这个没有公式可以说明的事实上，“方波”这个控件只是个演示vi并不是真實的方波。所以“频率”就是一个参数并不是真实的频率Hz。它在设计时内定频率<1默认频率是默认采样数的倒数。因为默认采样数是128所以默认频率是1/128=0.0078125。如下图：
在实际模拟中不一定要保持【采样数 x 频率=1】这个等式但是必须保证频率<1。事实上如果在“频率”接线端连接一个常数1.1，其结果和连接0.1是完全一样的也就是说方波控件“频率”接线端忽略整数部分。 所以频率除以1000应该只是为了保持小于1
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汽车产业一直被列为国家的支柱產业近年来，国内 汽车产业发展迅猛至2009年已突破年产1000万量的大关。 汽车
变速箱电磁阀为汽车自动变速箱或手自一体变速箱液压 执行装置中的关键部件其作用是根据发动机和底盘传动系 统的负载状况，对油泵输出到各执行机构的油压加以控制 以控制各离合器和制动器嘚结合与分离实现自动换档。
电磁阀综合特性测试的测试项目多测试系统复杂且 要求高可靠性和柔性。国际上有较为先进的电磁阀检测設备可实现对各种型号电磁阀的高精度和高效率自动测试。 不足之处是这类检测设备的价格昂贵且设备供应周期和后期 维护都较困难基于实际汽车变速箱电磁阀测试需要，研制
一种基于虚拟仪器技术的电磁阀自动测试系统本系统以 labview波形平台为测试核心，采用模块化的軟硬件设计模式提高测试系统的开发效率，增强系统的可扩展性大大降低
图2 静/动态特性测试功能结构图
实验成本，从而加快电磁阀测試系统的研制开发速度是未来电磁阀测试系统的发展趋势。
1 系统组成和工作原理
电磁阀自动测试系统可完成汽车变速箱流量电磁阀和 压仂电磁阀两种类型电磁阀多个试验项目的测试工作测 试系统以labview波形平台为控制及测试核心，由计算机测试系 统静/动态特性测试模块，閉环特性测试模块传感器信 号测试模块组成，在软硬件配合下完成电磁阀静态动态和 闭环特性测试功能。
计算机测试系统利用labview波形强夶的信号分析处理功能实现虚拟信号发生器、信号采集、数字滤波、曲线拟 合、参数计算、在静/动态特性测试模块、闭环特性测试模 块、传感器信号特性测试模块等硬件的配合下，实现流量电 磁阀、压力电磁阀的静态特性、动态特性和闭环特性分析
图4 恒流源模块线性度测試曲线
图6 系统软件结构框图
分析结果以曲线形式显示输出并根据需要实现试验数据的 保存，打印及报表输出图1是测试系统功能结构图。
2 静/动态特性测试模块设计
静态特性测试时计算机系统虚拟信号发生器输出三 角波信号，经恒流源模块输出给电磁阀线圈驅动电磁阀工作。
进行动态特性测试时计算机测试系统输出方波信号， 经恒流源模块输出给电磁阀线圈电流信号测试模块将阀线 圈电鋶信号调理成对应比例的电压信号后，输出给计算机测 试系统采集流量信号测试模块负责流量阀测试，在进行流量电磁阀测试时流量信号测试模块将液压系统中的流量传 感器输出信号调理成等比例流量信号后，输出给计算机测试系统采集同样地，压差信号测试模块负責压力阀测试测
试时，压差信号测试模块将A、B腔压力传感器输出信号调理成等比例压力差信号后输出给计算机测试系统采集。图2是静/動态特性测试功能结构图下面对各主要模块做详细介绍。
恒流源模块是静/动态测试的关键 本文选取了体积 小、效率高，电流调节范围寬的集成电路恒流源为电磁阀提 供恒定电流其主要元件是功率运算放大器，功率运算放大 器是集成运算放大器的一种一般的集成运放輸出电流较 小，
难以提供大功率驱动阻抗大于3Ω的负载。功率运放特 指能够输出大功率驱动负载的运放。文中选用MSK公司的军 级MSK541B功率运算放夶器构成悬浮负载恒流源图3是悬 浮负载恒流源电路图。其输出电流最高可达10A远超过系统测试的最高要求。
流量和压力电磁阀静态测试時均需三角波信号，所 以对恒流源模块的线性度要求较高图4是恒流源模块线性 度测试曲线，由图4可知恒流源电流输出能力在5A以上， 電路能够保持非常好的线性度非线性误差
流量信号测试模块由“F/V变换”+“比例调节”+“零 位调节”+“显示仪表”+“同相跟随”组成，首先用F/V变换电路将流量计输出的频率信号转换成易于采集的电压信 号比例调节电路将电压信号与流量信号调节成1：1比例，
图8 巴特沃斯低通濾波器程序框图
那么电压值就可以直接反应对应的流量值本系统流量测 量范围可达0~100L/min。显示仪表采用高精度数字显示仪表放置于整个系統的前面板，方便调试时数据观察
压差信号测试模块由 两个“I/V变换” + “减法器”+
“比例调节”+“低通滤波”+“显示仪表”+“同相跟随” 組成。压力传感器的输出信号为（4-20）mA电流信号首先用I/V变换模块将A腔和B腔压力传感器的输出信号转换成 电压信号，减法器电路将两电压值莋差值后输出比例调节模块将电压值与压力差信号调节成1：1比例，那么电压值就 可以直接反应AB腔的压力差值因液压系统中压力传感器嘚输出电流回路与其供电回路共地，更易受到干扰所以必
须加入有源滤波环节，截止频率设置为5Hz这样可有效滤除各种干扰，保证采集信号的精度
3 闭环特性测试模块设计
传统的电流测试电路采用在负载回路串接 采样电阻，测量采样电阻两端电压换算成回路 中的电流值因阀线圈为感性元件，若在其回 路中串入采样电阻将影响整个回路的时间響 应，霍尔传感器模块（LEM模块）很好的解决 了这个问题
L E M 模 块 由 原 边 导 体 、 集 磁 环 、 付 边 线圈和放大电路等组成。它的原理是基于霍尔效 應是模块化的有源电流传感器，它把普通互 感器与霍尔元件、电子线路有机地结合起来 充分发挥了普通互感测量范围宽的长处和电子 線路反应速度快的优势，同时传感器电路由于与被测电路是隔离的因此LEM模块的接入对 被测电路的影响可以忽略不计。
测试软件采用labview波形8.6編写为提高测试系统的灵 活性和通用性，程序采用模块化的设计模式将测试系统按 功能划分为数个模块：初始化模块、测试选择模块、数据处 理模块、后期处理模块。其中初始化模块主要完成系统测控板卡参数配置；测试选择模块主要完成流量阀和压力阀静态 测试、动態测试和闭环测试为每一种测试设计一个子界面，方便用户在前面板进行选择；数据处理模块主要完成信 号发生器数据采集和数据处悝功能；后期处理模块主要完 成测试数据的保存、打印和报表输出功能。图6是系统软件 结构框图
计算机测试系统利用labview波形强大的信号分析处理功能，通过测试板卡的D/A接口编程实现虚拟信号发生器， 输出波形可选、频率、相位、幅值可调的连续波形；通过测试板卡的A/D接口采集电磁阀测试过程中的线圈电流、流 量和压力等特性信号，进行数字滤波、曲线拟合、特性曲线
绘制、参数计算实现其特性分析。
图9 曲线拟合程序框图 图10 流量阀和压力阀的静态测试曲线图
在电液电磁阀静态試验中，要对电磁阀的电流压力 和流量等参数进行采集，因此数据采集是测试软件编程的重 要部分本系统的数据采集主要是对模拟信號的采集，图7 是信号采集程序框图
测试系统中数据采集系统所工作的现场，有很多干扰 信号有时幅度很大，这些干扰信号影响到到测量精度和测量的可靠性必须将它滤除。大部分数据采集系统会不同程 度受到电源线等50Hz的噪声干扰大多数信号调理设备都 包含低通滤波器，能最大限度地消除50Hz或60Hz的噪声
设h(n)，n=01，2?是滤波器的冲击响应。一个线
性时不变滤波器若对n N(N为正整数)有h(n)=0，则称其 为有限冲击响应濾波器（ FIR） 否则称之为无限冲击滤 波器(ⅡR)。有限冲击响应滤波器总是稳定的设计方法较 多，但是效率不高定义困难。ⅡR滤波器的设計源于传统的模拟滤波器设计可以通过对低通模拟滤波器进行模拟
频率变换得到ⅡR滤波器。通常ⅡR滤波器有巴特沃斯滤波器、切比雪夫濾波器、椭圆滤波器、贝塞尔滤波器等
巴特沃斯滤波器的优点是具有平滑的单调递减的频率 响应，在通带中是理想的单位响应在阻带Φ响应为零，在 截断频率处有3 dB衰减高阶巴特沃斯滤波器的频率响应近
似于理想低通滤波器。本系统中采用的是巴特沃斯低通滤波器图8昰巴特沃斯低通滤波器程序框图。
电磁阀的很多测试项目需要计算特性参 数由于实际误差的存在，计算机采集的数 据往往不是理论函数嘚表达这就需要将测 试的数据进行数值处理，使得绘制曲线以吻 合平滑曲线从而准确求取特性参数。以电 磁阀零偏参数的计算方法为唎首先介绍名 义流量曲线的概念，名义流量曲线是流量回 线的中点轨迹零偏是名义流量曲线与零流量轴线交点的电流值。本系统中零偏的程序
实现是：首先对计算机采集的流量数据和电 流数据进行分段插值利用插值函数求取名 义流量曲线，但是此时得取的只是名义流量曲线上一些离散 的数据点并无法计算出此名义流量曲线与零流量轴线交点 的电流值，利用labview波形曲线拟合程序中的基于最小绝对残 差的矗线拟合方法拟合出名义流量曲线进而求取此曲线与 零流量轴线交点的电流值，即零偏值图9是曲线拟合程序
