汽車橡膠襯套綜合試驗臺的研究
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1.系統硬件
系統硬件組成如圖3所示，其中可分為液壓測控系統和伺服電機測控系統兩部分。
圖3 計算機測控系統硬件組成
液壓測控系統主要由位移傳感器、載荷傳感器、信號放大器ADAM3016、818L數據采集卡、液壓伺服控制卡、高速模擬輸出卡PCI1721、開關量輸入輸出卡PCLD782/785和伺服閥等組成。
（2）伺服電機測控系統：
伺服電機測控系統主要由角位移傳感器、扭矩傳感器、信號放大器ADAM3016、818L數據采集卡、32位四軸步進/數字式伺服控制卡MPC-08、開關量輸入輸出卡PCLD782/785和伺服控制器等組成。
2.系統軟件
系統軟件主要包含以下幾個模塊：系統初始化模塊、傳感器標定及開關量檢測模塊、通道手動調試模塊、試驗測試模塊、數據庫查詢模塊和試驗報告輸出模塊。初始化模塊主要是加載板卡硬件驅動程序，設置板卡初始狀態、試驗參數初始值等。標定模塊主要完成傳感器信號及指令輸出信號的標定，采用多點插值法，有效地解決了信號非線性問題。手動調試模塊主要是對各試驗通道的初始位置或初始載荷進行調節，滿足試件不同初始安裝位置和載荷的需要。試驗測試模塊是整個測控系統的核心部分，它將用戶輸入的參數轉化為一系列控制指令，調用相應硬件的訪問模塊，驅動測試裝置及執行裝置完成相應試驗功能。試驗結束后，可以將試驗結果存儲到數據庫中，在數據庫管理模塊可以查詢各試驗記錄。考慮到運行速度、可擴展性及維護性，系統軟件采用VB6.0編寫。
（1）DMA高速信號采集
一般情況下，當采集頻率大于信號頻率100倍以上時采集信號不失真（即信號每波形至少100點）。由于動態剛度試驗加載波形頻率較高（20Hz），普通的軟件觸發采集方式根本無法滿足該頻率信號采集的要求。因此，該測控系統采用DMA采集方式，最高采集頻率可以達到40kHz，通過Timer控件定時從DMA緩沖區中讀取數據，既滿足了高速信號采集的要求，也保證了各采樣點時間的一致性。
（2）DMA高速波形輸出
當驅動液壓伺服閥的信號波形電壓點數較少時，液壓缸會出現爬行或運動不平滑現象。由于VB6.0環境下的最小定時周期為30ms左右，采用定時輸出時每秒最多也只有30多個點，對于1Hz頻率以上的信號時就已經嚴重失真。因此，該系統采用PCI-1721高速模擬輸出卡，它支持DMA高速輸出功能，最高輸出速率可達到10MHz，每波形輸出1000點時，完全能輸出100Hz波形信號，足以滿足試驗臺要求。該卡DMA輸出函數可以返回輸出波形的個數，利用此功能可以計算試驗所需的時間及剩余時間，進行200h的疲勞試驗考核時其時間誤差不大于5s。
（3）指令修正
由于傳感器輸出信號有溫漂，經過一定的使用次數后，其零點也會發生變化，此外傳感器供電電壓的波動、系統油壓的不同都會對測控系統測量和控制精度產生影響。為提高系統的控制精度，我們在軟件中對控制指令進行了修正。在動態剛度試驗時，試驗前首先按照設定波形和頻率進行一次預加載試驗，根據測量的試驗結果對指令進行調整，然后再按照調整后的指令進行正式試驗，消除了由于測量系統、控制系統和不同試件剛度差異等因素對控制精度的影響，大大提高了控制精度。在疲勞試驗中，根據傳感器反饋信號與試驗要求信號誤差對指令波形進行實時在線調整，使系統的控制精度小于0.5%。
結束語
系統軟件在WINDOWS 2000系統下基于VB6.0開發，人機交互界面友好，操作簡單。
傳感器信號采用多點線性標定后，系統測量精度可以保證在0.5%以上。軟件控制在采用指令修正后，控制精度大大提高，在使用100kN載荷傳感器載荷范圍在3kN以上時均能保證控制誤差在0.5%之內。
試驗臺的應用為橡膠元件國產化提供了必要的試驗數據。該試驗臺通用性好，能滿足多種橡膠彈性元件的性能測試，具有廣泛的市場前景。
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