一種伺服閥信號功能板卡的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于伺服閥性能測試技術領域，涉及各類電液伺服閥及作動器測試設備，特別涉及一種伺服閥信號功能板卡。
【背景技術】
[0002]伺服閥一般指電液伺服閥，電液伺服閥將電氣部分與液壓部分連接起來，實現整個系統的控制策略和執行元件的動作，起著小功率電信號輸入轉換為功率較大的壓力或流量壓力信號輸出，是電液伺服閥系統控制的核心。伺服閥可以進行位置控制、速度控制和力控制等。所以，電液伺服閥性能的好壞，特別是其電液伺服閥的動特性和穩定性，直接影響著整個液壓系統乃至機械設備的可靠性和壽命。
[0003]由于伺服閥在液壓系統的重要性，為其保證伺服閥性能的工作性能以及保證整個系統設備工作的穩定性、準確性，伺服閥測試起著關鍵作用。所以，在電液伺服閥出廠前和維修后進行性能測試是必不可少的環節。
[0004]伺服閥的性能測試必不可少，在各類電液伺服閥及作動器的測試設備中，傳統測試臺上均需配置“信號源+V-1轉換”部件。其中傳統測試臺中的信號源往往會配置一臺信號發生器，通過信號發生器給伺服閥線圈施加不同的電壓值，其中信號發生器主要產生電壓信號。但是其造價高、設備占地大，同時也造成測試系統布線復雜、構成繁瑣，以及影響系統的穩定性。
【發明內容】
[0005]為了克服上述現有技術的缺點，本實用新型的目的在于提供一種伺服閥信號功能板卡，解決了現有伺服閥測試臺造價高、占地大、操作復雜和測試系統布線復雜、構成繁瑣以及影響系統的穩定性等問題;具有層次合理、集成度高、易于實現且控制效果良好等優點。
[0006]為了實現上述目的，本實用新型采用的技術方案是:
[0007]—種伺服閥信號功能板卡，包括:
[0008]單片機C8051F020，產生不同波形的電壓信號；
[0009]DA乘法器AD7847BR，與單片機C8051F020連接構成51單片機仿DDS電路；
[0010]V-1轉換驅動電路，與51單片機仿DDS電路的輸出連接以代替傳統測試臺上過多的走線；
[0011]通訊模塊MAX485，與所述單片機C8051F020連接，實現其與測控計算機的通信。
[0012]所述V-1轉換驅動電路包括放大部分和驅動部分，放大部分采用AD8513AR運放，驅動部分采用0PA548T功率運放，兩部分連接，將51單片機仿DDS電路的輸出進行放大。
[0013]與現有技術相比，本實用新型的有益效果是:
[0014]1、采用51單片機作為信號發生器產生不同的電壓信號，單片機具有體積小、成本低，性能穩定、使用壽命長等特點，解決了傳統測試臺中信號發生器體積大、成本高、操作復雜等問題。
[0015]2、采用單片機編程的方法來實現，該方法可以通過編程的方法來控制信號波形的頻率和幅度，而且在硬件電路不變的情況下，通過改變程序來實現頻率的變換。此外，由于通過編程方法產生的是數字信號，所以信號的精度可以做到很高。相比傳統信號發生器，采用軟件控制硬件的方法來實現，使得信號頻率的穩定性和精度的準確性得以保證。
[0016]3、板卡采用的元器件都是常用的元器件，價格便宜，所以硬件成本低。
[0017]4、采用V-1轉換驅動電路，輸出電流只與控制電壓有關，而與負載大小無關，從而保證線性輸出。
[0018]5、板卡安裝尺寸可以使用于PC1、PXI機箱安裝尺寸，可以在PCI及PXI機箱內使用。在測試臺中都會配備工控機或PXI機箱等設備，所以板卡采用這種安裝尺寸方式以方便安裝、放置。從而有利于精簡測試系統布線及構成，提高系統測量的穩定性和可靠性。
【附圖說明】
[0019]圖1是本實用新型的系統組成框圖。
[0020]圖2是本實用新型的程序總流程圖。
[0021]圖3是本實用新型的中斷子程序流程圖。
[0022]圖4是本實用新型的安裝尺寸示意圖。
[0023]圖5是本實用新型V-1轉換驅動電路圖。
【具體實施方式】
[0024]下面結合附圖和實施例詳細說明本實用新型的實施方式。
[0025]本實用新型一種伺服閥信號功能板卡，它包括51單片機仿DDS電路(含DA乘法器)、V-ι轉換驅動電路，用單片機C8051F020可以產生不同波形的電壓信號，以代替傳統測試臺上所配置的信號發生器;板卡還包含V-1轉換驅動電路，這部分與信號發生器直接結合，以代替傳統測試臺上過多的走線;板卡通過MAX485轉RS232接口與測控計算機進行通信，便于控制和操作。
[0026]上述的51單片機可以產生直流、正弦/三角波(0.01Hz?400Hz)信號，經V-1電路轉換后生成電流信號(±320mA/±480mA)，加載電液伺服閥/作動器進行性能測試評估，其中V-1轉換驅動電路輸出的電流大小只與控制電壓大小有關，而與負載有關。
[0027]具體地，如圖1所示，本實用新型包括單片機C8051F020、通訊模塊MAX485、DA乘法器AD7847BR及V-1轉換驅動電路。單片機C8051F020是51單片機仿DDS電路(含DA乘法器AD7847BR)最核心組成部分，實現了信號發生器功能，單板功能上采用“信號源+V-1轉換”。
[0028]如圖2、圖3所示，板卡軟件流程圖，具體波形實現方法如下:根據DDS波形發生器原理，采用單片機C8051F020實現基本波形輸出。采用單片機C8051F020定時功能設計生成信號發生周期，不同頻率對應不同的信號發生周期并生成頻率數據表;設定一個波形對應的周期數并生成波形“單位幅值”數據表，每周期查表確定輸出波形“單位幅值”數據。“單位幅值”為土 1 IbitDAA輸出全范圍，“單位幅值”數據表數據取值范圍為2048 土 2047，交流信號輸出幅值的改變采用DA乘法器AD7847BR，通過另一路DAB控制。直流輸出時，“單位幅值” DA的輸出作為信號輸出，乘法器DAB控制輸出峰值量程。DAA輸出2048 土 2047時，對應輸出為:0 土峰值土偏置。
[0029]伺服閥信號功能板卡的信號設置采用MAX485通訊，其中一個通道:信號電流發生器通道，用于產生要求頻率(包括直流)、幅值的輸出電流;可以實現直流、正弦波、三角波、方波的產生，波形輸出頻率范圍:0.01Hz?400Hz，頻率偏差:<0.1%( < 10Hz) <0.2%(10Hz?400Hz)，分辨率:0.lmA(llbit)，偏置調節范圍:± 160mA(240mA)。板卡另一個通道:直流電壓輸出通道;產生±10V輸出信號，用于比例溢流閥或同類控制。其輸出電壓范圍:±10V，輸出電流范圍:< ±20mA。
[0030]如圖4所示，板卡的安裝外形尺寸:160X 110(適合PC1、PXI插槽機箱)，這樣的設計更符合實際使用環境。
[0031]如圖5所示，本實用新型V-1轉換驅動電路由運放和阻容等元件組成，能將0±2.4V的電壓信號轉換成0±480mA電流(負載電壓范圍±27V)，同時可以進行量程切換:0±48mA—0±480mA電流輸出；其中N2是運放AD8513AR，N3是運放0PA548T功率運放;N2與N3構成負反饋回路，放大倍數為2倍，輸出電壓V范圍為:0±4.8V;R12、R85為采樣電阻，分別為10 Ω、100 Ω ;輸出電流I = V/R即電流輸出范圍:0 ± 48mA/480mA; N3的作用主要是提供驅動；繼電器K1的作用進行量程切換0±48mA—0±480mA電流輸出，通過串口通信進行控制。
[0032]該V-1轉換電路特性:選用集成功率運放0PA548T使得輸出驅動回路更加穩定，保證帶寬上的要求;通過程控進行量程的選擇，保證輸出值精度高。
[0033]以上所述即本實用新型板卡波形產生，信號設置的實現方法。這種方法比傳統的測試上，很大程度上提高了系統的穩定性、精確度。
[0034]本實用新型的伺服閥信號功能板卡不僅適用于各類電液伺服閥及作動器的測試設備中，同樣適用于比例溢流閥或同類控制。
【主權項】
1.一種伺服閥信號功能板卡，其特征在于，包括: 單片機C8051F020，產生不同波形的電壓信號； DA乘法器AD7847BR，與單片機C8051F020連接構成51單片機仿DDS電路； V-1轉換驅動電路，與51單片機仿DDS電路的輸出連接以代替傳統測試臺上過多的走線； 通訊模塊MAX485，與所述單片機C8051F020連接，實現其與測控計算機的通信。2.根據權利要求1所述伺服閥信號功能板卡，其特征在于，所述V-1轉換驅動電路包括放大部分和驅動部分，放大部分采用AD8513AR運放，驅動部分采用0PA548T功率運放。3.根據權利要求1所述伺服閥信號功能板卡，其特征在于，所述V-1轉換驅動電路包括運放AD8513AR和功率運放0PA548T，二者相接構成負反饋回路，放大倍數為2倍，輸出電壓范圍0 ± 4.8V，該負反饋回路連接并聯的阻值分別為10 Ω和100 Ω的采樣電阻R12和R85，繼電器K1與采樣電阻R12和R85相連，進行量程切換。
【專利摘要】一種伺服閥信號功能板卡，包括：單片機C8051F020，產生不同波形的電壓信號；DA乘法器AD7847BR，與單片機C8051F020連接構成51單片機仿DDS電路；V-I轉換驅動電路，與51單片機仿DDS電路的輸出連接以代替傳統測試臺上過多的走線；通訊模塊MAX485，與所述單片機C8051F020連接，實現其與測控計算機的通信，本實用新型解決了現有伺服閥測試臺造價高、占地大、操作復雜和測試系統布線復雜、構成繁瑣以及影響系統的穩定性等問題；具有層次合理、集成度高、易于實現且控制效果良好等優點。
【IPC分類】F15B19/00
【公開號】CN205136231
【申請號】CN201520871969
【發明人】任優
【申請人】陜西蔚藍航天測控技術開發有限公司
【公開日】2016年4月6日
【申請日】2015年11月4日