一种小型化的通用传动试验测试系统的制作方法

本发明属于动力设备测试系统装置领域，具体为一种小型化的通用传动试验测试系统。

背景技术：

当前市面研发的大功率车用变速箱项目尚未建设专用的试验装置，样机装配后需模拟试运行，性能、功能测试难以获得相应运行数据，对设计指标的达成验证、研制过程的问题排查、产品设计的改进优化缺少必须的试验技术支撑。

作为一些机械行业的传动产品核心骨干企业，经常有传动科研项目需进行产品试验，研发初期暂不具备建造专用试验台架的外部条件，为确保这些科研项目在现有条件下能顺利推进，高效完成传动、液压、电控等设计验证，必须开发一套具备基本功能且便于扩展的试验测试系统，以有效验证相关性能特性和技术参数并有助开展下一步的设计改进工作。

鉴于上述情况，我们立足自身实践经验，自主开发出一套可通用配置的多功能试验测试系统，特别有助于相关科研项目的顺利开展，也可为总体试验能力起到有效的补充作用。

技术实现要素：

本发明的目的是针对以上问题，提供一种小型化的通用传动试验测试系统，它能适应多种传动产品负载、空载等不同试验条件；还可通过配置数据通道等多种方式进行应用范围拓展；该系统搭配相应试验台架的动力设备及基础设施能基本实现专用产品试验台的功能。

为实现以上目的，本发明采用的技术方案是：一种小型化的通用传动试验测试系统，场通道接驳盒、传感器及其电缆和接插件；所述传感器包括设置在传动设备上的压力传感器、温度传感器、流量传感器和转速扭矩传感器；所述传感器通过传感器电缆连接有现场通道接驳盒；所述现场通道接驳盒连接有信号采集盒；所述信号采集盒上连接有扭矩仪表，并通过多芯信号传输电缆连接有采集卡；所述采集卡设置在工控机上，且工控机上设置有用于处理测试数据的试验程序。

进一步的，所述信号采集盒包括设置在外部的专用通讯电缆插口、扭矩转速信号转换和接插件；所述专用通讯电缆插口与采集卡相连，所述扭矩转速信号转换与扭矩仪表相连；所述信号采集盒内设置有直流电源和端子板。

进一步的，所述工控机内采集卡选用pci接口；所述传感器选用4~20ma标准信号；所述端子板采用高精度取样电阻转换为1~5v标准信号。

进一步的，所述现场通道接驳盒包括转速扭矩通道和传感器通道；所述现场通道接驳盒包括32路模拟通道，且前6路专用于转速、扭矩测量。

进一步的，所述现场通道接驳盒分别设置有13路压力传感通道、3路流量传感通道、2路温度传感通道和4路转速/扭矩通道传感通道，且余下10路作为备用通道隐藏。

本发明的有益效果：

1、本发明为一整套多功能测试装置本体及相关程序集成。通过搭配动力输入设备及相应基础结构即可替代专用试验台完成中等规模的传动(动力)装置的性能参数测试项目，如完成传动装置试验台的全部测试功能；且易于拆解、便于组合，可通过配置数据通道等多种方式进行应用范围拓展，节约了大量科研过程专用试验台的建设费用，也可为相关产品的研发进度、效率、成本的改善提供强力支持。

2、本发明选用测试行业稳定成熟的元器件，采集卡驱动及底层程序采用原厂的配套程序，测试程序使用行业主流的labview工具软件编写，测试功能强大、运行稳定、交互性好；操作起来稳定可靠且高效。

3、本发明可按产品研发人员对被试件性能特性和试验的具体要求编制通道表，软件开发人员根据商定的通道表编写（改写）试验程序，逐个通道对应接入后进行软硬件配合调试，待其技术状态完善后再将软件编译打包确保试验测试版本固化，避免因试验人员更改配置影响数据的一致性。以上测试流程分段确认实施，由产品研发人员、试验系统设计人员、试验操作人员沟通协商，确保试验程序好用、直观、稳定。

4、本系统配置方案具有通过改写软件和重新配置通道等方式适应不同传动科研试验的测试需求的功能；不同传感器接插件可经线缆转为统一规格的插头，按通道序号快速接入现场通道接驳盒；还可根据需要交换通道、替代使用进行调试，故障排查和仪器维护简单快捷，操作简便且拓展性强。

附图说明

图1为本发明系统构造图。

图2为本发明中信号采集盒的结构示意图。

图3为本发明中现场通道接驳盒的结构示意图。

图4为本发明中信号采集盒盒现场通道接驳盒的电路连接关系示意图。

图5为本发明中试验程序的逻辑关系流程图。

图6-图11为本发明中试验程序的逻辑关系流程图。

图中：1、扭矩转速信号转换；2、专用通讯电缆插口；3、直流电源；4、端子板；5、接插件。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本发明的保护范围有任何的限制作用。

如图1-图5所示，本发明的具体结构为：一种小型化的通用传动试验测试系统，场通道接驳盒、传感器及其电缆和接插件；所述传感器包括设置在传动设备上的压力传感器、温度传感器、流量传感器和转速扭矩传感器；所述传感器通过传感器电缆连接有现场通道接驳盒；所述现场通道接驳盒连接有信号采集盒；所述信号采集盒上连接有扭矩仪表，并通过多芯信号传输电缆连接有采集卡；所述采集卡设置在工控机上，且工控机上设置有用于处理测试数据的试验程序。

优选的，所述信号采集盒包括设置在外部的专用通讯电缆插口2、扭矩转速信号转换1和接插件5；所述专用通讯电缆插口2与采集卡相连，所述扭矩转速信号转换1与扭矩仪表相连；所述信号采集盒内设置有直流电源3和端子板4。

优选的，所述工控机内采集卡选用pci接口；所述传感器选用4~20ma标准信号；所述端子板采用高精度取样电阻转换为1~5v标准信号。

优选的，所述现场通道接驳盒包括转速扭矩通道和传感器通道；所述现场通道接驳盒包括32路模拟通道，且前6路专用于转速、扭矩测量。

优选的，所述现场通道接驳盒分别设置有13路压力传感通道、3路流量传感通道、2路温度传感通道和4路转速/扭矩通道传感通道，且余下10路作为备用通道隐藏。

优选的，信号采集盒的设计需与产品设计人员按试验要求编制通道表，按各元器件尺寸通过三维设计仿真确定结构布局，选定采集盒体规格协调厂家开孔、刻字定制；在测试装置未完成的过程中可根据通道表用labview工具软件开发试验程序并通过临时简易接线进行调试；各组件到位后装配、接线完善软硬件联调联试后优化改进，确定程序最终版本进行编译固化。

系统工作时：试验间信号采集盒与被试件工作现场信号通道接驳盒采用多芯屏蔽电缆可靠连接，通道接驳盒与被试件各测点传感器间通过细软耐油的电缆快插连接；转速、扭矩传感器等输出脉冲信号通过多芯电缆传至试验间二次仪表并转换为标准传感器信号后，与其它通道信号同时经专用电缆传输至工控机内的采集卡；测试软件对采集到的全部信号后进行转换，还原为压力、温度、流量等实测值在专用测试台的试验界面实时显示；该系统还同时实现挡位逻辑判定、超温报警、功率效率速比计算、各参量实时波形显示等附加测试功能。

测试程序工作时，在labview软件术语中，虚拟仪器软件界面相当于实际仪器的显示面板，称之为“前面板”，相应软件的信号传输、转换计算、通道隔离滤波等等功能都相当于实际仪表内部的接线及电路，称之为“后面板”。软件编译固化后脱离labview环境运行，只显示前面板且仅仅保留需要人机交互的环节，后面板及部分前面板内容、位置等均不可编辑，这样可以最大限度的确保试验软件的现场运行始终一致

如图6所示，程序测试功能启停、数据采集写入、曲线波形截取等主要功能的控制通过一系列的布尔控件和逻辑循环实现。

如图7所示，采集卡采用32路模拟（电压）通道配置，直接调用厂家配套的子程序接收输入信号并逐通道读取数据后取均值，按预设通道在前面板显示参量值待写入数据文本。

如图8所示，最终数据文件特性及表头配置、原始参量/间接参量换算后逐行写入并在指定路径和文件夹下生成与数组对应的txt文件（默认excel打开）。

如图9所示，这一“虚拟示波器”功能为，按指定时间轴栅格密度及色序实时显示选定参量的波形，点击操作“曲线”控件时生成波形文件至指定路径，参量可单选也可用“ctrl”多选，其色序按通道号排序。

如图10所示，试验过程中，为了数据和被试件的工作特性的稳定，需控制油温。为了在试验界面上更显眼，通过软件配置了随温度变色的指示灯，低于90℃显黄色，90~100℃显绿色，高于100℃显红色以提醒试验人员开启散热设备。

如图11所示，传动装置一般用不同的离合器逻辑通断组合实现挡位，在试验测试过程中，某路油压达到临界值以上则视为该离合器为“1”，用特定离合器通断组合定义显示界面中的相应挡位指示灯，停机状态或补满足任何挡逻辑校验条件时显示为空挡。数据采集时挡位工况作为间接测试参量“grd”被写入数据文件首列。在本例的at450试验中，pc1/pc2fenbiefenbie对应奇数/偶数挡;pcl/pcm/pch分别对应低/中/高三段挡位，pcr对应倒挡，pcv通断则对应机械/液力工况。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，由于文字表达的有限性，而客观上存在无限的具体结构，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进、润饰或变化，也可以将上述技术特征以适当的方式进行组合；这些改进润饰、变化或组合，或未经改进将发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均应视为本发明的保护范围。