[其他]高速往復機械壓力指示圖測試裝置

無效

• 申請號: 85108763
• 申請日: 1985-11-21
• 公開（公告）號: CN85108763A
• 公開（公告）日: 1987-03-25
• 發明（設計）人: 吳丹青;沈祥興;潘琦;崔德仲;許斌
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: G01L23/08
• 分類號: G01L23/08
• 代理公司: 西安交通大學專利事務所
• 代理人: 蔣清長

本發明屬于往復機械測試技術領域。

經檢索W.P.I????GAZETTE（R）的IPC專利，專利號為84-180888/29★SU1052-900-A的蘇聯專利IC????engine????indicator????parameters????tester-has????subtracting????unit????to????fix????difference????of????successive????measurements它的基本原理是由傳感器〔1〕的第一個下止點脈沖訊號使觸發器〔17〕開始對下止點脈沖計數，并產生一個脈沖到與門電路〔16〕，使此脈沖通到A/D轉換器〔6〕，在有下止點脈沖訊號的同時，來自傳感器〔3〕的被測量參數訊號經放大后進入A/D轉換器〔6〕，然后由減法器、分頻器、加法器、頻率計數器等確定被測量參數的隨機誤差。在累加結束，頻率數送入控制器〔20〕后迭合電路〔19〕產生一個停止訊號，從而正個測量過程結束。該指示器包括：數字記錄裝置，位寄存器、減法器、分頻器、加法器、頻率計數器，第一、二迭合電路，控制器和頻率數控制器等。就申請人理解，本發明與該專利相比，不論從結構上還是測試方法上都有顯著的進步。

1.該專利包括有數字記錄裝置，與數字門電路系統，結構比較復雜，本發明采用微機數據采集系統，由軟件進行控制，硬件結構比較簡單。

2.該專利被測參數采集的起始點均用脈沖計數，測時來控制，穩定性重復性差。本發明的活塞止點幾何位置可采用止點傳感器發生方波訊號，利用計算機軟件來控制數據采集起始點與終止點，穩定性、重復性都很好。

3.被測量參數的值由數字記錄裝置記錄，速度低，被測量參數每循環測量點數目少，測量精度低，不能立刻得到被測量參數的圖形顯示，實驗數據整理時間長。

本發明的目的在于利用微型計算機控制的高速數據采集，存貯與處理系統，對高速往復機械的缸內瞬時變化參數進行實驗數據采集與處理，由繪圖儀畫出壓力指示圖P-α曲線與P-V曲線及其他缸內參數的瞬時變化曲線，為往復機械的“數學模擬”與“工程設計”提供高精度的實驗數據。

本發明的主要內容（見附圖1）：由采用微型計算機〔7〕和A/D轉換器〔6〕來進行控制、數字采樣處理，可采用活塞止點傳感器〔1〕在活塞上止點幾何位置發出方波脈沖訊號，經直流放大器〔5〕進入A/D轉換器〔6〕，再送入微型計算機〔7〕，用匯編語言程序判斷活塞止點同步訊號，即正確判斷往復機器一個工作循環的起始點，命令進行缸內測量參數的采集。由電阻應變式壓力傳感器〔2〕感受缸內壓力訊號經動態電阻應變儀〔4〕載波放大，送入A/D轉換器〔6〕，運行采樣程序進行數據采集，程序框圖見附圖2。

微機所采集的原始數據需進行數據平滑處理和壓力標定。因為在采集原始數據中往往雜帶有隨機干擾信號，這些干擾來自工頻電源，直流放大器與A/D轉換器本身，干擾訊號的存在不僅影響數據處理精度，甚止會造成處理上的差錯，這里采用移動算術平均法進行數據平滑處理，經過平滑處理后，壓力訊號數據僅僅是A/D轉換后的電壓值，并不直接表示壓力值，可采用壓力標定器〔3〕進行標定后，才能轉算成壓力值。壓力標定采用現場動態標定法進行，壓力標定器可由兩個三通閥〔10〕和〔11〕及壓力定標罐組成。

由數據處理后缸內壓力值作為縱座標，活塞止點兩個同步訊號之間間隔為曲軸旋轉一周的角度為橫座標，運行相應BASIC程序在繪圖儀〔8〕上繪出開式壓力指示圖（P-α曲線），通過相應BASIC程序由曲軸轉角α可以計算出活塞行程容積V，在繪圖儀〔8〕上也可繪出封閉式壓力容積圖（P-V曲線），從而由P-V曲線計算出指示功率Ni，壓縮指數n，膨脹指數m及容積系數λv，和壓力系數λp等。

本發明采用微機控制的高速數據采集、處理、顯示系統，由軟件進行控制和處理，硬件結構比較簡單。數據采集穩定性、重復性都很好，測量精度高，實驗結果數據處理時間短，實驗結果可以由圖形或數字進行顯示，為往復機械的“工程設計”與理論研究提供精度高的實驗數據。

附圖1表示高速往復機械壓力指示圖測試裝置的原理方框圖。圖中〔1〕為活塞止點傳感器，〔2〕為電阻應變式壓力傳感器，〔3〕為壓力定標器，〔4〕為動態電阻應變儀，〔5〕為直流放大器，〔6〕為A/D轉換器，〔7〕為微型計算機AppLE-Ⅱ型，〔8〕為繪圖儀，〔9〕為打印機。

附圖2為采樣程序框圖。

附圖3為壓力定標器示意圖。圖中〔10〕、〔11〕為兩個三通閥，〔12〕為壓力定標罐，〔13〕為標準壓力表。