CN102538875B - 执行器综合测试仪 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种执行器综合测试仪，其包括有壳体，该壳体内设有扭矩测量模块、电流采集模块、电压采集模块、计算机、执行器控制模块，该扭矩测量模块与该计算机连接，该扭矩测量模块的输入端连接有用于提供所需负载的负载加载模块，该扭矩测量模块的输出端由负载轴与执行器直接连接，该扭矩测量模块的负载轴上固定有角度测量模块，该角度测量模块与该负载轴及执行器同步转动，该电流采集模块与执行器控制模块和计算机连接，该电压采集模块与执行器控制模块和计算机连接。本发明将电流测量、角度测量、转速测量、反馈电压测量、线性度测量等测量功能整合在一起，通过计算机自动采集计算数据，进一步做出判定，达到快速准确优化测量过程的目的。

Description

执行器综合测试仪

技术领域

 本发明属于一种执行器综合检测系统，特别是指一种集电流测量、角度测量、转速测量、反馈电压测量、线性度测量、负载加载等功能于一体的基于计算机的自动的执行器综合测试仪。

背景技术

执行器类产品的检验测量，通常包括在一定负载下的电流测量、角度测量、转速测量、反馈电压测量、线性度测量等，目前现有的工艺一般都是分成数个工位单独检测来判定合格与否，效率不高而且判定的过程受到主观因素影响。具体的各个步骤的检测方式如下：

目前执行器电流的测量，通常采用串连电流表读数的方式，将电流表用串连的方式安装在电流检测设备上，测量时通过人工读取电流表上的数据来判定。由于电流表数据是连续跳动的，在测试过程中，测试人员必须一直看着表面，稍有懈怠可能就会错过一些关键值。

目前执行器角度的测量，大多采用刻度盘带指针的测试工具，在过程中由执行器带动指针转动，然后目测刻度盘读出数据。过程中影响数据准确性的关键在于执行器与指针之间的配合以及指针与刻度盘的间隙误差以及读数误差。

目前执行器的转速测量，比较传统的是用计时器记录执行器转动一定角度的时间，然后折算成速度，由于其过程时间较短一般只有几秒钟，使用计时器按开始和结束所带来的误差影响较大；现有的执行器转速测量还有一种较为先进的方式，用两个光电门安放在指针转动经过的范围内，当指针转动是穿过两个光电门之间需要的时间可以通过仪表记录下来，然后换算成执行器的转速，这种方式的精确度比较可靠。

目前执行器的反馈电压的测量方式与电流的测量方式类似，采用并联电压表的方式，将电压表用并联的方式安装在反馈电压检测设备上，测量时通过人工读取电压表上的数据来判定。同样的，由于电压表数据是连续跳动的，在测试过程中，测试人员必须一直看着表面，稍有懈怠可能就会错过一些关键值。

目前执行器的线性度测量有些是采用取点计算的方式，通过上述方法取点得到数个角度和反馈电压的值，再通过计算得出线性度，这种方式取点速度较慢，而且为了保证线性度的准确性，当取点数量增大时工作量更大，从而导致效率低下；有部分公司选用了电位器的线性度自动测量系统，可以将反馈电压和运转时间的数据直接采集通过计算机来计算线性度，由于电位器的线性度自动测量系统是专为电位器设计生产的，在测量过程中由步进电机带动电位器转动，通过采取时间和相对应的反馈电压的数据，由计算机计算出线性度，但是当这套设备使用在执行器的线性度测量时有一个弊端：步进电机在设定下可以保证是匀速运动，但是现有的执行器一般是采用的直流电机，其速度会受到电压以及负载的影响，尤其在启动和结束的瞬间速度变化较大，所以使用时间和对应的反馈电压来计算不能保证其绝对的准确性。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种将电流测量、角度测量、转速测量、反馈电压测量、线性度测量等测量功能全部整合在一起的执行器综合测试仪。

为达到上述目的，本发明提供一种执行器综合测试仪，其包括有壳体，该壳体内设有扭矩测量模块、电流采集模块、电压采集模块、计算机、执行器控制模块，该扭矩测量模块与该计算机连接，该扭矩测量模块的输入端连接有用于提供所需负载的负载加载模块，该扭矩测量模块的输出端由一根负载轴与执行器直接连接，位于壳体内部的该扭矩测量模块的负载轴上固定有角度测量模块，该角度测量模块与该负载轴及执行器同步转动，该电流采集模块与执行器控制模块和计算机连接，该电压采集模块与执行器控制模块和计算机连接。

所述壳体外部的正面设有对应所述执行器控制模块的按键。

所述壳体上设有用于安放执行器的执行器固定轴。

所述电流采集模块的输入端与所述执行器控制模块连接，所述电流采集模块的输出端与所述计算机连接。

所述电压采集模块的输入端与所述执行器控制模块连接，所述电压采集模块的输出端与所述计算机连接。

本发明执行器综合测试仪将电流测量、角度测量、转速测量、反馈电压测量、线性度测量等测量功能全部整合在一起，并且通过计算机自动采集计算数据，进一步做出判定，达到快速准确优化测量过程的目的。

附图说明

图1为本发明执行器综合测试仪的正面示意图；

图2为本发明执行器综合测试仪的背面平面示意图；

图3为本发明执行器综合测试仪的背面内部结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。

如图1至图3所示，该执行器综合测试仪包括有壳体1，该壳体1内设有扭矩测量模块2、电流采集模块6、电压采集模块7、、计算机8、执行器控制模块5，该壳体1外部的正面设有对应执行器控制模块5的按键50，该壳体1上设有执行器固定轴9。测试时，将执行器安放在执行器固定轴9上，操作壳体1上的执行器控制模块按键50进行控制，执行器运动时带动扭矩测量模块2的负载轴20进行转动，测量的数据及计算结果由计算机8的显示器80直接通过软件显示出来，扭矩测量模块2与计算机8连接。

具体的，如图3所示，执行器综合测试仪内安装有负载加载模块4，该负载加载模块4连接该扭矩测量模块2的输入端，扭矩测量模块2的输出端由一根负载轴20与执行器直接连接。当执行器控制模块5驱动执行器运动时，由负载加载模块4提供为执行器正常工作所需的恒定负载，负载的值由扭矩测量模块2输入到计算机8显示出来，根据显示的结果对负载加载模块4进行调整以达到预期的负载大小。角度测量模块3固定在扭矩测量模块2的负载轴20上并与该负载轴20及执行器同步转动，然后将转动的角度数据传输到计算机8，从而可以同步的检测执行器的转动角度。

本发明的电流采集模块6的输入端与执行器控制模块5连接，输出端与计算机8连接，电压采集模块7输入端与执行器控制模块5连接，输出端与计算机8连接，可以将电流值和反馈电压值接由计算机8通过软件显示出来。

本发明的转速测量可以通过角度数据直接计算出来，由角度测量模块3采集的角度信号可以达到1000次/秒，由通过截取执行器运动开始和结束时的时间和角度数据，由计算机8直接可以得出转速结果，相对于传统的测量方式更为精确和方便。

本发明的线性度测量可以通过角度数据和反馈电压计算出来，由角度测量模块3和电压采集模块7采集的信号可以均达到1000次/秒，由通过截取执行器运动过程中各电的反馈和角度数据，由计算机8直接可以得出线性度结果，相对于传统的测量方式更为精确和方便，而且由于是通过角度和反馈电压的关系进行计算，完全不受执行器运动开始和结束阶段等情况下速度不均匀的影响，进一步保证了数据的科学性和可靠性。

本发明中的所述电流采集模块6采用基于USB总线的带隔离的24位微弱信号采集卡。其信号端与通信端有全面隔离，从而允许接入特殊的高共模电流信号。板卡有4路信号输入通道，采样噪声峰峰值仅为2微安，真正实现了百万分之一的超高分辨率。所述电流采集模块6内置有32倍和64倍两档可编程的增益放大器，在不经过外部放大的情况下可以直接测量mA级的微弱信号。所述电流采集模块6采用 USB2.0全速总线接口，可工作在计算机系统中，通过VB编程语言编写应用程序，在软件界面直接显示电流值。

所述角度测量模块3采用电容微型摆锤原理。利用地球重力原理，当倾角单元倾斜时，地球重力在相应的摆锤上会产生重力的分量，相应的电容量会变化，通过对电容量处量放大，滤波，转换之后得出倾角。所述角度测量模块信号通过软件直接输入到计算机显示，不需要物理刻度盘和指针，避免了传统方式角度测量的弊端。

所述电压采集模块7为一款基于USB总线的信号采集器，能够采集±5V之间的单端电压信号，并将采集到的数据传送到计算机进行处理、显示和记录。

所述负载加载模块4根据电磁原理，利用磁粉传递转矩，具有激磁电流和传递转矩基本成线性关系，在同滑差无关的情况下能够传递一定的转矩，响应速度快、结构简单。

所述扭矩测量模块2采用应变片电测技术，在弹性轴上组成应变桥，向应变桥提供电源即可测得该弹性轴受扭的电信号。将该应变信号放大后，经过压/频转换，变成与扭应变成正比的频率信号。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种执行器综合测试仪，其特征在于，其包括有壳体，该壳体内设有扭矩测量模块、电流采集模块、电压采集模块、计算机、执行器控制模块，该扭矩测量模块与该计算机连接，该扭矩测量模块的输入端连接有用于提供所需负载的负载加载模块，该扭矩测量模块的输出端由一根负载轴与执行器直接连接，位于壳体内部的该扭矩测量模块的负载轴上固定有角度测量模块，该角度测量模块与该负载轴及执行器同步转动，该电流采集模块与执行器控制模块和计算机连接，该电压采集模块与执行器控制模块和计算机连接，该电压采集模块为基于USB总线的信号采集器，采集±5V之间的单端电压信号，并将采集到的数据传送到计算机进行处理；电压采集模块的输入端与所述执行器控制模块连接，所述电压采集模块的输出端与所述计算机连接，根据角度与电压采集模块的反馈电压得出执行器的线性度结果。

2.如权利要求1所述的执行器综合测试仪，其特征在于，所述壳体外部的正面设有对应所述执行器控制模块的按键。

3.如权利要求1所述的执行器综合测试仪，其特征在于，所述壳体上设有用于安放执行器的执行器固定轴。

4.如权利要求1所述的执行器综合测试仪，其特征在于，所述电流采集模块的输入端与所述执行器控制模块连接，所述电流采集模块的输出端与所述计算机连接。