一种伺服阀信号功能板卡的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于伺服阀性能测试技术领域，涉及各类电液伺服阀及作动器测试设备，特别涉及一种伺服阀信号功能板卡。
【背景技术】
[0002]伺服阀一般指电液伺服阀，电液伺服阀将电气部分与液压部分连接起来，实现整个系统的控制策略和执行元件的动作，起着小功率电信号输入转换为功率较大的压力或流量压力信号输出，是电液伺服阀系统控制的核心。伺服阀可以进行位置控制、速度控制和力控制等。所以，电液伺服阀性能的好坏，特别是其电液伺服阀的动特性和稳定性，直接影响着整个液压系统乃至机械设备的可靠性和寿命。
[0003]由于伺服阀在液压系统的重要性，为其保证伺服阀性能的工作性能以及保证整个系统设备工作的稳定性、准确性，伺服阀测试起着关键作用。所以，在电液伺服阀出厂前和维修后进行性能测试是必不可少的环节。
[0004]伺服阀的性能测试必不可少，在各类电液伺服阀及作动器的测试设备中，传统测试台上均需配置“信号源+V-1转换”部件。其中传统测试台中的信号源往往会配置一台信号发生器，通过信号发生器给伺服阀线圈施加不同的电压值，其中信号发生器主要产生电压信号。但是其造价高、设备占地大，同时也造成测试系统布线复杂、构成繁琐，以及影响系统的稳定性。
【发明内容】
[0005]为了克服上述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种伺服阀信号功能板卡，解决了现有伺服阀测试台造价高、占地大、操作复杂和测试系统布线复杂、构成繁琐以及影响系统的稳定性等问题;具有层次合理、集成度高、易于实现且控制效果良好等优点。
[0006]为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是:
[0007]—种伺服阀信号功能板卡，包括:
[0008]单片机C8051F020，产生不同波形的电压信号；
[0009]DA乘法器AD7847BR，与单片机C8051F020连接构成51单片机仿DDS电路；
[0010]V-1转换驱动电路，与51单片机仿DDS电路的输出连接以代替传统测试台上过多的走线；
[0011]通讯模块MAX485，与所述单片机C8051F020连接，实现其与测控计算机的通信。
[0012]所述V-1转换驱动电路包括放大部分和驱动部分，放大部分采用AD8513AR运放，驱动部分采用0PA548T功率运放，两部分连接，将51单片机仿DDS电路的输出进行放大。
[0013]与现有技术相比，本实用新型的有益效果是:
[0014]1、采用51单片机作为信号发生器产生不同的电压信号，单片机具有体积小、成本低，性能稳定、使用寿命长等特点，解决了传统测试台中信号发生器体积大、成本高、操作复杂等问题。
[0015]2、采用单片机编程的方法来实现，该方法可以通过编程的方法来控制信号波形的频率和幅度，而且在硬件电路不变的情况下，通过改变程序来实现频率的变换。此外，由于通过编程方法产生的是数字信号，所以信号的精度可以做到很高。相比传统信号发生器，采用软件控制硬件的方法来实现，使得信号频率的稳定性和精度的准确性得以保证。
[0016]3、板卡采用的元器件都是常用的元器件，价格便宜，所以硬件成本低。
[0017]4、采用V-1转换驱动电路，输出电流只与控制电压有关，而与负载大小无关，从而保证线性输出。
[0018]5、板卡安装尺寸可以使用于PC1、PXI机箱安装尺寸，可以在PCI及PXI机箱内使用。在测试台中都会配备工控机或PXI机箱等设备，所以板卡采用这种安装尺寸方式以方便安装、放置。从而有利于精简测试系统布线及构成，提高系统测量的稳定性和可靠性。
【附图说明】
[0019]图1是本实用新型的系统组成框图。
[0020]图2是本实用新型的程序总流程图。
[0021]图3是本实用新型的中断子程序流程图。
[0022]图4是本实用新型的安装尺寸示意图。
[0023]图5是本实用新型V-1转换驱动电路图。
【具体实施方式】
[0024]下面结合附图和实施例详细说明本实用新型的实施方式。
[0025]本实用新型一种伺服阀信号功能板卡，它包括51单片机仿DDS电路(含DA乘法器)、V-ι转换驱动电路，用单片机C8051F020可以产生不同波形的电压信号，以代替传统测试台上所配置的信号发生器;板卡还包含V-1转换驱动电路，这部分与信号发生器直接结合，以代替传统测试台上过多的走线;板卡通过MAX485转RS232接口与测控计算机进行通信，便于控制和操作。
[0026]上述的51单片机可以产生直流、正弦/三角波(0.01Hz?400Hz)信号，经V-1电路转换后生成电流信号(±320mA/±480mA)，加载电液伺服阀/作动器进行性能测试评估，其中V-1转换驱动电路输出的电流大小只与控制电压大小有关，而与负载有关。
[0027]具体地，如图1所示，本实用新型包括单片机C8051F020、通讯模块MAX485、DA乘法器AD7847BR及V-1转换驱动电路。单片机C8051F020是51单片机仿DDS电路(含DA乘法器AD7847BR)最核心组成部分，实现了信号发生器功能，单板功能上采用“信号源+V-1转换”。
[0028]如图2、图3所示，板卡软件流程图，具体波形实现方法如下:根据DDS波形发生器原理，采用单片机C8051F020实现基本波形输出。采用单片机C8051F020定时功能设计生成信号发生周期，不同频率对应不同的信号发生周期并生成频率数据表;设定一个波形对应的周期数并生成波形“单位幅值”数据表，每周期查表确定输出波形“单位幅值”数据。“单位幅值”为土 1 IbitDAA输出全范围，“单位幅值”数据表数据取值范围为2048 土 2047，交流信号输出幅值的改变采用DA乘法器AD7847BR，通过另一路DAB控制。直流输出时，“单位幅值” DA的输出作为信号输出，乘法器DAB控制输出峰值量程。DAA输出2048 土 2047时，对应输出为:0 土峰值土偏置。
[0029]伺服阀信号功能板卡的信号设置采用MAX485通讯，其中一个通道:信号电流发生器通道，用于产生要求频率(包括直流)、幅值的输出电流;可以实现直流、正弦波、三角波、方波的产生，波形输出频率范围:0.01Hz?400Hz，频率偏差:<0.1%( < 10Hz) <0.2%(10Hz?400Hz)，分辨率:0.lmA(llbit)，偏置调节范围:± 160mA(240mA)。板卡另一个通道:直流电压输出通道;产生±10V输出信号，用于比例溢流阀或同类控制。其输出电压范围:±10V，输出电流范围:< ±20mA。
[0030]如图4所示，板卡的安装外形尺寸:160X 110(适合PC1、PXI插槽机箱)，这样的设计更符合实际使用环境。
[0031]如图5所示，本实用新型V-1转换驱动电路由运放和阻容等元件组成，能将0±2.4V的电压信号转换成0±480mA电流(负载电压范围±27V)，同时可以进行量程切换:0±48mA—0±480mA电流输出；其中N2是运放AD8513AR，N3是运放0PA548T功率运放;N2与N3构成负反馈回路，放大倍数为2倍，输出电压V范围为:0±4.8V;R12、R85为采样电阻，分别为10 Ω、100 Ω ;输出电流I = V/R即电流输出范围:0 ± 48mA/480mA; N3的作用主要是提供驱动；继电器K1的作用进行量程切换0±48mA—0±480mA电流输出，通过串口通信进行控制。
[0032]该V-1转换电路特性:选用集成功率运放0PA548T使得输出驱动回路更加稳定，保证带宽上的要求;通过程控进行量程的选择，保证输出值精度高。
[0033]以上所述即本实用新型板卡波形产生，信号设置的实现方法。这种方法比传统的测试上，很大程度上提高了系统的稳定性、精确度。
[0034]本实用新型的伺服阀信号功能板卡不仅适用于各类电液伺服阀及作动器的测试设备中，同样适用于比例溢流阀或同类控制。
【主权项】
1.一种伺服阀信号功能板卡，其特征在于，包括: 单片机C8051F020，产生不同波形的电压信号； DA乘法器AD7847BR，与单片机C8051F020连接构成51单片机仿DDS电路； V-1转换驱动电路，与51单片机仿DDS电路的输出连接以代替传统测试台上过多的走线； 通讯模块MAX485，与所述单片机C8051F020连接，实现其与测控计算机的通信。2.根据权利要求1所述伺服阀信号功能板卡，其特征在于，所述V-1转换驱动电路包括放大部分和驱动部分，放大部分采用AD8513AR运放，驱动部分采用0PA548T功率运放。3.根据权利要求1所述伺服阀信号功能板卡，其特征在于，所述V-1转换驱动电路包括运放AD8513AR和功率运放0PA548T，二者相接构成负反馈回路，放大倍数为2倍，输出电压范围0 ± 4.8V，该负反馈回路连接并联的阻值分别为10 Ω和100 Ω的采样电阻R12和R85，继电器K1与采样电阻R12和R85相连，进行量程切换。
【专利摘要】一种伺服阀信号功能板卡，包括：单片机C8051F020，产生不同波形的电压信号；DA乘法器AD7847BR，与单片机C8051F020连接构成51单片机仿DDS电路；V-I转换驱动电路，与51单片机仿DDS电路的输出连接以代替传统测试台上过多的走线；通讯模块MAX485，与所述单片机C8051F020连接，实现其与测控计算机的通信，本实用新型解决了现有伺服阀测试台造价高、占地大、操作复杂和测试系统布线复杂、构成繁琐以及影响系统的稳定性等问题；具有层次合理、集成度高、易于实现且控制效果良好等优点。
【IPC分类】F15B19/00
【公开号】CN205136231
【申请号】CN201520871969
【发明人】任优
【申请人】陕西蔚蓝航天测控技术开发有限公司
【公开日】2016年4月6日
【申请日】2015年11月4日