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    名称:北京航空航天电液伺服技术中心
              北京人龙电液伺服技术有限公司
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    电液伺服阀、比例阀测试台

      伺服阀测试台执行国家标准GB/T15623—1995中的C级精度来设计、制造、调试。

      一.对液压能源的要求:

      1.最高额定工作压力31.5MPa, 额定工作压力21MPa。

      2. 额定流量60-1000L/min。

      3.油液类型为航空液压油或其它类型液压油。

      4.粘度等级:50℃时运动粘度为17~43mm²/s。

      5.回油压力不得高于额定压力的3%。

      6.油液清洁度等级:ISO4406 13/10~17/14。

      7. 油源压力脉动小于额定压力的2.5%。

      二.选用液压元件的要求

      压力传感器采用航天部所属单位的产品。流量传感器采用中科院所属公司产品或西德福产品。 

      三.有关仪器

      考虑到伺服阀测试台的测试功能,必须添置如下设备:专用伺服放大器、压力传感器、变送器、流量传感器、X-Y记录仪等。

      (一)    专用伺服放大器

      该专用伺服放大器包括误差比较器、校正放大器、反相及增益控制、功率放大器、颤振信号源、电源。

      1.专用伺服放大器各部分原理

      ☆ 误差比较器

      误差比较信器为一反相输入的加法器。在加法器的反相输入端同时加有系统指令信号与反馈信号,在它的输出端得到系统指令值与实际值的误差信号。

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                         专用伺服放大器原理图

      为系统调试方便,在本级的指令输入端加有可调电位器,以便与计算机输出的模拟接口相接。 

      ☆ 校正放大器

      为调试方便,在放大器的前向通道加入一级增益为1的备用校正放大器,用户可以根据自己系统的需要,加接不同的有源校正环节。

      ☆ 反相及增益控制

      本级的作用在于使伺服阀通过的电流与输入指令的极性相一致;同时在本级的反馈回路上接有伺服放大器前向通道增益调节电位器,使本级增益在1-5.7之间连续可调,用于系统的闭环增益调节。

      ☆ 功率放大器

      功率放大器为电液伺服阀力矩马达线圈的功率电路,该级的作用是把经校正的误差信号转变为伺服阀线圈的电流信号。因此,它实际上是一个电压—电流变换器。由于伺服阀线圈置于放大器的闭环回路中,因此大大削弱了线圈电感引起的感抗的影响,从而使本级的增益在很宽的频率范围内保持恒定。

      另外,本级还具有良好的过电流保护电路,既可以保护伺服阀线圈不致因过大的电流而破坏,也可以保护由于伺服阀内部短路或对地短路造成的功率晶体管损坏。

      ☆ 颤振信号源

      颤振信号源为一双T网络的正弦波振荡器,其频率为200Hz左右,其作用是给伺服阀一个高于工作频率的扰动量,用以改善阀芯的静态及低频摩擦特性,减小伺服阀的滞环,改善伺服阀的控制性能。

      ☆ 电源

      该放大器采用交流供电,经变压器变压、整流、滤波、稳压后向控制部分提供+15V和-15V的运算放大器工作电源。本系统的调零电源取自经温度补偿型稳压管二次稳压后的±6V电源,以提高系统的温度稳定性。

      2.专用伺服放大器技术指标

      1) 前置放大器

      ◇ 增    益 :  K1=1

                    K2=2(可加校正网络)

                    K3=1-5.7

                    K4=1-10mA/V(调整R10阻值)

      ◇ 频    宽:   f >1KHz

      ◇ 零位噪声:     ﹤1mA(有效值)

      ◇ 输入电压:     Vp=±10V

      ◇ 输出电流:     Ip﹤100mA(调整功放级保护电阻)

      2) 扰动信号源:   f=200Hz   Vp=6V

      3) 电源

      输入电压:     220V 10% 50-60Hz

      ◇ 输出电压:     +15V,-15V,+6V,-6V

      ◇ 输出电流:     300mA   (±15V)

      ◇ 稳 定 度:     0.5%(220V +10%,-15%;0-300mA)

      ◇ 纹   波:     ﹤1mA   (有效值)

      3.微信号发生器

      要求频宽在0.01-2Hz之间可调,幅值小于0.5mV,并且要求背景噪音小于0.05mV。

      (二)动态应变仪参数

      1. 适应的桥路电阻:60Ω–1000Ω可使用,仪器按120Ω设计。

      2. 供桥电压:12V(±10%),频率约10KHz。

      3. 线性输出范围:

      电压:0——±5V(5KΩ或更大的负载) 线性允差为≤±0.5%

      电流:0——±50mA(120Ω负载)    线性允差为≤±0.5%    

          0——±20mA(16Ω负载)   

          0——±5mA(20Ω负载)   

          0——±2mA(50Ω负载)            

      4. 信噪比:≤40db。

      5.使用温度范围:0℃ ——+40℃。             

      (三)压力传感器参数

      1.     额定输出灵敏度≥1mV/V。

      2.     非线性误差小于额定压力输出的0.5%。

      3.     滞后误差小于额定压力输出的0.5%。

      4.     重复性误差小于额定压力输出的0.5%。

      5.     使用环境温度-10——+60℃。

      6.     温度对零点影响小于±0.05%℃。

      7.     温度对输出灵敏度影响小于±0.05%℃。

      8.     电桥初始不平衡在20℃时不大与额定压力输出的±0.5%。

      9.     桥路阻抗为350Ω。

      10. 允许过载能力为150%F·S

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                                                            测试台外形图


      四、测试参数

      伺服阀性能测试包括动态特性和静态特性测试两部分,其中静态测试内容包括空载流量特性、分辨率试验、压力增益特性和泄漏特性。动态特性包括频率特性试验。

      4.1 空载流量特性

      在负载压差为零的情况下,输入电流变化一个工作循环,测试空载流量的变化,绘制空载流量曲线,计算额定流量,流量增益,滞环、零偏、线性度、对称度等。

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      4.2 分辨率试验

      在负载压差为零的情况下,输入电流在10%额定电流间缓慢变化,测试流量从增加状态到减小状态(或从减小状态到增加状态)所需要最小电流,计算机分辨率指标。

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      4.3 压力增益特性

      在输出流量为零的情况下,输入电流在50%额定电流间循环变化,测试负载压力随电流的变化关系,计算压力增益值。


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      4.4 内部泄漏特性

      在输出流量为零的情况下,输入电流变化一个工作循环,测试回油口泄漏量随电流的变化关系,计算最大泄漏量。

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      4.5 频率特性试验

      采用正弦扫描法,激励信号频率从小到大(或从大到小)依次变化,测试伺服阀的输入输出信号幅值比和相位差随激励频率的变化特性,绘制副频特性和相频特性曲线,计算幅频宽(-3db)和相频宽(-45°)。

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                             动态测试简图

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