基于虚拟仪器的液压元件测试（2）

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2 VSDTH系统

基于虚拟仪器的V- SDTH液压元件通用测试系统采用“工控机+数据采集卡+测试控制软件”的模式，只有信号发生器采用分离式仪器，简单稳定、通用性强。

（1）硬件系统设计

硬件系统主要包括工控机、数据采集卡、信号发生器、光电隔离模块、传感器等。

其中数据采集卡使用某公司的PCL-8l8HG高增益数据采集卡，12位A/D和D/A，最高达100kHz的采样速率，16路单端或8路差分模拟量输入，1路模拟量输出，1K字节的先入先出存储器(FIFO)。利用FIFO可以暂存A/D转换后的数据，待FIFO半满后再把数据读到计算机中，很好地解决了Windows操作系统实时性差所造成的采样数据来不及读取而丢失的问题。

信号发生器选用HP33120A函数发生器，利用它提供测试过程中用到的各种阀激励信号。工控机使用RS-232接口，通过发送SCPI仪器命令语言对HP33120A进行遥控。

（2）软件系统设计

软件是虚拟仪器的关键，V-SDTH测试系统软件使用Lab Windows/CVI进行程序设计，界面操作方便，试验功能强大，通用灵活。图6为V-SDTH测试系统软件的功能说明。

测试软件按液压元件的四大类试验内容设计了控制特性、负载特性、阶跃响应特性频率响应特性4个试验模块。每个试验模块具有选择被测通道、设置采样参数和试验模式的功能，使用者可以根据具体试验项目所要测量的物理量选择采集卡上的被测通道；通过改变采样参数(采样点数采样频率、三角波控制输入信号的频率)来改善试验效果和效率；根据被试液压元件的类型来选择试验模式。各模块中的试验模式的说明见表1。

图6  VSDTH测试系统的软件结构

数据采集的驱动程序是测试系统软件的重要部分，用来实现上层软件对仪器的控制和对硬件的操作。Lab Windows/CVI对于RS232、GPIB接口和VXI总线分别提供了I/O控制函数组，可以方便地实现对各种仪器的控制。在VSDTH的测试软件中，使用Lab Windows/CVI中的器232接口函数来实现工控机向HP33120A发送SCPI仪器命令。数据采集卡是测试系统数据采集的关键部件，充分发挥数据采集卡的能力、保证测试系统数据采集的时实性是开发数据采集驱动程序的重点。PCL-818HG数据采集卡配有驱动程序，能够实现中断和DMA数据传输。由于PCL-818HG卡占用PC机32位连续的I/O地址，每一个地址对应于采集卡上的一个寄存器，所以也可以通过直接读写采集卡的控制寄存器来控制数据采集卡。

注：转载请与作者联系授权，作者：广州市新欧机械有限公司黄志坚教授