒng)參數(shù)，打開中 斷，然后進(jìn)入無限循環(huán)狀態(tài)。在循環(huán)過程中，首先開啟看門狗芯片8，該芯片8執(zhí)行上電復(fù)位 和超時復(fù)位功能。如果系統(tǒng)掉電或在規(guī)定1. 6s時間內(nèi)未執(zhí)行完程序循環(huán)，則看門狗芯片8 強制系統(tǒng)重新啟動。液壓缸系統(tǒng)中的傳感器信號經(jīng)信號調(diào)理后，由模/數(shù)轉(zhuǎn)換芯片4的通 道A/D0 A/D6接入。控制程序所產(chǎn)生的給定信號經(jīng)數(shù)/模轉(zhuǎn)換芯片5的D/A0通道傳送 至伺服控制器，用于驅(qū)動電液伺服閥按給定的信號動作；控制程序所產(chǎn)生的顫振信號經(jīng)數(shù) /模轉(zhuǎn)換芯片5的D/A1通道傳送至伺服控制器，用于提高電液伺服閥的響應(yīng)能力。模/數(shù)轉(zhuǎn)換芯片4的A/D0 A/D6通道和數(shù)/模轉(zhuǎn)換芯片5的D/A0 D/A1通道 的信號同時送顯示芯片1顯示，并送往串口通信芯片6的COM 口。如果計算機與串口通信芯 片6的COM 口相連，則可通過計算機輔助測試軟件接收這些信號，由計算機輔助測試軟件實 現(xiàn)繪圖、分析和存儲等功能?？刂瞥绦蜻€要將模/數(shù)轉(zhuǎn)換芯片4的通道A/D0 A/D6和數(shù)/ 模轉(zhuǎn)換芯片5的通道D/A0 D/A1的信號與所設(shè)置的系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行比較，分析是否超出了 規(guī)定范圍。如果超出范圍，則啟動蜂鳴器7報警。當(dāng)計算機輔助測試軟件需要向所述的液 壓缸在線監(jiān)測裝置傳遞數(shù)據(jù)時，可以產(chǎn)生串行中斷，此時可從通過串口通信芯片6的COM 口 接收外部信號。控制程序還要檢測用戶是否執(zhí)行了按鍵K2 K6操作。若按下了 Kl鍵，則 控制程序重新啟動；若按下了 K2鍵，則控制程序進(jìn)入系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置界面；若按下了 K3鍵， 則保存當(dāng)前系統(tǒng)設(shè)置參數(shù)并重新啟動控制程序；若按下了 K4鍵，則將當(dāng)前的系統(tǒng)參數(shù)自增 1 ；若按下了 K5鍵，則將當(dāng)前的系統(tǒng)參數(shù)自減1 ；若按下了 K6鍵，則將當(dāng)前的系統(tǒng)參數(shù)向后 移動一項。顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本發(fā)明進(jìn)行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明的精 神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍 之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。本說明書中未作詳細(xì)描述的內(nèi)容屬于本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員公知的現(xiàn)有技術(shù)。
權(quán)利要求
一種液壓缸性能測試裝置，包括內(nèi)部嵌入有控制液壓缸性能測試程序的微控制器芯片(3)、分別與微控制器芯片(3)相連的顯示芯片(1)、存儲芯片(2)、看門狗芯片(8)、采集外部傳感器信號的模/數(shù)轉(zhuǎn)換芯片(4)、數(shù)/模轉(zhuǎn)換芯片(5)、串口通信芯片(6)和外圍電路，其特征在于模/數(shù)轉(zhuǎn)換芯片(4)外接有用于采集多路信號的信號調(diào)理器，數(shù)/模轉(zhuǎn)換芯片(5)外接有接收并處理給定信號和顫振信號用于反饋的伺服控制器(10)。
2.如權(quán)利要求1所述的液壓缸性能測試裝置，其特征在于所述模/數(shù)轉(zhuǎn)換芯片(4)的 通道A/D0 A/D6分別與信號調(diào)理器的壓力PA、壓力PB、壓力PP、壓力PT、流量Q、位移S、 溫度T端口相連接。
3.如權(quán)利要求1所述的液壓缸性能測試裝置，其特征在于所述數(shù)/模轉(zhuǎn)換芯片(5)的 通道D/A0、D/A1各外接一個伺服控制器(10)。
4.如權(quán)利要求1所述的液壓缸性能測試裝置，其特征在于所述串口通信芯片(6)的 COM端口外接有計算機(9)。
5.如權(quán)利要求1所述的液壓缸性能測試裝置，其特征在于所述外圍電路包括報警電 路，所述報警電路包括蜂鳴器(7)、三極管Ql和可變電阻R1，蜂鳴器(7)的正極與三極管Ql 的集電極相連，負(fù)極接地；三極管Ql的基極與可變電阻Rl的調(diào)整端相連，發(fā)射極與+5V電 源相連，可變電阻Rl的一端與+5V電源相連，另一端與微控制器芯片(3)的引腳P2. 7相連。
6.如權(quán)利要求1所述的液壓缸性能測試裝置，其特征在于所述外圍電路包括發(fā)光二 極管Dl，發(fā)光二極管Dl的正極通過限流電阻R2與+5V電源相連，負(fù)極與微控制器芯片(3) 的引腳P3. 7相連。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種液壓缸性能測試裝置，包括內(nèi)部嵌入有控制液壓缸性能測試程序的微控制器芯片、分別與微控制器芯片相連的顯示芯片、存儲芯片、看門狗芯片、采集外部傳感器信號的模/數(shù)轉(zhuǎn)換芯片、數(shù)/模轉(zhuǎn)換芯片、串口通信芯片和外圍電路，模/數(shù)轉(zhuǎn)換芯片外接有用于采集多路信號的信號調(diào)理器，數(shù)/模轉(zhuǎn)換芯片外接有接收并處理給定信號和顫振信號用于反饋的伺服控制器。本發(fā)明不僅結(jié)構(gòu)簡單、自動化程度高、成本降低，而且能夠?qū)崿F(xiàn)即插即用、程序編制簡單、測試操作難度降低、適合所有液壓缸性能測試。
文檔編號F15B19/00GK101846117SQ20101015443
公開日2010年9月29日 申請日期2010年4月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月20日
發(fā)明者彭和平, 徐傳杰, 易建鋼, 曾鵬, 李堯, 沈利霞, 譚昕, 黃衛(wèi)平 申請人:江漢大學(xué)