基于虛擬儀器的高速電磁開關(guān)閥動(dòng)態(tài)特性研究
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圖2為電磁閥控制電路，為電磁閥提供工作指令，指令格式為占空比可程控設(shè)置的方波信號(hào)，該信號(hào)通過編寫Labview程序控制NI數(shù)據(jù)采集卡PCI-6221，由數(shù)據(jù)采集卡的DO通道發(fā)出；右半部分為電流調(diào)理電路。本設(shè)計(jì)中的電磁閥等效為電阻和電感的串聯(lián)，其中電阻約為100 Ω，電感約為100 mH，吸合和釋放時(shí)間均為毫秒級(jí)，考慮到開關(guān)管的開關(guān)時(shí)間和電阻對(duì)測(cè)試的影響，本設(shè)計(jì)中選擇快速響應(yīng)的MOSFET開關(guān)管，型號(hào)為IRF540，其導(dǎo)通時(shí)間小于20ns，遠(yuǎn)小于吸合和釋放時(shí)間，其導(dǎo)通電阻為0．05 Ω，對(duì)動(dòng)態(tài)特性測(cè)試的影響也可忽略。圖2中RX和RC分別為泄流電阻和采樣電阻。
圖3為電流信號(hào)調(diào)理電路，其中，INA117為高共模電壓差分放大器，增益為1，其作用是消除高共模電壓，防止損壞后向信道上的芯片，INA為儀表放大器，其差分輸入模式可有效減小噪聲。
電流曲線特征參數(shù)的提取與其調(diào)理模塊的帶寬有著密切的關(guān)系，帶寬過寬，系統(tǒng)噪聲會(huì)影響電流曲線特征提取，帶寬過窄，會(huì)影響電流曲線上升沿和拐點(diǎn)的陡度，根據(jù)實(shí)際測(cè)試得到的電流曲線，以及帶寬經(jīng)驗(yàn)計(jì)算公式
(tr為曲線上最陡的一段的時(shí)間，0．2ms)，可計(jì)算信道帶寬為1．75 kHz，該帶寬為通帶頻率，根據(jù)此帶寬，并且通過濾波器設(shè)計(jì)軟件FilterCAD可知-3 dB時(shí)的帶寬應(yīng)為2 kHz，由于電流芯片的帶寬為200 kHz，因此在電路中加一個(gè)低通濾波器模塊對(duì)帶寬進(jìn)行限制。濾波器電路如圖4所示。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/194845.htm
通過數(shù)據(jù)采集卡以及Labview程序?qū)﹄姶砰y工作電流進(jìn)行測(cè)試，圖5為測(cè)試結(jié)果。
3 結(jié)論
本文對(duì)電磁閥的工作原理進(jìn)行了詳細(xì)的分析，分析的結(jié)果與測(cè)試得到的曲線吻合，另外，本文設(shè)計(jì)的這種基于Labview的電磁閥動(dòng)態(tài)特性測(cè)試系統(tǒng)性能比較穩(wěn)定，測(cè)量精度比較高，能對(duì)不同型號(hào)電磁閥進(jìn)行測(cè)試。
評(píng)論