基于LabVIEW平臺車載電磁閥自動測試系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)

4 軟件設計
測試軟件采用LabVIEW8.6編寫，為提高測試系統(tǒng)的靈 活性和通用性，程序采用模塊化的設計模式，將測試系統(tǒng)按 功能

劃分為數(shù)個模塊：初始化模塊、測試選擇模塊、數(shù)據(jù)處 理模塊、后期處理模塊。其中初始化模塊主要完成系統(tǒng)測控 板

卡參數(shù)配置；測試選擇模塊主要完成流量閥和壓力閥靜態(tài) 測試、動態(tài)測試和閉環(huán)測試，為每一種測試設計一個子界 面

，方便用戶在前面板進行選擇；數(shù)據(jù)處理模塊主要完成信 號發(fā)生器，數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)處理功能；后期處理模塊主要完

成測試數(shù)據(jù)的保存、打印和報表輸出功能。圖6是系統(tǒng)軟件 結構框圖。
計算機測試系統(tǒng)利用LabVIEW強大的信號分析處理功
能，通過測試板卡的D/A接口，編程實現(xiàn)虛擬信號發(fā)生器， 輸出波形可選、頻率、相位、幅值可調的連續(xù)波形；通過測

試板卡的A/D接口，采集電磁閥測試過程中的線圈電流、流 量和壓力等特性信號，進行數(shù)字濾波、曲線擬合、特性曲線

繪制、參數(shù)計算，實現(xiàn)其特性分析。
本測試系統(tǒng)中，測試軟件編程主要包括激勵信號的產(chǎn)

圖9  曲線擬合程序框圖 圖10  流量閥和壓力閥的靜態(tài)測試曲線圖
生、實驗數(shù)據(jù)的采集、數(shù)據(jù)的分析及處理、繪圖輸出、數(shù)字 濾波、曲線擬合等幾部分功能組成。下面介紹系統(tǒng)中包含

的 幾種關鍵軟件的程序設計。
4.1  信號的采集
在電液電磁閥靜態(tài)試驗中，要對電磁閥的電流，壓力 和流量等參數(shù)進行采集，因此數(shù)據(jù)采集是測試軟件編程的重 要部

分。本系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集主要是對模擬信號的采集，圖7 是信號采集程序框圖。
4.2  數(shù)字濾波
測試系統(tǒng)中數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)所工作的現(xiàn)場，有很多干擾 信號，有時幅度很大，這些干擾信號影響到到測量精度和測 量的

可靠性，必須將它濾除。大部分數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)會不同程 度受到電源線等50Hz的噪聲干擾，大多數(shù)信號調理設備都 包含

低通濾波器，能最大限度地消除50Hz或60Hz的噪聲。
設h(n)，n=0，1，2，?是濾波器的沖擊響應。一個線
性時不變?yōu)V波器若對n N(N為正整數(shù))，有h(n)=0，則稱其 為有限沖擊響應濾波器（ FIR） ， 否則稱之為無限沖擊濾

波器(ⅡR)。有限沖擊響應濾波器總是穩(wěn)定的，設計方法較 多，但是效率不高，定義困難。ⅡR濾波器的設計源于傳統(tǒng)

的模擬濾波器設計，可以通過對低通模擬濾波器進行模擬 頻率變換得到ⅡR濾波器。通常ⅡR濾波器有巴特沃斯濾波 器

、切比雪夫濾波器、橢圓濾波器、貝塞爾濾波器等。
巴特沃斯濾波器的優(yōu)點是具有平滑的單調遞減的頻率 響應，在通帶中是理想的單位響應，在阻帶中響應為零，在 截斷

頻率處有3 dB衰減，高階巴特沃斯濾波器的頻率響應近
似于理想低通濾波器。本系統(tǒng)中采用的是巴特沃斯低通濾波器，圖8是巴特沃斯低通濾波器程序框圖。
4.3  曲線擬合
電磁閥的很多測試項目需要計算特性參 數(shù)，由于實際誤差的存在，計算機采集的數(shù) 據(jù)往往不是理論函數(shù)的表達，這就

需要將測 試的數(shù)據(jù)進行數(shù)值處理，使得繪制曲線以吻 合平滑曲線，從而準確求取特性參數(shù)。以電 磁閥零偏參數(shù)的計

算方法為例，首先介紹名 義流量曲線的概念，名義流量曲線是流量回 線的中點軌跡。零偏是名義流量曲線與零流 量

軸線交點的電流值。本系統(tǒng)中零偏的程序 實現(xiàn)是：首先對計算機采集的流量數(shù)據(jù)和電 流數(shù)據(jù)進行分段插值，利用插值

函數(shù)求取名 義流量曲線，但是此時得取的只是名義流量曲線上一些離散 的數(shù)據(jù)點，并無法計算出此名義流量曲線與零

流量軸線交點 的電流值，利用LabVIEW曲線擬合程序中的基于最小絕對殘 差的直線擬合方法擬合出名義流量曲線，進

而求取此曲線與 零流量軸線交點的電流值，即零偏值。圖9是曲線擬合程序
框圖。

5 測試結果分析
圖10是某一型號汽車變速箱流量閥靜態(tài)測試和閉環(huán)測 試曲線圖，最后輸出的報表圖形將加入計算的參數(shù)值，并根 據(jù)預

先設定的范圍給出合格與否的判定結果。圖10中流量- 電流測試曲線中的虛線為預先設定的曲線界定范圍，可使用 戶

一目了然的對曲線做出整體判斷。從圖10中可以看到本文 設計的電磁閥自動測試系統(tǒng)，在測試精度，測量方式上都滿

足實際要求，并得到了良好的應用。

6 結論
本文所述的電磁閥自動測試平臺，采用模塊化設計的 方法對硬件和軟件進行設計，實現(xiàn)汽車變速箱用流量、壓力 電磁

閥的靜態(tài)特性測試，動態(tài)特性測試和閉環(huán)特性測試。模 塊化的軟硬件設計方式，根據(jù)不同的測試需求設計相應的軟 件

模塊和硬件模塊，方便日后系統(tǒng)的擴展，縮短研發(fā)周期， 對于同類型電磁閥測試系統(tǒng)的研制具有很好的借鑒價值。該

系統(tǒng)至今投入使用一年多，參與多套電磁閥的測試任務，收 到了良好的效果。