动态性能测试方法优化方案

1.阶跃响应特性测试

图10-8 比例溢流阀的频率特性的说明

在阶跃响应特性的测试中，不论是流量阶跃信号的产生，还是被试阀压力的响应信号的测量，都与所在的试验油路的管路系统的特性、可压缩容积的大小等因素有关。所以在试验中要事先规定了瞬态试验条件。像常规液压溢流阀试验标准中规定的一样，也是以压力梯度的大小，分成A、B、C三种等级。主要考虑的就是试验回路中，从油源泵出口到被试阀之间的连通容积，应保证所要求的压力梯度（如要求达到600～800MPa/s）。为此，在实际工作中应尽量缩小此容积，包括主油管的长度、各液压元件连接管道长度和材料，最好采用刚度比较好的厚壁钢管等；要求选择时快速切断阀（或称开关阀）的切换速度应满足瞬态试验条件要求（如小于10ms）。

图10-9 电液比例溢流阀阶跃信号特性试验系统

1—油源泵 2—安全阀 3a—压力表 3b—压力传感器 4—被试阀 5—流量计 6—信号电位计 7—开关 8—比例控制器 9—比例电磁铁线圈 10—暂态记录仪

图10-9所示为电液比例溢流阀对输入电流阶跃信号，其压力的响应特性试验油路及测试原理图。采用恒流源供油，由变量泵的调节使通过被试阀的流量为规定值，由流量计5监视。开关7闭合，调节信号电位计滑臂，改变比例电磁铁中电流值，使入口压力p为规定值。输入电压信号为U_e；电流由比例控制器中电流检测孔输出U_i信号测量和监视；入口压力p由压力表3a监视、压力传感器3b测量，输出相应的电压信号U_p。此时即为试验所要求达到的最终稳态工况。断开开关7，整个试验油路处于原始试验工况。将电压U_e或代表电流的信号U_i和压力信号U_p同时输往暂态记录仪（它也可以是记忆示波器等）。突然闭合开关7，即获得电压阶跃信号和压力响应信号，都由暂态记录仪记录下来，此时为压力上升的过渡过程，当开关7断开时，所获得的为压力下降的过渡过程曲线。

2.频率特性测试

图10-10所示为电液比例溢流阀的频率特性试验油路及测试原理图。调节油源溢流阀使被试阀入口压力为试验规定值，调节调速阀3，使通过被试阀的流量为试验规定值；流量由流量计6监视。由频率特性分析仪中的信号发生器8a产生振幅不变而频率按对数扫描的正弦信号(www.xing528.com)

I=B+Asinωt

式中 B=0.5（I_N-I_a）+I_a；

A=±0.25（I_N-I_a）；

I_a——稳态压力控制特性曲线上的死区电流；

I_N——额定电流。

图10-10 电液比例溢流阀的频率特性试验系统

1—油源泵 2—溢流阀 3—调速阀 4—压力传感器、压力表 5—被试阀 6—流量计 7—绘图机 8—频率特性分析仪（a-信号发生器，b-相关器） 9—比例控制器 10—比例电磁铁线圈

频率变化范围应根据被试阀的具体情况确定，一般为0.1～50Hz左右。将此正弦信号输到比例控制器9，由线圈电流检测孔输出电压信号U_i作为被试阀的输入信号。比例溢流阀入口处压力由压力传感器4检测压力，并输出电压信号U_p作为被试阀的输出信号（即响应信号）。将此两信号同时输入到频率特性分析仪中的相关器8b。在试验进行的同时，即可以由绘图机7输出被试阀的频率特性曲线。