一种手持式便携伺服阀测试仪及测试方法与流程

本发明属于测试仪表技术领域，公开了一种手持式便携伺服阀测试仪及测试方法。

背景技术：

在现代航天航空、船舶、冶金、化工等领域，电液伺服控制系统应用广泛，电液伺服阀作为电液伺服系统的核心器件，与机械动作系统和电气控制系统紧密相连，其质量好坏直接影响到整个电液伺服系统的控制精度，因此它的测试与维修工作显得尤为重要。目前市场上常用的电液伺服阀，在工作之前都需要伺服阀测试仪对其各项功能进行实时测试，

这些测试既可在工业现场进行，也可在产品车间进行。国内外现有的伺服阀品牌不一，型号众多，目前的测试仪主要是定制的，对特定型号的伺服阀能够测试，其测试硬件采用“传感器+数据采集卡+工控机+电控器”的控制系统，如图5的a部分所示(现有控制系统通过电缆与电液伺服阀相连接工作)，体积相对较大，移动不够便捷，不能满足各种不同型号和不同功能的伺服阀的测试要求。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种手持式便携伺服阀测试仪及测试方法，能够方便移动，并满足多种不同型号和不同功能的伺服阀的测试要求。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种手持式便携伺服阀测试仪，包括手持式外壳、设置在所述手持式外壳上的伺服阀连接器以及设置在所述手持式外壳中的电源模块、恒流源模块、阀芯指示模块、信号处理模块、信号切换模块、信号指示模块、信号输入输出模块以及工作状态指示模块，所述恒流源模块、信号处理模块、信号切换模块分别与信号输入输出模块相连，构成指令信号发生器，所述阀芯指示模块中设有包括ia、i/v、pe、f、d在内的多个分立的测试插孔，所述阀芯指示模块的各个测试插孔以及所述伺服阀连接器的各个连接端子分别与所述指令信号发生器的相应端相连，所述电源模块分别与所述恒流源模块、阀芯指示模块、信号处理模块、信号切换模块、信号指示模块、信号输入输出模块以及工作状态指示模块连接，且通过所述阀芯指示模块和伺服阀连接器为连接的被测伺服阀供电。

可选的，所述手持式外壳采用abs塑料，主要由上盖和下底组成，所述上盖和下底结合处有密封凹槽，所述密封凹槽中放置有硅橡胶密封圈；所述信号切换模块包括波段开关和电位器，所述波段开关和电位器的旋钮与所述上盖接触的位置设有橡胶垫圈。

可选的，所述电源模块包括依次连接的电池、电池管理模块以及电压转换模块；所述电压转换模块为dc-dc线性稳压电源转换模块，包括24v转±15v电源转换电路和24v转+5v电源转换电路；所述电池为24v2600ma/h可充电锂电池组，所述电池管理模块包括充电电路以及过流保护电路。

可选的，所述24v转±15v电源转换电路，包括24v转+18v电源转换模块、24v转-18v电源转换模块以及第一稳压模块三个模块；其中：

所述24v转+18v电源转换模块包括第一dc-dc转换芯片u1、第二十一至第二十四电容c21-c24、第五至第六电容c5-c6、第一二极管至第四二极管d1-d4、第四十一电阻至第四十三电阻r41-r43以及第一电感l1；u1的1脚连接第一电感l1的一端，并通过第二十三电容c23连接u1的2脚，通过第一二极管d1连接u1的4脚；u1的5脚和8脚接地，并且通过第二十二电容c2连接u1的6脚，u1的6脚通过第四十一电阻r41连接u1的10脚，u1的10脚还连接24v电源vcc并且经过第二十一电容c21接地以滤波，u1的2脚还依次反向连接第二二极管d2、正向连接第三二极管d3以及第四二极管d4，第二二极管d2的阳极和第三二极管d3的阳极还通过第二十四电容c24连接至第三二极管d3的阴极，第四二极管d4的阳极还连接所述第一电感l1的另一端，并通过第六电容c6接地，u1的脚7通过第五电容c5和第四十二电阻r42的并联电路连接所述第一电感l1的另一端，同时通过第四十三电阻r43接地，第四二极管d4的阴极输出+18v电压信号,以输出至第一稳压模块；

所述24v转-18v电源转换模块包括第二dc-dc转换芯片u5、第四十四电阻至第四十七电阻r44-r47、第十一电容至第十六电容c11-c16、第五至第六二极管d5-d6以及第二至第三电感l2-l3；u5的1脚通过第四十五电阻r45连接第三电感l3的一端和第六二极管d6的阴极，u5的2脚通过第四十六电阻r46通过第十四电容c14和第十五电容c15接地，u5的3脚通过第四十四电阻r44与u5的5脚相连，同时通过第二电感l2和4脚相连，u5的6脚通过第四十七电阻r47接地，u5的7脚通过第十三电容c13接地，u5的8脚和9脚均接地，u5的3脚与第四十四电阻r44的连接端还通过第十一电容c11接地，u5的4脚还通过第十二电容c12连接所述第三电感l3的另一端以及第五二极管d5的阳极，第五二极管d5的阴极接地，第六二极管d6的阴极还通过第十六电容c16接地，第六二极管d6的阳极输出-18v电压信号至所述第一稳压模块；

所述第一稳压模块包括第一稳压芯片u2、第二稳压芯片u4、第七至第十电容c7-c10以及第十七至第二十电容c17-c20；第一稳压芯片u2的1脚连接第四二极管d4的阴极，并通过第七电容c7接地，u2的2脚接地，u2的3脚分别通过第八电容c8、第九电容c9以及第十电容c10接地,u2的3脚作为第二稳压模块的第一个输出端，输出稳定的+15v电压；第二稳压芯片u4的1脚与u2的2脚相连以接地，u4的2脚与第六二极管d6的阳极相连，同时通过第十七电容c17与第七电容c7相连以接地，u4的3脚分别通过第十八电容c18、c第十九电容19、第二十电容c20接地，通过u4的3脚作为第一稳压模块的第二个输出端，输出稳定的-15v电压。

可选的，所述24v转+5v电源转换电路包括24v转+8v电源转换模块以及第二稳压模块两个模块，其中：

所述24v转+8v电源转换模块包括第三dc-dc转换芯片u6、第三十一至第三十四电容c31-c34、第五十一电阻至第五十三电阻r51-r53、第七至第八二极管d7-d8以及第四电感l4；u6的1脚通过电感l4连接第八二极管d8的阳极，u6的2脚通过第三十三电容c33连接第四电感l4与第八二极管d8的连接端，u6的3脚和9脚悬空，，u6的4脚通过第七二极管d7连接所述第四电感l4与第八二极管d8的连接端，u6的5脚接地，u6的6脚通过第五十一电阻r51接u6的10脚，同时通过第三十二电容c32接地，u6的7脚通过第五十二电阻r52接地，同时通过第五十三电阻r53连接所述第四电感l4与第八二极管d8的连接端，第五十三电阻r53与第八二极管d8的连接端还通过第三十四电容c34接地，u6的8脚连接所述第四电感l4与第八二极管d8的连接端，u6的10脚连接24v电源vcc，并经过第三十一电容c31接地以滤波，第八二极管d8的阴极为24v转+8v电源转换模块的输出端，输出+8v电压至第二稳压模块；

所述第二稳压模块包括第三稳压芯片u7以及第三十五至第三十八电容c35-c38，u7的1脚与第八二极管d8的阴极相连，并通过第三十五电容c5接地，u7的2脚接地，u7的3脚分别通过第三十六电容c36、第三十七电容c37、第三十八电容c38接地，u7的3脚为第二稳压模块的输出端，输出稳定的+5v电压。

可选的，所述信号切换模块包括波段开关和电位器，能够切换的不同信号包括-10v～+10v、4ma～20ma、-10ma～+10ma、-50ma～+50ma四种指令信号，且所述指令信号均能在所述信号指示模块上显示。

可选的，所述指令信号发生器用于产生包括所述四种指令信号在内的各种指令信号，所述指令信号发生器包括8个模拟运算放大器，分别为：u1a、u1b、u1c、u1d、u2a、u2b、u2c、u3；其中：

所述u1a与其周围电路以及u1b与其周围电路组成信号输入输出模块的指令信号输入电路部分，u1a与其周围电路能够实现信号调零功能，具体电路连接如下：u1a的正向输入端连接第一变阻器r01的电阻调节端c，所述第一变阻器r01的一端a通过第一电阻r1连接至供电端vcc，u1a的反向输入端通过所述第一变阻器r01的另一端b接地，所述u1a的反向输入端连接其输出端，且所述u1a的输出端还通过第二电阻r2与第六电阻r6、第七电阻r7以及单刀双掷开关k3的刀端相连；u1b与其周围电路能够实现产生内部指令信号和接收外部指令信号的功能，具体电路连接如下：u1b的正向输入端连接第二变阻器r02的电阻调节端c，所述第二变阻器r02的一端a通过第三电阻r3连接供电端vcc，所述述第二变阻器r02的另一端b分别连接一接地开关k2以及第四电阻r4的一端，第四电阻r4的另一端连接供电端vcc，u1b的反向输入端分别连接一信号开关k1的一端以及u1b的输出端，所述信号开关k1的另一端连接一信号输入端子in以及所述单刀双掷开关k3的一个掷位端，u1b的输出端通过第五电阻r5连接所述单刀双掷开关k3的另一个掷位端，输出稳定的-10v～+10v电压信号；

u1c、u1d、u2a、u2b连同各自的周围电路共同组成信号处理模块的主要电路部分，其中u1d与其周围电路用于实现产生内部偏置电压的功能，具体电路连接如下：u1d的正向输入端分别连接一接地电容c1以及第三变阻器r03的电阻调节端c，第三变阻器r03的一端a通过第九电阻r9连接供电端vcc，第三变阻器r03的另一端b通过第十电阻r10接供电端vcc，u1d反向输入端连接其输出端，且，u1d的输出端还连接第十五电阻r15的一端，第十五电阻r15另一端输出+6v内部偏置电压；u1c、u2a、u2b连同各自的周围电路用于实现信号的比例放大，输出稳定的-10v～-2v电压信号，具体的电路连接如下：所述u1c的正向输入端通过第八电阻r8接地，所述u1c的反向输入端连接所述第七电阻r7的另一端，所述u1c的输出端分别连接第六电阻r6的另一端以及第十一电阻r11的一端，第十一电阻r11的另一端连接u2a的反向输入端以及第十二电阻r12的一端，第十二电阻r12的另一端连接u2a的输出端，u2a的正向输入端通过第十三电阻r13接地，u2a的输出端连接第十四电阻r14的一端，第十四电阻r14的另一端连接第十五电阻r15的另一端、第十六电阻r16的一端以及u2b的反向输入端，第十六电阻r16的另一端连接u2b的输出端，u2b的正向输入端通过第十七电阻r17接地，u2b的输出端输出稳定的-10v～-2v电压信号；

u2c、u3连同其各自的周围电路以及一波段开关k4共同组成恒流模块的主要电路部分，实现通过pi控制产生稳定的电流输出信号的功能，具体的电路连接如下：波段开关k4的各档位端相应的连接u2b的输出端，以从-10v～-2v电压信号选择合适的电压信号输入，波段开关k4的输出端一路依次通过第十九电阻r19、第二十电阻r20连接至u3的反向输入端，一路连接第十八电阻r18和第二电容c2的一并联端，第十八电阻r18和第二电容c2的另一并联端接地，第二十电阻r20为变阻器，第二十电阻r20的一端与第十九电阻r19连接，电阻调节端与u3的反向输入端连接，第二十电阻r20的另一端通过第二十一电阻r21连接u2c的反向输入端，同时通过第二十二电阻r22、指示灯led1接地；第十九电阻r19与第二十电阻r20连接的一端还通过第三电容c3连接至u3的输出端，u3的正向输入端接地，u3的输出端连接第二十六电阻r26的一端，第二十六电阻r26另一端为恒流源模块的输出端，输出恒定电压1v，所述第二十六电阻r26的另一端还通过第二十三电阻r23连接u2c的反向输入端、通过第二十四电阻r24连接u2c的正向输入端，u2c的正向输入端还通过第二十五电阻接地；

波段开关k5以及第二十七电阻r27、第二十八电阻r28、第二十九电阻r29、第三十电阻r30、第三十一电阻r31、第三十二电阻r32、第三十三电阻r33以及第四电容c4组成信号切换模块的主要电路部分，实现选择不同的指令信号类型的功能，具体的电路连接如下：波段开关k5一端为输出端，另一端为各个档位端，第二十七电阻r27、第二十八电阻r28并联形成20ω电阻的第一支路，第一支路的一端连接波段开关k5的第一个档位端，第一支路的另一端连接所述第二十六电阻r26的另一端，产生-50ma～+50ma指令信号；第二十九电阻r29、第三十电阻r30并联形成100ω电阻的第二支路，第二支路的一端连接波段开关k5的第二个档位端，第二支路的另一端连接所述第二十六电阻r26的另一端，产生-10ma～+10ma指令信号；第三十一电阻r31、第三十二电阻r32并联形成50ω电阻的第三支路，第三支路的一端连接波段开关k5的第三个档位端，第三支路的另一端连接所述第二十六电阻r26的另一端，产生4ma～20ma指令信号；第三十三电阻r33为1kω的电阻，一端连接信号处理模块，产生的-10v～+10v电压，另一端连接波段开关k5的第四个档位端，输出-10ma～+10ma电流；第四电容c4一端接地，另一端连接第二十三电阻r23与第二十四电阻r24连接的一端。

可选的，所述u1a、u1b、u1c、u1d组成是一个模拟运算放大器tl084芯片，所述u2a、u2b、u2c组成另一个模拟运算放大器tl084芯片，u3是高电压大电流运算放大器opa551芯片；所述波段开关k5为双层四刀五档波段开关。

可选的，所述工作状态指示模块包括设置在所述手持式外壳上的测试仪开关、连接所述电源模块的充电接口、多个指示灯以及连接所述指示灯的大电流指示电路和电池电压指示电路，其中，

所述大电流指示电路包括第一电压比较模块和第一显示模块，第一电压比较模块主要包括第一模拟放大芯片u11、第六十一至第六十五电阻r61-r65、第十一至第十二二极管d11-d12以及第四十一电容c41，u11的正向输入端通过第六十五电阻r65接地，u11的反向输入端分别连接第六十三电阻r63的一端和第六十四电阻r64的一端，第六十三电阻r63的另一端接第六十一电阻r61的一端和第六十二电阻r62的一端，第六十一电阻r61的另一端接+15v电源电压，第六十二电阻r62的另一端接地，第六十四电阻r64的另一端接阀芯指示模块2的ia测试插孔，u11的输出端通过第四十一电容c41连接u11的反向输入端与r64的连接节点，u11的输出端还依次经第十二二极管d12的阴极、第十二二极管d12的阳极、第十一二极管d11的阳极、第十一二极管d11的阴极连接u11的反向输入端与r63的连接节点，第十一二极管d11的阴极还连接u11的反向输入端与r64的连接节点；第一显示模块包括第六十六电阻r66以及第一led指示灯d13，且当电路中电流超过250ma时，第一led指示灯d13亮起提醒；

所述电池电压指示电路包括第二电压比较模块和第二显示模块，第二电压比较模块主要包括第二模拟放大芯片u21、第一七十一至第七十七电阻r71-r77、第二十一至第二十二二极管d21-d22以及第五十一电容c51，u21的正向输入端通过第七十七电阻r77接地，u21的反向输入端分别连接第七十三电阻r73的一端和第七十六电阻r76的一端，第七十三电阻r73的另一端接第七十一电阻r71的一端和第七十二电阻r72的一端，第七十一电阻r71的另一端接+24v电源电压，第七十二电阻r72的另一端接地，第七十六电阻r76的另一端接第七十四电阻r74的一端和第七十五电阻r75的一端，第七十四电阻r74的另一端接+24v电源电压，第七十五电阻r75的另一端接地，u21的输出端通过第五十一电容c51连接u21的反向输入端与r76的连接节点，u21的输出端还依次经第二十二二极管d22的阴极、第二十二二极管d22的阳极、第二十一二极管d21的阳极、第二十一二极管d21的阴极连接u21的反向输入端与r73的连接节点，第二十一二极管d21的阴极还连接u21的反向输入端与r76的连接节点。第二显示模块包括第七十八电阻r78以及第二led指示灯d23，所述第七十八电阻r78的一端连接u21的输出端，所述第七十八电阻r78的另一端与第二led指示灯d23的一端连接，第二led指示灯d23的另一端接地。

一种利用上述的手持式便携伺服阀测试仪的测试方法，包括以下步骤：

首先，根据被测伺服阀的类型，选择通过伺服阀连接器或阀芯指示模块来将所述被测伺服阀与手持式便携伺服阀测试仪连接；

然后，通过信号切换模块的波段开关，调至所需指令信号范围；

接着，通过电源模块给所述手持式便携伺服阀测试仪上电，并调节所述信号切换模块的电位器选择合适的信号参数，以对所述被测伺服阀进行相应的测试；

在所述测试中，根据信号指示模块显示的数值、所述信号切换模块的电位器调节的信号参数以及所述被测伺服阀连接的阀芯指示模块的f测试插孔或所述被测伺服阀连接的伺服阀连接器的f端子反馈信号进行判断，再根据所述被测伺服阀的负载动作能否随之反映来进行分析，总结出被测伺服阀的性能以及出现何种故障。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下有益效果：

1、本发明的手持式便携伺服阀测试仪主要包括手持式外壳、设置在所述手持式外壳上的伺服阀连接器以及设置在所述手持式外壳中的阀芯指示模块、信号指示模块、工作状态指示模块、信号切换模块、电源模块、恒流源模块、信号处理模块以及信号输入输出模块；整体外观体积小，可手持，携带和操作均比较方便；

2、本发明的手持式便携伺服阀测试仪，具有高效的dc-dc转换，通过多级闭环控制电路实现高精度、多量程和高稳定性的电流或电压输出，可实现自由i/v切换，能够为被测伺服阀提供三种电源信号和四种不同的指令信号，以及通过监测阀芯位置输出信号来确定阀芯的运动位置，调试和维护简单，能对伺服阀、比例阀以及普通换向阀均能控制，同时可采集电反馈伺服阀的阀芯位置反馈信号，能够对目前市场上90％以上的液压控制阀进行故障判断和性能测试，具有较强的通用性；

3、本发明的手持式便携伺服阀测试仪，所有电路均集成在一块电路板上，并且与外壳无缝连接，集成度高，整体性强，呈手持式可单手抓握仪器，有较好的人机交互效果；

4、本发明的手持式便携伺服阀测试仪，使用可充电锂电池，能够实时为24v或±15vdc供电的不同型号液压伺服阀或电反馈伺服阀供电进行在线测试，对于无需供电的线圈式伺服阀可通过插针引线直接给线圈指令；

5、本发明的测试方法，能够实现被测伺服阀的多种性能测试和故障测试，测试效率大大提高。

附图说明

图1为本发明具体实施例的手持式便携伺服阀测试仪的结构示意图；

图2为本发明具体实施例的手持式便携伺服阀测试仪的系统模块结构示意图；

图3为本发明具体实施例的手持式便携伺服阀测试仪的伺服阀连接器的连接原理图；

图4为本发明具体实施例的指令信号发生器的核心信号流程图；

图5为本发明具体实施例的手持式便携伺服阀测试仪与伺服阀的工作示意图；

图6为本发明具体实施例的24v转±15v电源转换电路原理图；

图7为本发明具体实施例的24v转+5v电源转换电路原理图；

图8为本发明具体实施例的大电流指示电路原理图；

图9为本发明具体实施例的电池电压指示电路原理图；

图10为本发明具体实施例的指示信号发生器的电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图和实例对本发明做更进一步的解释，但本发明不仅限于该实例。以下细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分，对本领域技术人员来说没有这些细节部分也可完全理解本发明，为了避免混淆本发明的实质，公知的方法、过程、流程、元器件并没有多做赘述。

请参考图1和图2，本发明提供一种手持式便携伺服阀测试仪(以下简称测试仪)，主要包括手持式外壳7、设置在所述手持式外壳7上(例如前端或者一侧)的伺服阀连接器1以及设置在所述手持式外壳7中的阀芯指示模块2、信号指示模块3、工作状态指示模块4、信号切换模块5、电源模块6、恒流源模块8、信号处理模块9以及信号输入输出模块10。

请参考图1，伺服阀连接器1可以是设置在所述手持式外壳前端或者一侧的带有连接电缆的伺服阀连接插头，通过所述伺服阀连接插头，可以将测试仪与指定型号的被测伺服阀相连，如图5中所示。所述带有连接电缆的连接插头与所述手持式外壳7可以固定连接，也可以是拔插式连接。伺服阀连接器1还可以是伺服阀插座，通过借助带有伺服阀连接插头(该插头与作为伺服阀连接器1的伺服阀插座相适配)的连接电缆，将测试仪与指定型号的被测伺服阀相连。

本实施例中，伺服阀连接器1是七芯航空插口结构，其七个接口引脚定义固定，如图3中的a至f以及pe所示，其限定了24vdc供电方式，但是由于被测伺服阀的型号不一，因此需要的供电方式除24vdc供电以外，还有±15vdc供电方式，以及非电反馈式伺服阀(线圈式)的无需供电方式(这种方式下测试仪可以直接给线圈指令)，故本发明的测试仪还设置了阀芯指示模块2，来实现两种外部接口方式给被测伺服阀供电、提供指令信号。具体地，一种是通过伺服阀连接器1连接测试仪与相应型号的被测伺服阀，以给所述被测伺服阀供电、提供指令信号，为实现防差错功能，优选地将伺服阀连接器1用于连接测试仪本身和被测伺服阀的两端的七芯航空插口设计成不一致，伺服阀连接机构1与所述被测伺服阀连接的一端是标准七芯航空插口(例如是标准配置2m的七芯航空插头)，而与测试仪本身连接的一端是体积较小，安装直径为12mm左右的标准七芯航空插口(例如是xs12k7p七芯航空插头)，缩小体积，更加方便安装在测试仪上。另一种通过阀芯指示模块2的插针引线方式连接测试仪与相应型号的被测伺服阀，具体地，所述阀芯指示模块2中设有ia、i/v、pe、f、d等多个分立的测试插孔以及所述各个测试插孔连接的相应内部电路，这些测试插孔位于所述手持式外壳的测试仪面板上，其中ia测试插孔是插接的被测伺服阀的耗电测试口，可用万用表测量该ia测试插孔的电压，比例是1v＝1a，来实现被测伺服阀的耗电测试；f测试插孔是插接的被测伺服阀的阀芯位置的反馈测试口，用于通过其连接的内部电路监测被测伺服阀的阀芯位置输出信号，确定阀芯的运动位置，以判断阀芯波动是否正常，优选地，f测试插孔与其连接的相应的内部电路(如图3中的阀芯位置指示电路)之间连接的负载电阻r可以进行调整，例如通过所述阀芯指示模块2还可以外接一波段开关，来调节f测试插孔连接的负载电阻,以适应不同被测伺服阀的阀芯位置测试应用要求；d测试插孔是指令信号输出插口，用于输出测试仪的指令信号，信号规格取决于所述波段开关的选择；pe测试插孔是保护地，用于连接所述手持式外壳。

请参考图3，本发明中，伺服阀连接器1的f芯和阀芯指示模块2的f测试插孔在连接有被测伺服阀时，会反馈一个阀芯位置反馈信号，这个信号就是f和gnd间的电压2v～10v，当接地电阻r的阻值为500ω时，2v～10v在接地电阻r处产生的电流对应为4ma～20ma，然后通过阀芯指示模块2内部的阀芯指示电路将2v～10v变成-10v～+10v，输出至i/v(电流与电压的切换)测试插孔。

由上所述可知，伺服阀连接器1主要是针对特定的被测伺服阀，将伺服阀连接器1和特定的被测伺服阀直接相连时，本发明的测试仪是所述特定的被测伺服阀的专用测试仪,而阀芯指示模块2主要是针对所有的被测伺服阀，用阀芯指示模块2的相应的测试插孔连接被测伺服阀时，本发明的测试仪是通用测试仪，可以测试+24v和6+pe接口的阀、±15v和6+pe接口的阀、以及所有+24v供电或±15v供电和符合指令信号要求的所有伺服阀。

在本发明的其他实施例中，伺服阀连接器1也可以是七芯接口或十一芯接口等。阀芯指示模块2上的测试插孔不仅限于ia、i/v、pe、f、d这5个，可以根据伺服阀测试项目，增减设置相应的测试插孔，例如可以设置包括ia、i/v、pe、f、d在内的15个分立的测试插孔。

所述信号指示模块3可以采用液晶显示屏(lcd)来直观地显示指令信号的具体数值，与电源模块6相连并由其供电，并且连接所述信号输入输出模块的输出端，在不同信号范围显示量化的不同信号变化。例如，所述信号指示模块3为采用液晶直流电压电流表cj5040连接波段开关的公共端、dc5v供电以及16mmlcd显示的模块。

所述工作状态指示模块4包括设置在所述手持式外壳的测试面板上的测试仪开关41、多个指示灯42以及连接所述指示灯的大电流指示电路44和电池电压指示电路45，所述指示灯包括显示电源模块6的电池工作状态和指令信号发生器中的相应模块的电路工作状态的双色led指示灯。当所述电源模块6的电池为可充电电池时，所述工作状态指示模块4还包括连接所述电源模块6的充电接口43。

所述电源模块6可以包括电源转换模块和电池，所述电源转换模块用于将电池输出的总电压转换为测试仪的各个模块的工作电压以及被测伺服阀的电源电压，以为测试仪的各个模块供电，以及通过伺服阀连接器1或者阀芯指示模块2为连接的被测伺服阀供电。当所述电池为可充电电池时，所述电源模块6还可以包括电池管理模块，所述电池管理模块用于管理所述电池的输出、充电以及保护，例如所述电池为六节可充电锂电池构成的24v2600ma/h可充电电池组，所述电池管理模块包括充电电路以及过流保护电路，此时测试仪出厂时会配有国标恒流充电器。

所述手持式外壳7采用abs塑料，质量轻便，整体外形尺寸约为130mm×236mm×43mm，质量为0.75kg(含内置锂电池)，主要由上盖和下底组成，且上盖和下底结合处有密封凹槽，密封凹槽中放置有硅橡胶密封圈，可防止检修现场油污。所述手持式外壳7的上盖与阀芯指示模块2、信号指示模块3、工作状态指示模块4、信号切换模块5安装位置相对应的部分为测试面板，且信号切换模块5的波段开关51和电位器52的旋钮与测试面板接触的位置加装有橡胶垫圈，具有轻微防震功能，能处于复杂环境中由单人独自操作；所述手持式外壳7安装电源模块6的电池的部分为手持部。

请参考图2，本发明中，所述恒流源模块8、信号处理模块9、信号切换模块5分别与信号输入输出模块10相连，构成指令信号发生器，整个指令信号发生器由电源模块6供电，其主要功能是为被测伺服阀提供电源信号和输入信号，以及通过监测阀芯位置输出信号来确定阀芯的运动位置。其中，信号切换模块5包括波段开关51以及电位器52，用于输出各种伺服阀所需的控制电流或电压信号，所述波段开关51可以是双层四刀五档波段开关，连接各路不同的输出信号，通过不同的档位来及时调整各种伺服阀所需的控制电流或电压信号，即提供四种不同的指令信号，来满足常见伺服阀的信号规格。电位器52起微调作用，用来配合波段开关51的信号调整。恒流源模块8采用pi控制器，产生稳定的电流输出信号。信号处理模块9采用若干运算放大器对信号进行处理和比例控制。请参考图4，本发明中指令信号发生器的核心信号流程包括：信号输入输出模块10产生内部指令信号或接收外部指令信号并进行信号调零后发送给信号处理模块9，信号处理模块9对接收的信号进行偏置处理(以产生内部偏置电压)以及比例放大，之后恒流源模块8通过pi控制产生稳定的电流输出信号发送给信号切换模块5，信号切换模块5通过波段开关51和电位器52的配合选择不同的指令信号类型对所述电流输出信号进行调整，信号输入输出模块10将信号切换模块5调整后的信号输出至连接有被测伺服阀的伺服连接器1或阀芯指示模块2相应的测试插孔。

下面结合附图10，对本发明的指令信号发生器的各功能模块的具体电路进行详细的说明。如图10所示，指令信号发生器包括8个模拟运算放大器，分别为：u1a、u1b、u1c、u1d、u2a、u2b、u2c、u3。其中u1a与其周围电路以及u1b与其周围电路组成信号输入输出模块10的指令信号输入电路部分，u1a与其周围电路能够实现信号调零功能，具体电路连接如下：u1a的正向输入端连接第一变阻器r01的电阻调节端c，所述第一变阻器r01的一端a通过第一电阻r1连接至供电端vcc，u1a的反向输入端通过所述第一变阻器r01的另一端b接地，所述u1a的反向输入端连接其输出端，且所述u1a的输出端还通过第二电阻r2与第六电阻r6、第七电阻r7以及单刀双掷开关k3的刀端相连。u1b与其周围电路能够实现产生内部指令信号和接收外部指令信号的功能，具体电路连接如下：u1b的正向输入端连接第二变阻器r02的电阻调节端c，所述第二变阻器r02的一端a通过第三电阻r3连接供电端vcc，所述述第二变阻器r02的另一端b分别连接一接地开关k2以及第四电阻r4的一端，第四电阻r4的另一端连接供电端vcc，u1b的反向输入端分别连接一信号开关k1的一端以及u1b的输出端，所述信号开关k1的另一端连接一信号输入端子in以及所述单刀双掷开关k3的一个掷位端，u1b的输出端通过第五电阻r5连接所述单刀双掷开关k3的另一个掷位端，输出稳定的-10v～+10v电压信号。

u1c、u1d、u2a、u2b连同各自的周围电路共同组成信号处理模块9的主要电路部分，其中u1d与其周围电路用于实现产生内部偏置电压的功能，具体电路连接如下：u1d的正向输入端分别连接一接地电容c1以及第三变阻器r03的电阻调节端c，第三变阻器r03的一端a通过第九电阻r9连接供电端vcc，第三变阻器r03的另一端b通过第十电阻r10接供电端vcc，u1d反向输入端连接其输出端，且，u1d的输出端还连接第十五电阻r15的一端，第十五电阻r15另一端输出+6v内部偏置电压。u1c、u2a、u2b连同各自的周围电路用于实现信号的比例放大，输出稳定的-10v～-2v电压信号，具体的电路连接如下：所述u1c的正向输入端通过第八电阻r8接地，所述u1c的反向输入端连接所述第七电阻r7的另一端(即不与单刀双掷开关k3连接的一端)，所述u1c的输出端分别连接第六电阻r6的另一端以及第十一电阻r11的一端，第十一电阻r11的另一端连接u2a的反向输入端以及第十二电阻r12的一端，第十二电阻r12的另一端连接u2a的输出端，u2a的正向输入端通过第十三电阻r13接地，u2a的输出端连接第十四电阻r14的一端，第十四电阻r14的另一端连接第十五电阻r15的另一端(即偏置电压输出端)、第十六电阻r16的一端以及u2b的反向输入端，第十六电阻r16的另一端连接u2b的输出端，u2b的正向输入端通过第十七电阻r17接地，u2b的输出端输出稳定的-10v～-2v电压信号。

u2c、u3连同其各自的周围电路以及一波段开关k4共同组成恒流模块8的主要电路部分，实现通过pi控制产生稳定的电流输出信号的功能。波段开关k4的各档位端相应的连接u2b的输出端，以从-10v～-2v电压信号选择合适的电压信号输入，波段开关k4的输出端一路依次通过第十九电阻r19、第二十电阻r20连接至u3的反向输入端，一路连接第十八电阻r18和第二电容c2的一并联端，第十八电阻r18和第二电容c2的另一并联端接地，第二十电阻r20为变阻器，第二十电阻r20的一端与第十九电阻r19连接，电阻调节端与u3的反向输入端连接，第二十电阻r20的另一端分别通过第二十一电阻r21连接u2c的反向输入端、通过第二十二电阻r22、指示灯led1接地；第十九电阻r19与第二十电阻r20连接的一端还通过第三电容c3连接至u3的输出端，u3的正向输入端接地，u3的输出端连接第二十六电阻r26的一端，第二十六电阻r26另一端为恒流源模块8的输出端，输出恒定电压1v，所述第二十六电阻r26的另一端还通过第二十三电阻r23连接u2c的反向输入端、通过第二十四电阻r24连接u2c的正向输入端，u2c的正向输入端还通过第二十五电阻接地。

波段开关k5以及第二十七电阻r27、第二十八电阻r28、第二十九电阻r29、第三十电阻r30、第三十一电阻r31、第三十二电阻r32、第三十三电阻r33以及第四电容c4组成信号切换模块5的主要电路部分，实现选择不同的指令信号类型的功能。具体的电路连接如下：波段开关k5一端为输出端，另一端为各个档位端，第二十七电阻r27、第二十八电阻r28并联形成20ω电阻的第一支路，第一支路的一端连接波段开关k5的第一个档位端，第一支路的另一端连接所述第二十六电阻r26的另一端，可产生-50ma～+50ma指令信号；第二十九电阻r29、第三十电阻r30并联形成100ω电阻的第二支路，第二支路的一端连接波段开关k5的第二个档位端，第二支路的另一端连接所述第二十六电阻r26的另一端，可产生-10ma～+10ma指令信号；第三十一电阻r31、第三十二电阻r32并联形成50ω电阻的第三支路，第三支路的一端连接波段开关k5的第三个档位端，第三支路的另一端连接所述第二十六电阻r26的另一端，可产生4ma～20ma指令信号的模拟量输出，这里三路并联支路的电阻能够更加精确控制输出的模拟量，减小前路的运算误差；第三十三电阻r33为1kω的电阻，一端连接信号处理模块9产生的-10v～+10v电压，另一端连接波段开关k5的第四个档位端，输出-10ma～+10ma电流；第四电容c4一端接地，另一端连接第二十三电阻r23与第二十四电阻r24连接的一端。

本实施例中，u1a、u1b、u1c、u1d可以是一个模拟运算放大器tl084芯片，2a、u2b、u2c可以是另一个模拟运算放大器tl084芯片，u3可以是高电压大电流运算放大器opa551芯片。

本发明的电源模块6中的电压转换模块61是dc-dc线性稳压电源转换模块，主要使用lt3502a和lt8570等电源转换模块实现+18v、-18v和+8v三种不同的电源输入，并配合lm7815、lm7915和lm7805等稳压模块进行稳压，具有高效的dc-dc转换，通过多级闭环控制电路实现高精度、多量程和高稳定性的电流或电压输出，使输出电压达到应用要求。本发明的电压转换模块61主要包括24v转±15v电源转换电路和24v转+5v电源转换电路。下面结合附图6和附图7对两种电源转换电路进行详细的描述。

所述24v转±15v电源转换电路如图6所示，包括24v转+18v电源转换模块、24v转-18v电源转换模块以及第一稳压模块三个模块，其中24v转+18v电源转换模块包括第一dc-dc转换芯片u1、第二十一至第二十四电容c21-c24、第五至第六电容c5-c6、第一二极管至第四二极管d1-d4、第四十一电阻至第四十三电阻r41-r43以及第一电感，这里u1采用lt3502a，u1的1脚连接第一电感l1的一端，并通过第二十三电容c23连接u1的2脚，通过第一二极管d1连接u1的4脚；u1的5脚和8脚接地，并且通过第二十二电容c2连接u1的6脚，u1的6脚通过第四十一电阻r41连接u1的10脚，u1的10脚还连接24v电源vcc并且经过第二十一电容c21接地以滤波，u1的2脚还依次反向连接第二二极管d2、正向连接第三二极管d3以及第四二极管d4，第二二极管d2的阳极和第三二极管d3的阳极还通过第二十四电容c24连接至第三二极管d3的阴极，第四二极管d4的阳极还连接所述第一电感l1的另一端，并通过第六电容c6接地，u1的脚7通过第五电容c5和第四十二电阻r42的并联电路连接所述第一电感l1的另一端，同时通过第四十三电阻r43接地，第四二极管d4的阴极输出+18v电压信号,以输出至第一稳压模块。24v转-18v电源转换模块包括第二dc-dc转换芯片u5、第四十四电阻至第四十七电阻r44-r47、第十一电容至第十六电容c11-c16、第五至第六二极管d5-d6以及第二至第三电感l2-l3，这里u5采用lt8570，u5的1脚通过第四十五电阻r45连接第三电感l3的一端和第六二极管d6的阴极，u5的2脚通过第四十六电阻r46通过第十四电容c14和第十五电容c15接地，u5的3脚通过第四十四电阻r44与5脚相连，同时通过第二电感l2和4脚相连，u5的6脚通过第四十七电阻r47接地，u5的7脚通过第十三电容c13接地，u3的8脚和9脚均接地，u5的3脚与第四十四电阻r44的连接端还通过第十一电容c11接地，u5的4脚还通过第十二电容c12连接所述第三电感l3的另一端以及第五二极管d5的阳极，第五二极管d5的阴极接地，第六二极管d6的阴极还通过第十六电容c16接地，第六二极管d6的阳极输出-18v电压信号至所述第一稳压模块。第一稳压模块包括第一稳压芯片u2、第二稳压芯片u4、第七至第十电容c7-c10以及第十七至第二十电容c17-c20，第一稳压芯片u2采用lm7815，u2的1脚连接第四二极管d4的阴极，并通过第七电容c7接地，u2的2脚接地，u2的3脚分别通过第八电容c8、第九电容c9以及第十电容c10接地(即c8、c9以及c10并联接在u2的3脚和地之间),u2的3脚作为第二稳压模块的第一个输出端，可输出稳定的+15v电压；第二稳压芯片u4可采用lm7915，u4的1脚与u2的2脚相连以接地，u4的2脚与第六二极管d6的阳极相连，同时通过第十七电容c17与第七电容c7相连以接地，u4的3脚分别通过第十八电容c18、c第十九电容19、第二十电容c20接地(即c18、c19以及c20并联接在u4的3脚和地之间)，通过u4的3脚作为第一稳压模块的第二个输出端，可输出稳定的-15v电压。

24v转+5v电源转换电路如图7所示，包括24v转+8v电源转换模块以及第二稳压模块两个模块，其中24v转+8v电源转换模块包括第三dc-dc转换芯片u6、第三十一至第三十四电容c31-c34、第五十一电阻至第五十三电阻r51-r53、第七至第八二极管d7-d8以及第四电感l4，u6可以采用lt3502a，u6的1脚通过电感l4连接第八二极管d8的阳极，u6的2脚通过第三十三电容c33连接第四电感l4与第八二极管d8的连接端，u6的3脚和9脚悬空，，u6的4脚通过第七二极管d7连接所述第四电感l4与第八二极管d8的连接端，u6的5脚接地，u6的6脚通过第五十一电阻r51接u6的10脚，同时通过第三十二电容c32接地，u6的7脚通过第五十二电阻r52接地，同时通过第五十三电阻r53连接所述第四电感l4与第八二极管d8的连接端，第五十三电阻r53与第八二极管d8的连接端还通过第三十四电容c34接地，u6的8脚连接所述第四电感l4与第八二极管d8的连接端，u6的10脚连接24v电源vcc，并经过第三十一电容c31接地以滤波，第八二极管d8的阴极为24v转+8v电源转换模块的输出端，输出+8v电压至第二稳压模块。第二稳压模块包括第三稳压芯片u7以及第三十五至第三十八电容c35-c38，u7可以采用lm7805，u7的1脚与第八二极管d8的阴极相连，并通过第三十五电容c5接地，u7的2脚接地，u7的3脚分别通过第三十六电容c36、第三十七电容c37、第三十八电容c38接地，u7的3脚为第二稳压模块的输出端，可输出稳定的+5v电压。

下面结合图8和图9对本发明的工作状态指示模块4的大电流指示电路44和电池电压指示电路45的具体电路进行详细的介绍。

大电流指示电路的电路图如图8所示，包括第一电压比较模块和第一显示模块，第一电压比较模块主要包括第一模拟放大芯片u11、第六十一至第六十五电阻r61-r65、第十一至第十二二极管d11-d12以及第四十一电容c41，u11可以采用tlo84，u11的正向输入端通过第六十五电阻r65接地，u11的反向输入端分别连接第六十三电阻r63的一端和第六十四电阻r64的一端，第六十三电阻r63的另一端接第六十一电阻r61的一端和第六十二电阻r62的一端，第六十一电阻r61的另一端接第一稳压模块的第一个输出端+15v(即u2的3脚)，第六十二电阻r62的另一端接地，第六十四电阻r64的另一端接阀芯指示模块2的ia测试插孔，u11的输出端通过第四十一电容c41连接u11的反向输入端与r64的连接节点，u11的输出端还依次经第十二二极管d12的阴极、第十二二极管d12的阳极、第十一二极管d11的阳极、第十一二极管d11的阴极连接u11的反向输入端与r63的连接节点，第十一二极管d11的阴极还连接u11的反向输入端与r64的连接节点。第一显示模块包括第六十六电阻r66以及第一led指示灯d13，当电路中电流超过250ma时，第一led指示灯d13亮起(例如为黄灯)提醒。

电池电压指示电路如图9所示，包括第二电压比较模块和第二显示模块，第二电压比较模块主要包括第二模拟放大芯片u21、第一七十一至第七十七电阻r71-r77、第二十一至第二十二二极管d21-d22以及第五十一电容c51，u21可以采用tlo84，u21的正向输入端通过第七十七电阻r77接地，u21的反向输入端分别连接第七十三电阻r73的一端和第七十六电阻r76的一端，第七十三电阻r73的另一端接第七十一电阻r71的一端和第七十二电阻r72的一端，第七十一电阻r71的另一端接+24v电源(即vcc)，第七十二电阻r72的另一端接地，第七十六电阻r76的另一端接第七十四电阻r74的一端和第七十五电阻r75的一端，第七十四电阻r74的另一端接+24v电源(即vcc)，第七十五电阻r75的另一端接地，u21的输出端通过第五十一电容c51连接u21的反向输入端与r76的连接节点，u21的输出端还依次经第二十二二极管d22的阴极、第二十二二极管d22的阳极、第二十一二极管d21的阳极、第二十一二极管d21的阴极连接u21的反向输入端与r73的连接节点，第二十一二极管d21的阴极还连接u21的反向输入端与r76的连接节点。第二显示模块包括第七十八电阻r78以及第二led指示灯d23，所述第七十八电阻r78的一端连接u21的输出端，所述第七十八电阻r78的另一端与第二led指示灯d23的一端连接，第二led指示灯d23的另一端接地，本发明中，理论设计的电池低电压警示值是21.7v，在实际工作时电池低电压约在21.58v时警示，电池约在19.5v时耗完电，经实验证明在该21.58v电压警示值以上工作安全可靠，这里d23采用r/g双色二极管，电池正常工作时显示绿色，电池低电压时显示红色。

优选的，阀芯指示模块2、信号指示模块3、工作状态指示模块4、信号切换模块5、电源模块6、恒流源模块8、信号处理模块9以及信号输入输出模块10的所有电路可以集成在一块电路板上，电路板与手持式外壳7无缝连接，以提高集成度。

本发明的手持式便携伺服阀测试仪，重量轻，体积小，方便携带，使用简单，操作便捷，可实现自由i/v切换，调试和维护简单，具有较强的通用性，出厂时可以内置详细使用说明书以及充电器、测试所需的插针和引线等配件；本发明的手持式便携伺服阀测试仪，呈手持式，可单手抓握，有较好的人机交互效果；进一步的，本发明可以使用可充电锂电池，能够实时为24v或±15vdc供电的不同型号液压伺服阀或电反馈伺服阀供电进行在线测试，对于无需供电的线圈式伺服阀可通过插针引线直接给线圈指令；本发明的测试仪可输出-10v～+10v、4ma～20ma、-10ma～+10ma、-50ma～+50ma四种不同的指令信号，并且能在液晶屏上直观显示，对伺服阀、比例阀以及普通换向阀均能控制，同时可采集电反馈伺服阀的阀芯位置反馈信号，结合大量工程实践以及现场判断故障的经验，本发明的测试仪适用的范围较为广泛，可对目前市场上90％以上的模拟信号控制的伺服阀、伺服比例阀以及普通换向阀进行故障判断和性能测试，例如，以moogg761型伺服阀为代表的喷嘴挡板式伺服阀，609所的ff系列伺服阀，704所射流管式csdy系列伺服阀，以moog公司的d633、d634、d661、d765等为代表的电反馈式伺服阀，atos的比例伺服阀，力士乐的比例伺服阀等等。

在实际检测工作中，本发明的测试仪可以对连接的被测伺服阀进行在线检测，在保证被测伺服阀有油压的状态下，通过改变被测伺服阀指令信号来判断被测伺服阀是否工作正常。其中，一般的线圈式伺服阀，在线检测时，通过测试仪给正反指令信号，负载包括液压缸、液压马达)动作能随之反映(油缸能伸缩，油马达能正反转)，可以通过负载的动作来判断阀的好坏，而电反馈式伺服阀除了通过负载的动作判断外，还有需要借助阀芯指示模块的f测试插孔或者伺服阀连接器的f检测口(4～20ma的阀芯位置反馈信号值的变化)来反映被测伺服阀的正常与否，值得注意的是，ddv伺服阀电反馈伺服阀中的一个特例，不需要借助阀芯指示模块的f测试插孔或者伺服阀连接器的f检测口，因为此类伺服阀的阀芯驱动可以不需要液压，直接由马达驱动。应用本发明的测试仪的测试方法，包括以下步骤：

首先，根据被测伺服阀的类型，选择通过伺服阀连接器1或阀芯指示模块2来将所述被测伺服阀与测试仪连接，例如图5中b部分所示，将测试仪通过作为伺服阀连接器1的七芯航空插头连接到被测伺服阀；

然后，将信号切换模块5的波段开关51调至所需信号范围，如±10ma指令信号档；

接着，打开工作状态指示模块4上的测试仪开关41，调节信号切换模块5的电位器52选择合适的信号参数，查看被测伺服阀和测试仪相应的位置后，即可进行测试，其中，一般的线圈式伺服阀需通过测试仪给正反指令信号；

在测试中，使用者需根据信号指示模块3显示的数值、信号切换模块5的电位器53调节的信号参数以及阀芯指示模块2的f测试插孔的反馈信号进行判断，再根据被测伺服阀的负载动作能否随之反映(例如油缸能否伸缩、油马达能否正反转)进行分析，从而总结出被测伺服阀的性能以及出现何种故障。其中，被测伺服阀的性能测试包括静态性能测试(例如空载特性、压力增益特性、负载特性)和动态性能测试(例如幅频特性、相频特性)。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，在不脱离发明构思的提前下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。