[发明专利]一种手持式便携伺服阀测试仪及测试方法

摘要

本发明公开一种手持式便携伺服阀测试仪及方法，所述测试仪包括手持式外壳、设置在所述手持式外壳上的伺服阀连接器以及设置在所述手持式外壳中的阀芯指示模块、信号指示模块、工作状态指示模块、信号切换模块、电源模块、恒流源模块、信号处理模块以及信号输入输出模块；本发明的测试仪，体积小，可手持，携带和操作均比较方便，具有高效的DC‑DC转换，通过多级闭环控制电路实现高精度、多量程和高稳定性的电流或电压输出，可实现自由I/V切换，能够为被测伺服阀提供三种电源信号和四种不同的指令信号，通过监测阀芯位置输出信号确定阀芯的运动位置，调试和维护简单，具有较强的通用性，能够实现被测伺服阀的多种性能和故障测试，测试效率大大提高。

主权项

1.一种手持式便携伺服阀测试仪，其特征在于，包括手持式外壳、设置在所述手持式外壳上的伺服阀连接器以及设置在所述手持式外壳中的电源模块、恒流源模块、阀芯指示模块、信号处理模块、信号切换模块、信号指示模块、信号输入输出模块以及工作状态指示模块，所述恒流源模块、信号处理模块、信号切换模块分别与信号输入输出模块相连，构成指令信号发生器，所述阀芯指示模块中设有包括I_A、I/V、PE、F、D在内的多个分立的测试插孔，所述阀芯指示模块的各个测试插孔以及所述伺服阀连接器的各个连接端子分别与所述指令信号发生器的相应端相连，所述电源模块分别与所述恒流源模块、阀芯指示模块、信号处理模块、信号切换模块、信号指示模块、信号输入输出模块以及工作状态指示模块连接，且通过所述阀芯指示模块和伺服阀连接器为连接的被测伺服阀供电；所述信号切换模块包括波段开关和电位器，能够切换的不同信号包括‑10V～+10V、4mA～20mA、‑10mA～+10mA、‑50mA～+50mA四种指令信号，且所述指令信号均能在所述信号指示模块上显示；所述指令信号发生器用于产生所述四种指令信号，包括8个模拟运算放大器，分别为：U1A、U1B、U1C、U1D、U2A、U2B、U2C、U3；其中：所述U1A与其周围电路以及U1B与其周围电路组成信号输入输出模块的指令信号输入电路部分，U1A与其周围电路能够实现信号调零功能，具体电路连接如下：U1A的正向输入端连接第一变阻器R01的电阻调节端c，所述第一变阻器R01的一端a通过第一电阻R1连接至供电端VCC，U1A的正向输入端通过所述第一变阻器R01的另一端b接地，所述U1A的反向输入端连接其输出端，且所述U1A的输出端还通过第二电阻R2与第六电阻R6、第七电阻R7以及单刀双掷开关K3的刀端相连；U1B与其周围电路能够实现产生内部指令信号和接收外部指令信号的功能，具体电路连接如下：U1B的正向输入端连接第二变阻器R02的电阻调节端c，所述第二变阻器R02的一端a通过第三电阻R3连接供电端VCC，所述第二变阻器R02的另一端b分别连接一接地开关K2以及第四电阻R4的一端，第四电阻R4的另一端连接供电端VCC，U1B的反向输入端分别连接一信号开关K1的一端以及U1B的输出端，所述信号开关K1的另一端连接一信号输入端子IN以及所述单刀双掷开关K3的一个掷位端，U1B的输出端通过第五电阻R5连接所述单刀双掷开关K3的另一个掷位端，输出稳定的‑10V～+10V电压信号；U1C、U1D、U2A、U2B连同各自的周围电路共同组成信号处理模块的主要电路部分，其中U1D与其周围电路用于实现产生内部偏置电压的功能，具体电路连接如下：U1D的正向输入端分别连接一接地电容C1以及第三变阻器R03的电阻调节端c，第三变阻器R03的一端a通过第九电阻R9连接供电端VCC，第三变阻器R03的另一端b通过第十电阻R10接供电端VCC，U1D反向输入端连接其输出端，且U1D的输出端还连接第十五电阻R15的一端，第十五电阻R15另一端输出+6V内部偏置电压；U1C、U2A、U2B连同各自的周围电路用于实现信号的比例放大，输出稳定的‑10V～‑2V电压信号，具体的电路连接如下：所述U1C的正向输入端通过第八电阻R8接地，所述U1C的反向输入端连接所述第七电阻R7的另一端，所述U1C的输出端分别连接第六电阻R6的另一端以及第十一电阻R11的一端，第十一电阻R11的另一端连接U2A的反向输入端以及第十二电阻R12的一端，第十二电阻R12的另一端连接U2A的输出端，U2A的正向输入端通过第十三电阻R13接地，U2A的输出端连接第十四电阻R14的一端，第十四电阻R14的另一端连接第十五电阻R15的另一端、第十六电阻R16的一端以及U2B的反向输入端，第十六电阻R16的另一端连接U2B的输出端，U2B的正向输入端通过第十七电阻R17接地，U2B的输出端输出稳定的‑10V～‑2V电压信号；U2C、U3连同其各自的周围电路以及一波段开关K4共同组成恒流模块的主要电路部分，实现通过PI控制产生稳定的电流输出信号的功能，具体的电路连接如下：波段开关K4的各档位端相应连接U2B的输出端，以从‑10V～‑2V电压信号选择合适的电压信号输入，波段开关K4的输出端一路依次通过第十九电阻R19、第二十电阻R20连接至U3的反向输入端，一路连接第十八电阻R18和第二电容C2的一并联端，第十八电阻R18和第二电容C2的另一并联端接地，第二十电阻R20为变阻器，第二十电阻R20的一端与第十九电阻R19连接，电阻调节端与U3的反向输入端连接，第二十电阻R20的另一端通过第二十一电阻R21连接U2C的反向输入端，同时通过第二十二电阻R22、指示灯LED1接地；第十九电阻R19与第二十电阻R20连接的一端还通过第三电容C3连接至U3的输出端，U3的正向输入端接地，U3的输出端连接第二十六电阻R26的一端，第二十六电阻R26另一端为恒流源模块的输出端，输出恒定电压1V，所述第二十六电阻R26的另一端还通过第二十三电阻R23连接U2C的反向输入端、通过第二十四电阻R24连接U2C的正向输入端，U2C的正向输入端还通过第二十五电阻R25接地；波段开关K5以及第二十七电阻R27、第二十八电阻R28、第二十九电阻R29、第三十电阻R30、第三十一电阻R31、第三十二电阻R32、第三十三电阻R33以及第四电容C4组成信号切换模块的主要电路部分，实现选择不同的指令信号类型的功能，具体的电路连接如下：波段开关K5一端为输出端，另一端为各个档位端，第二十七电阻R27、第二十八电阻R28并联形成20Ω电阻的第一支路，第一支路的一端连接波段开关K5的第一个档位端，第一支路的另一端连接所述第二十六电阻R26的另一端，产生‑50mA～+50mA指令信号；第二十九电阻R29、第三十电阻R30并联形成100Ω电阻的第二支路，第二支路的一端连接波段开关K5的第二个档位端，第二支路的另一端连接所述第二十六电阻R26的另一端，产生‑10mA～+10mA指令信号；第三十一电阻R31、第三十二电阻R32并联形成50Ω电阻的第三支路，第三支路的一端连接波段开关K5的第三个档位端，第三支路的另一端连接所述第二十六电阻R26的另一端，产生4mA～20mA指令信号；第三十三电阻R33为1KΩ的电阻，一端连接第二电阻R2、第六电阻R6、第七电阻R7以及单刀双掷开关K3的刀端，产生‑10V～+10V电压，另一端连接波段开关K5的第四个档位端，输出‑10mA～+10mA电流；第四电容C4一端接地，另一端连接第二十三电阻R23与第二十四电阻R24连接的一端；所述U1A、U1B、U1C、U1D是模拟运算放大器TL084芯片，所述U2A、U2B、U2C是模拟运算放大器TL084芯片，U3是高电压大电流运算放大器OPA551芯片；所述波段开关K5为双层四刀五档波段开关。