專利名稱：液壓缸性能測(cè)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(cè)試技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種液壓缸性能測(cè)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(duì)整個(gè)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(shí)間長(zhǎng)、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(shí)準(zhǔn) 確的測(cè)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(duì)液壓缸性能進(jìn)行測(cè)試非常重要。目前對(duì)液壓缸的測(cè)試主要存在以下幾個(gè)方面的問(wèn)題1、自動(dòng)化程度低目前普遍采用數(shù)據(jù)采集卡作為計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和液壓缸系統(tǒng)之間的 信號(hào)轉(zhuǎn)換裝置，無(wú)法對(duì)轉(zhuǎn)換的信號(hào)直接進(jìn)行分析處理，信號(hào)分析處理功能必須由計(jì)算機(jī)輔 助測(cè)試軟件完成，一旦脫離計(jì)算機(jī)系統(tǒng)就無(wú)法完成液壓缸性能測(cè)試任務(wù)。2、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高對(duì)液壓系統(tǒng)中的壓力、流量、位移、溫度等傳感器信號(hào)進(jìn)行顯 示時(shí)需要外接昂貴的二次儀表，多個(gè)儀表功能分散，從而使得整個(gè)測(cè)試系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高。3、無(wú)法實(shí)現(xiàn)即插即用，使得計(jì)算機(jī)輔助測(cè)試工作復(fù)雜數(shù)據(jù)采集卡在使用時(shí)需要 安裝在主機(jī)的主板上并安裝驅(qū)動(dòng)程序，在計(jì)算機(jī)輔助測(cè)試軟件編制時(shí)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(wú)法實(shí)現(xiàn)即插即用，使得計(jì)算機(jī)輔助測(cè)試工作復(fù)雜。4、無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)所有液壓缸性能測(cè)試的任務(wù)不同型號(hào)的液壓缸的參數(shù)測(cè)量范圍不 同，報(bào)警門限值也不一樣，采用二次儀表的方式難以對(duì)儀表參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)所有 液壓缸性能測(cè)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(jiǎn)單、自動(dòng)化程度 高、成本降低、能夠?qū)崿F(xiàn)即插即用、程序編制簡(jiǎn)單、測(cè)試操作難度降低、適合所有液壓缸性能 測(cè)試的液壓缸性能測(cè)試裝置。本發(fā)明提供的液壓缸性能測(cè)試裝置，包括內(nèi)部嵌入有控制液壓缸性能測(cè)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(chǔ)芯片、看門狗芯片、采集外部傳 感器信號(hào)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(hào)的信號(hào)調(diào)理器，數(shù)/模轉(zhuǎn)換芯片外接有接收并處理給定信號(hào)和顫 振信號(hào)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(hào)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(gè)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(jì)算機(jī)。在上述技術(shù)方案中，所述外圍電路包括報(bào)警電路，所述報(bào)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(guò)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(diǎn)具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面1、液壓缸性能測(cè)試儀具有實(shí)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(bào) 警和數(shù)據(jù)通信功能，可脫離計(jì)算機(jī)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)液壓缸性能測(cè)試功能，自動(dòng)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(wú)須再外接二次儀表，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集卡和多個(gè)儀表功能的集成，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(wú)須外接數(shù)據(jù)采集卡，實(shí)現(xiàn)了即插即用功能，因此計(jì)算機(jī)輔助測(cè) 試軟件無(wú)須調(diào)用復(fù)雜的數(shù)據(jù)采集卡驅(qū)動(dòng)程序，簡(jiǎn)化了程序編制任務(wù)，降低了測(cè)試操作難度。4、液壓缸性能測(cè)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(guò)按鍵操作即 可針對(duì)不同型號(hào)的液壓缸調(diào)整測(cè)試系統(tǒng)參數(shù)，適合所有液壓缸性能測(cè)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(shí)施例方式下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)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(cè)試裝置，包括內(nèi)部嵌入有控制液壓缸 性能測(cè)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(chǔ)芯片2、看 門狗芯片8、采集外部傳感器信號(hào)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(hào)的信號(hào)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(hào)和顫振信號(hào)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(hào)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(gè)伺服控 制器10。串口通信芯片6的COM端口外接有計(jì)算機(jī)9。外圍電路包括報(bào)警電路，所述報(bào)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(guò)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(duì)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(duì)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(chǔ)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(shí)施例中，微控制器芯片3的型號(hào)為AT89S52、顯示芯片1的型號(hào)為0CMJ8X15B、存儲(chǔ)芯片2的型號(hào)為AT24C02、看門狗芯片8的型號(hào)為MAX813L、模/數(shù)轉(zhuǎn)換 芯片4的型號(hào)為TLC2543、數(shù)/模轉(zhuǎn)換芯片5的型號(hào)為TLV5618、串口通信芯片6的型號(hào)為 MAX3232。本發(fā)明實(shí)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(guò)模/數(shù)轉(zhuǎn)換芯片4采集外部 傳感器信號(hào)，通過(guò)數(shù)/模轉(zhuǎn)換芯片5將給定信號(hào)和顫振信號(hào)傳遞給伺服控制器10，通過(guò)串口 通信芯片6和計(jì)算機(jī)9連接。存儲(chǔ)芯片2內(nèi)存有系統(tǒng)參數(shù)，通過(guò)按鍵K2 K6實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)參 數(shù)的設(shè)置、修改和保存功能。所測(cè)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(shí)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(bào)警電路，當(dāng) 測(cè)試參數(shù)超出所設(shè)置的系統(tǒng)參數(shù)時(shí)報(bào)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(hào)調(diào)理器，轉(zhuǎn)換為0 +5V范圍內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)電壓信號(hào)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(hào)調(diào)理器，轉(zhuǎn)換為0 +5V范圍內(nèi) 的標(biāo)準(zhǔn)電壓信號(hào)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(hào)調(diào)理器，轉(zhuǎn)換為0 +5V范圍內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)電壓信號(hào)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(hào)調(diào)理器，轉(zhuǎn)換為0 +5V范圍內(nèi) 的標(biāo)準(zhǔn)電壓信號(hào)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(hào)調(diào)理器，轉(zhuǎn)換為0 +5V范圍內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)電壓信號(hào)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(hào)調(diào)理器，轉(zhuǎn)換為0 +5V范圍內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)電 壓信號(hào)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(hào)調(diào)理器， 轉(zhuǎn)換為0 +5V范圍內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)電壓信號(hào)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(chǔ)芯片2中存儲(chǔ)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(wú)限循環(huán)；S5:設(shè)置時(shí)限，啟動(dòng)看門狗芯片8;S6 判斷程序循環(huán)運(yùn)行一次所用時(shí)間是否超出時(shí)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(hào)，向數(shù)/模轉(zhuǎn)換芯片 5的通道D/A0輸出給定信號(hào)，向數(shù)/模轉(zhuǎn)換芯片5的通道D/A1輸出顫振信號(hào)，同時(shí)將通道 A/D0 A/D6的輸入信號(hào)和通道D/A0 D/A1的輸出信號(hào)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(hào)是否超出S2中的系統(tǒng)參數(shù)；若是則蜂 鳴器7報(bào)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(jì)算機(jī)從COM 口傳來(lái)的信號(hào)，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(duì)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(cè)試儀的工作過(guò)程是通電后，控制程序執(zhí)行初始化操作，讀取存儲(chǔ)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(wú)限循環(huán)狀態(tài)。在循環(huán)過(guò)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(shí)復(fù)位功能。如果系統(tǒng)掉電或在規(guī)定1. 6s時(shí)間內(nèi)未執(zhí)行完程序循環(huán)，則看門狗芯片8 強(qiáng)制系統(tǒng)重新啟動(dòng)。液壓缸系統(tǒng)中的傳感器信號(hào)經(jīng)信號(hào)調(diào)理后，由模/數(shù)轉(zhuǎn)換芯片4的通 道A/D0 A/D6接入?？刂瞥绦蛩a(chǎn)生的給定信號(hào)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(dòng)電液伺服閥按給定的信號(hào)動(dòng)作；控制程序所產(chǎn)生的顫振信號(hào)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(hào)同時(shí)送顯示芯片1顯示，并送往串口通信芯片6的COM 口。如果計(jì)算機(jī)與串口通信芯 片6的COM 口相連，則可通過(guò)計(jì)算機(jī)輔助測(cè)試軟件接收這些信號(hào)，由計(jì)算機(jī)輔助測(cè)試軟件實(shí) 現(xiàn)繪圖、分析和存儲(chǔ)等功能。控制程序還要將模/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(hào)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(dòng)蜂鳴器7報(bào)警。當(dāng)計(jì)算機(jī)輔助測(cè)試軟件需要向所述的液 壓缸在線監(jiān)測(cè)裝置傳遞數(shù)據(jù)時(shí)，可以產(chǎn)生串行中斷，此時(shí)可從通過(guò)串口通信芯片6的COM 口 接收外部信號(hào)?？刂瞥绦蜻€要檢測(cè)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(dòng)；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(dòng)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(dòng)一項(xiàng)。顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種改動(dòng)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(dòng)和變型在內(nèi)。本說(shuō)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(cè)試裝置，包括內(nèi)部嵌入有控制液壓缸性能測(cè)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(chǔ)芯片(2)、看門狗芯片(8)、采集外部傳感器信號(hào)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(hào)的信號(hào)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(hào)和顫振信號(hào)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(cè)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(hào)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(cè)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(gè)伺服控制器(10)。
4.如權(quán)利要求1所述的液壓缸性能測(cè)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(jì)算機(jī)(9)。
5.如權(quán)利要求1所述的液壓缸性能測(cè)試裝置，其特征在于所述外圍電路包括報(bào)警電 路，所述報(bào)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(cè)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(guò)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(cè)試裝置，包括內(nèi)部嵌入有控制液壓缸性能測(cè)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(chǔ)芯片、看門狗芯片、采集外部傳感器信號(hào)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(hào)的信號(hào)調(diào)理器，數(shù)/模轉(zhuǎn)換芯片外接有接收并處理給定信號(hào)和顫振信號(hào)用于反饋的伺服控制器。本發(fā)明不僅結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、自動(dòng)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(jiǎn)單、測(cè)試操作難度降低、適合所有液壓缸性能測(cè)試。
文檔編號(hào)F15B19/00GK101846117SQ20101015443
公開日2010年9月29日 申請(qǐng)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(qǐng)人:江漢大學(xué)