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伺服电机驱动定量泵压力间接测量系统

步进电机驱动定量泵流量- 压力间接测量系统,系统包括:永磁伺服电机、伺服驱动器、定量油泵、霍尔电压传感器、霍尔电流传感器、油液温度传感器、数据采集控制卡和上位计算机。本发明建立了以步进电机定子侧电压、电流和油液温度为输入,以定量泵流量、压力信号为输出的测量模型,实现了以较易测量的电压、电流和温度信号对较难测量的压力和流量信号的间接测量,同时该系统也继承了电压、电流和温度在测量中的稳定性、准确性和可靠性。此外本发明还具有动态响应速度快、不受使用环境限制等优点。

本发明属于制造领域,具体涉及一种伺服驱动液压源输出流量、压力的间接测量系统,可用于液压系统的流量、压力控制。

电液控制系统由于其响应速度快、控制精度高、调速方便、功率体积比大等优良特性被广泛的应用。而压力和流量是液压系统两个非常重要的参数,在实际的电液控制中,有的需要对执行机构的速度进行控制,也就是控制流入执行机构中液体的流量;有的需要对负载压力进行控制;还有的需要对系统功率进行控制,无论是哪种控制都需要对压力和流量进行测量。

流量测量通常采用流量计,流量计的种类很多,按测量原理分有力学原理、热学原理、声学原理、电学原理等。液压系统中常用涡轮流量计,涡轮流量计是速度式流量计中的主要种类,它采用多叶片的转子( 涡轮) 感受流体平均流速,从而推导出流量或总量的仪表,其主要优点有:精度高、重复性好、测量范围宽、结构紧凑、抗干扰能力强等。

对于流量间接测量通常采用测量某一固定阻尼孔两端的压差,再根据流量系数、阻尼孔截面面积、油液密度等参数估算出实际流量。此方法最大缺点是阻尼孔消耗部分液压能量,流量越大压差也越大,消耗的能量也越多。另外对于变转速驱动定量泵可通过泵的排量和转速的乘积计算出输出流量,但由于其受到泵的泄漏量、液体体积压缩量、温度等的影响,误差太大,只能做近似参考,并且转速的实时在线测量也不容易。

压力通常用传感器直接测量,压力传感器种类很多,如电阻应变片压力传感器、半导体应变片压力传感器、压阻式压力传感器、电容式压力传感器、压电式压力传感器等。压力也可采用间接测量,如通过检测液压管道外径的变形量即可求出管道内部的压力,其缺点是在液压系统工作压力范围内管道外径变形量十分微小,因而检测比较困难,同时环境温度、油液温度对管道变形也有影响。此外,超声波管外测压系统在压力测量中也有应用,但是其受到管壁、温度、延迟误差等的影响,应用受到限制。