[其他]高速往复机械压力指示图测试装置

说明书

本发明属于往复机械测试技术领域。

经检索W.P.I    GAZETTE（R）的IPC专利，专利号为84-180888/29★SU1052-900-A的苏联专利IC    engine    indicator    parameters    tester-has    subtracting    unit    to    fix    difference    of    successive    measurements它的基本原理是由传感器〔1〕的第一个下止点脉冲讯号使触发器〔17〕开始对下止点脉冲计数，并产生一个脉冲到与门电路〔16〕，使此脉冲通到A/D转换器〔6〕，在有下止点脉冲讯号的同时，来自传感器〔3〕的被测量参数讯号经放大后进入A/D转换器〔6〕，然后由减法器、分频器、加法器、频率计数器等确定被测量参数的随机误差。在累加结束，频率数送入控制器〔20〕后迭合电路〔19〕产生一个停止讯号，从而正个测量过程结束。该指示器包括：数字记录装置，位寄存器、减法器、分频器、加法器、频率计数器，第一、二迭合电路，控制器和频率数控制器等。就申请人理解，本发明与该专利相比，不论从结构上还是测试方法上都有显著的进步。

1.该专利包括有数字记录装置，与数字门电路系统，结构比较复杂，本发明采用微机数据采集系统，由软件进行控制，硬件结构比较简单。

2.该专利被测参数采集的起始点均用脉冲计数，测时来控制，稳定性重复性差。本发明的活塞止点几何位置可采用止点传感器发生方波讯号，利用计算机软件来控制数据采集起始点与终止点，稳定性、重复性都很好。

3.被测量参数的值由数字记录装置记录，速度低，被测量参数每循环测量点数目少，测量精度低，不能立刻得到被测量参数的图形显示，实验数据整理时间长。

本发明的目的在于利用微型计算机控制的高速数据采集，存贮与处理系统，对高速往复机械的缸内瞬时变化参数进行实验数据采集与处理，由绘图仪画出压力指示图P-α曲线与P-V曲线及其他缸内参数的瞬时变化曲线，为往复机械的“数学模拟”与“工程设计”提供高精度的实验数据。

本发明的主要内容（见附图1）：由采用微型计算机〔7〕和A/D转换器〔6〕来进行控制、数字采样处理，可采用活塞止点传感器〔1〕在活塞上止点几何位置发出方波脉冲讯号，经直流放大器〔5〕进入A/D转换器〔6〕，再送入微型计算机〔7〕，用汇编语言程序判断活塞止点同步讯号，即正确判断往复机器一个工作循环的起始点，命令进行缸内测量参数的采集。由电阻应变式压力传感器〔2〕感受缸内压力讯号经动态电阻应变仪〔4〕载波放大，送入A/D转换器〔6〕，运行采样程序进行数据采集，程序框图见附图2。

微机所采集的原始数据需进行数据平滑处理和压力标定。因为在采集原始数据中往往杂带有随机干扰信号，这些干扰来自工频电源，直流放大器与A/D转换器本身，干扰讯号的存在不仅影响数据处理精度，甚止会造成处理上的差错，这里采用移动算术平均法进行数据平滑处理，经过平滑处理后，压力讯号数据仅仅是A/D转换后的电压值，并不直接表示压力值，可采用压力标定器〔3〕进行标定后，才能转算成压力值。压力标定采用现场动态标定法进行，压力标定器可由两个三通阀〔10〕和〔11〕及压力定标罐组成。

由数据处理后缸内压力值作为纵座标，活塞止点两个同步讯号之间间隔为曲轴旋转一周的角度为横座标，运行相应BASIC程序在绘图仪〔8〕上绘出开式压力指示图（P-α曲线），通过相应BASIC程序由曲轴转角α可以计算出活塞行程容积V，在绘图仪〔8〕上也可绘出封闭式压力容积图（P-V曲线），从而由P-V曲线计算出指示功率Ni，压缩指数n，膨胀指数m及容积系数λv，和压力系数λp等。

本发明采用微机控制的高速数据采集、处理、显示系统，由软件进行控制和处理，硬件结构比较简单。数据采集稳定性、重复性都很好，测量精度高，实验结果数据处理时间短，实验结果可以由图形或数字进行显示，为往复机械的“工程设计”与理论研究提供精度高的实验数据。

附图1表示高速往复机械压力指示图测试装置的原理方框图。图中〔1〕为活塞止点传感器，〔2〕为电阻应变式压力传感器，〔3〕为压力定标器，〔4〕为动态电阻应变仪，〔5〕为直流放大器，〔6〕为A/D转换器，〔7〕为微型计算机AppLE-Ⅱ型，〔8〕为绘图仪，〔9〕为打印机。

附图2为采样程序框图。

附图3为压力定标器示意图。图中〔10〕、〔11〕为两个三通阀，〔12〕为压力定标罐，〔13〕为标准压力表。