基于LabVIEW平台车载电磁阀自动测试系统的设计与实现

4 软件设计
测试软件采用LabVIEW8.6编写，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、动态测试和闭环测试，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，数据采集和数据处理功能；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。
本测试系统中，测试软件编程主要包括激励信号的产

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
生、实验数据的采集、数据的分析及处理、绘图输出、数字 滤波、曲线拟合等几部分功能组成。下面介绍系统中包含

的 几种关键软件的程序设计。
4.1 信号的采集
在电液电磁阀静态试验中，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号的采集，图7 是信号采集程序框图。
4.2 数字滤波
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=0，1，2，⋯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 为有限冲击响应滤波器（ 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滤波器的设计源于传统

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

、切比雪夫滤波器、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，在阻带中响应为零，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是巴特沃斯低通滤波器程序框图。
4.3 曲线拟合
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的表达，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

算方法为例，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曲线拟合程序中的基于最小绝对残 差的直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
框图。

5 测试结果分析
图10是某一型号汽车变速箱流量阀静态测试和闭环测 试曲线图，最后输出的报表图形将加入计算的参数值，并根 据预

先设定的范围给出合格与否的判定结果。图10中流量- 电流测试曲线中的虚线为预先设定的曲线界定范围，可使用 户

一目了然的对曲线做出整体判断。从图10中可以看到本文 设计的电磁阀自动测试系统，在测试精度，测量方式上都满

足实际要求，并得到了良好的应用。

6 结论
本文所述的电磁阀自动测试平台，采用模块化设计的 方法对硬件和软件进行设计，实现汽车变速箱用流量、压力 电磁

阀的静态特性测试，动态特性测试和闭环特性测试。模 块化的软硬件设计方式，根据不同的测试需求设计相应的软 件

模块和硬件模块，方便日后系统的扩展，缩短研发周期， 对于同类型电磁阀测试系统的研制具有很好的借鉴价值。该

系统至今投入使用一年多，参与多套电磁阀的测试任务，收 到了良好的效果。