齒輪泵數字化測試試驗臺設計

楊經勇　黃康軍

摘要：齒輪泵測試試驗臺是對齒輪泵產品的質量進行檢測的設備，通過齒輪泵測試試驗臺測得的數據判斷齒輪泵是否符合要求。本文介紹了齒輪泵測試試驗臺的組成及工作原理，根據國家標準及測試系統的規范，設計了一個齒輪泵數字化測試試驗臺，構建了齒輪泵測試試驗臺的液壓系統和控制系統，對齒輪泵測試試驗臺的油路和電路進行了設計，合理選擇系統所需的元器件，再通過單片機實現對齒輪泵測試試驗臺所測數據的顯示，檢驗齒輪泵是否合格。

關鍵詞：齒輪泵 數字化 測試試驗臺 傳感器

中圖分類號：TP391 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2016）09-0158-01

1 引言

齒輪泵是液壓傳動系統中應用普遍的動力元件，而現有的齒輪泵試驗臺，設備簡陋，通過手工操作方式進行試驗和記錄數據。這樣對試驗標準的準確掌握不夠，試驗的方法也缺乏了一致性，不僅操作人員的勞動強度大，而且測試出來的數據也不真實，效率低，測試效果非常差，達不到通過試驗來測試最終的控制和提高產品質量的目的。而隨著技術的不斷進步和發展，虛擬儀器的測試系統在各種液壓元件性能測試上使用非常廣泛，本文中的齒輪泵數字化測試試驗臺采用了計算機散集系統，對液壓測試試驗臺進行智能檢測、管理和控制。主要研究內容是：

（1）齒輪泵的性能測試方法；

（2）齒輪泵測試試驗臺的油路系統、電路系統和加載系統；

（3）液壓壓力、流量的測量方法和參數模數轉換；

（4）測試參數的數字化及顯示。

2 測試油路設計

齒輪泵測試試驗臺的油路系統設計如圖1所示。油路系統中，加載閥選擇了比例溢流閥13，因為比例溢流閥產生壓力沖擊時，會使測量壓力有了一定的誤差，因而在比例溢流閥的前端添加了節流閥12。在壓力傳感器4和10前都裝有截止閥3和10，在不需要測試壓力時可以關閉截止閥3和10延長壓力傳感器的壽命。在流量傳感器14附近也裝有截止閥14和17，通過選擇性地開關截止閥14和17也可以延長流量傳感器的壽命。本設計的測試系統中不使用加熱器，只選用了冷卻器將油溫控制在一定的范圍當中。

3 測試系統硬件設計

齒輪泵數字化測試試驗臺的總體硬件設計中，電機開啟轉動，帶動齒輪泵運轉，齒輪泵輸出的各種信號如壓力、流量、轉矩轉速等，通過各類測傳感器經過轉換電路，再傳送到A/D轉換接口芯片經過A/D轉換后輸入到單片機，在通過液晶顯示屏顯示出各個數據。

4 測試系統軟件設計

利用單片機及其接口的電路對齒輪泵在運行當中的各個參數和性能的指標進行測量及數據采集，系統的軟件將硬件所采集的數據通過數據采集的程序輸入單片機，單片機利用數據處理的程序對所得的數據加以轉換、計算及處理并通過顯示的程序在液晶顯示屏中顯示。

4.1 主程序流程

將程序燒錄在單片機STC12C5A60當中，通過單片機STC12C5A60來控制A/D轉換器對傳感器輸出的電壓模擬信號進行模數轉換，再處理模數轉換出來的數據并進行分析計算，最后通過驅動液晶顯示器LCM2004A來顯示出所整合的參數。其中還包括控制按鈕進行翻頁和排量參數的儲存。

4.2 顯示模塊的調試

顯示模塊選用液晶顯示屏LCM2004A，通過原理圖與單片機最小系統連接完成后，通電，通過連接管腳V0的電位器來調節液晶顯示屏的亮度，用單片機燒錄簡單的顯示程序，確認顯示屏的每個顯示位置都能顯示，顯示的數據與程序所要求的一致，如圖2所示。

5 結語

本設計針對齒輪泵的性能進行測試并對其測試數據進行數字化的顯示，設計了齒輪泵的油路系統，確定了油路系統中的加載方式并且選擇了整個測試系統的動力源，選擇傳感器，設計了傳感器的輸出轉換電路和濾波電路；以單片機為主機設計了A/D轉換模塊和液晶顯示模塊，采用了C語言Keil軟件編寫各個模塊的程序；為了實現各個模塊的功能，用proteus軟件對A/D轉換模塊和液晶顯示模塊進行了相應的仿真調試，并結合現實情況構建了A/D轉換模塊和液晶顯示模塊的硬件系統，保證達到相應的技術指標。

參考文獻

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