基於LabVIEW的摩擦磨損試驗機智能測控系統

0 引言
摩擦材料是汽車制動系統必不可少的功能材料。用摩擦材料製成的剎車片，不但直接影響汽車的操作性、可靠性和舒適性，而且很大程度上影響其安全性。因此摩擦材料的性能在汽車行業中一直受到高度重視。而性能良好的摩擦磨損試驗機則是摩擦材料性能測試必不可少的工具。
摩擦磨損試驗機的性能在很大程度上取決於其測控系統的性能優劣。利用計算機軟體對試驗過程進行自適應控制以及模糊控制等規律控制，實現試驗參數的實時獲取，並以曲線或表格的形式動態呈現實時參數等已成為測控領域的整體發展趨勢。本文利用LabVIEW語言編寫了測控系統程序，該測控系統實現了試驗參數的實時測量，可以對數據進行濾波和嵌入C語言進行複雜數據處理；可對實時參數進行曲線顯示、存儲和報表處理；編制的系統軟體具備人機對話功能，操作簡單、方便。是智能的人機互動系統。該測試系統可進行恆載荷和恆轉矩類型的多種摩擦磨損試驗。

l 摩擦磨損試驗機介紹
該摩擦磨損試驗機又叫Chase試驗機，主要用於對汽車制動襯片的安全情況及摩擦磨損特性做出報告。用於SAEJ661和ISO7881等標準，對摩擦材料進行分級及質量控制。
1．1 摩擦磨損試驗機的基本要求
為達到試驗規定的要求，測控系統必須具備以下功能：測量精度滿足GB／T17469-98的要求；可滿足高速、高溫、高載荷下的測試要求；能完成試驗過程中的轉速、壓力、溫度等試驗參數的設定及摩擦正壓力、摩擦力矩、轉速、摩擦轉盤溫度、汽缸進口壓力等性能參數的測量；對測量參數與其設定值進行比較，形成閉環控制，使轉速、壓力和溫度維持在試驗要求範圍內；能實時顯示、記錄試驗過程中的相關數據並生成報表。
同時，試驗過程中摩擦塊與試驗盤之間應始終保持貼合狀態，無振動現象；試塊裝卡應便利、可靠，無鬆緩、卡死現象。
1．2 摩擦磨損試驗機的試驗環節
該試驗臺可完成恆轉矩試驗和恆載荷試驗。恆轉矩試驗要求系統通過自動調整比例閥來控制輸出壓力的大小，使轉矩保持恆定。恆載荷試驗則要求輸出壓力始終為恆定值。這其中根據加載的連續與否可分為：斷續拖磨和連續拖磨，該試驗機中跟據國標所進行的預處理試驗、終處理試驗、磨損試驗和恢復試驗都是斷續拖磨；而第一次衰退試驗和第二次衰退試驗則屬於連續拖磨。

2 試驗機測控系統的硬體設計
2．1 試驗機測控系統的硬體構成
測控系統的硬體構成如圖1所示。

本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/163039.htm

系統中調速電機通過變頻器可進行無級調速，輸出氣壓的大小通過調整比例閥的大小來控制。加熱開關、風機開關和壓力開關則分別通過相應的繼電器進行控制。
2．2 傳感器
為了精確的完成各類數據的測量，完成各個環節的測試，裝置中設置了五個參數測量傳感器(包括三路溫度傳感器)，其精度滿足GB／T17469-98中所規定的要求。其具體參數見表1。

2．3 信號調理
來自傳感器的信號一般都比較小且極易受噪聲影響，有些信號存在很高的尖峰值，不能直接進行數據採集，在轉換為數位訊號之前需先進行放大、濾波、隔離等預處理，也就是信號調理，下面就其中的兩路調理電路做簡單介紹，如圖2所示。