一種傳感器溫度補償的電液比例閥控制器的製造方法

2023-05-09 14:31:36

一種傳感器溫度補償的電液比例閥控制器的製造方法
【專利摘要】本發明公開一種傳感器溫度補償的電液比例閥控制器，由存儲模塊、電源模塊、核心處理模塊、狀態顯示模塊、功率驅動模塊、電液比例閥、位移傳感器、溫度傳感器、壓力傳感器和A/D轉換器組成；本電液比例閥控制器採用傳感器溫度補償措施，實時的傳感器數據的反饋，能夠及時修正各種誤差對閥控制的影響，實現了對電液比例閥的更加穩定、精確地數位化控制，提高了環境適應能力。
【專利說明】一種傳感器溫度補償的電液比例閥控制器

【技術領域】
[0001]本發明涉及一種傳感器溫度補償的電液比例閥控制器。
技術背景
[0002]如今，作為連接現代微電子技術、計算機控制技術和大功率工程控制設備之間的橋梁，電液比例閥控制技術已經廣泛應用於特種車輛、工程機械等工業領域，電液比例閥控制器是通過電訊號來控制比例電磁跌，達到控制比例閥壓力、流量的電器控制裝置。
[0003]與傳統型式的液壓控制器相比，電液比例閥控制器能夠根據實時傳感器數據的反饋，及時修正採用多級放大器會造成誤差累積和各級器件的溫漂效應對閥控制的影響，實現了對閥的更加穩定、快速、精確地數位化控制。從中不難發現，傳感器數據的及時、準確的數據反饋，對於電液比例的控制至關重要，然而傳感器往往具有非線性及離散性，即使是同一型號或者同一批次的傳感器的傳感特性也會有一定的差異。傳感器大多都對溫度有一定的敏感度，在輸入相同的物理量時，傳感器的輸出值隨溫度的變化而發生變化，因而，對傳感器採取溫度補償的誤差校正措施，是十分必要的。


【發明內容】

[0004]本發明目的是針對現有技術的不足，提供一種傳感器溫度補償的電液比例閥控制器，該控制器是一種結構簡單、控制靈活、易實現的傳感器溫度補償的電液比例閥控制器。
[0005]本發明的目的是通過以下技術方案實現的:一種傳感器溫度補償的電液比例閥控制器，由存儲模塊、電源模塊、核心處理模塊、狀態顯示模塊、功率驅動模塊、電液比例閥、位移傳感器、溫度傳感器、壓力傳感器和A/D轉換器組成；其中狀態顯示模塊、功率驅動模塊、A/D轉換器、存儲模塊和電源模塊均與核心處理模塊相連接；功率驅動模塊的輸出端接電液比例閥，壓力傳感器和位移傳感器的輸入端與電液比例主閥連接，溫度傳感器的輸入端與壓力傳感器和位移傳感器連接，溫度傳感器、壓力傳感器和位移傳感器的輸出端與A/D轉換器連接。
[0006]一種傳感器溫度補償的電液比例閥控制器的控制方法，包括以下步驟:
(1)配置參數，設置電液比例閥的位移和壓力，並將其輸入到核心處理模塊；
(2)核心處理模塊將步驟(I)輸入的參數轉換為PWM信號，並將PWM信號傳輸給功率驅動豐吳塊；
(3)功率驅動模塊將PWM信號進行功率放大，並將放大後PWM信號傳輸給電液比例閥，用於驅動電液比例閥中比例電磁鐵，進而帶動電液比例閥閥芯發生位移；
(4)位移傳感器和壓力傳感器實時記錄下電液比例閥的位移和油路壓力的數據變化，並都通過A/D轉換器反饋至核心處理模塊；
(5)溫度傳感器實時記錄下此時位移傳感器和壓力傳感器的環境溫度，並都通過A/D轉換器反饋至核心處理模塊；
(6)核心處理模塊將步驟(4)接收到的位移信號和壓力信號根據步驟(5)接收到的溫度信號以及位移傳感器和壓力傳感器的修正係數進行數據校準，具體為:
將工作溫度範圍劃分為4個區間:溫度從高到低分別用區間Tl、T2、T3和T4表示；在每一溫度區間，傳感器都有一個對應的修正係數α?、α2、α3、α 4;當壓力和位移傳感器的環境溫度在Tl區間內時，他們傳輸的數據(包括位移信號和壓力信號)要經過傳感器溫度補償模塊的修正係數α I的校正；當壓力和位移傳感器的環境溫度在Τ2區間內時，他們傳輸的數據要經過傳感器溫度補償模塊的修正係數α 2的校正；當壓力和位移傳感器的環境溫度在Τ3區間內時，他們傳輸的數據要經過傳感器溫度補償模塊的修正係數α 3的校正；當壓力和位移傳感器的環境溫度在Τ4區間內時，他們傳輸的數據要經過傳感器溫度補償模塊的修正係數α 4的校正；
(7)核心處理模塊將校準後的位移信號、壓力信號、溫度信號轉換為PWM信號，重複步驟(2 ) - (6 )，實現對電液比例閥的精確控制。
[0007]本發明的有益效果是:本發明是電液比例閥控制器採用傳感器溫度補償措施，不僅避免了傳統控制系統多級處理過程中的累積誤差和各級器件的溫漂效應的不利影響，同時也避免了傳感器受溫度變化影響出現誤差對電液比例閥控制的不利影響，實現了對電液比例閥的更加穩定、精確地數位化控制，提高了環境適應能力。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1是一種傳感器溫度補償的閥控制器的結構框圖。其中有核心處理模塊1、狀態顯示模塊2、電源模塊3、存儲模塊4、壓力傳感器5、位移傳感器6、溫度傳感器7、電液比例閥8、功率驅動模塊9、A/D轉換器10。
[0009]圖2是一種傳感器溫度補償的閥控制器中溫度補償模塊的結構示意圖。其中Tl、T2、T3、T4 分別表示 _20~10 °C、10-40 V、40-70 V、70-100 V 的溫度範圍。

【具體實施方式】
[0010]一種傳感器溫度補償的電液比例閥控制器，由存儲模塊4、電源模塊3、核心處理模塊1、狀態顯示模塊2、功率驅動模塊9、電液比例閥8、位移傳感器6、溫度傳感器7、壓力傳感器5和Α/D轉換器10組成。
[0011]其中狀態顯示模塊2、功率驅動模塊9、A/D轉換器10、存儲模塊4和電源模塊3均與核心處理模塊I相連接；功率驅動模塊9的輸出端接電液比例閥8，壓力傳感器5和位移傳感器6的輸入端與電液比例主閥8連接，溫度傳感器7的輸入端與壓力傳感器5和位移傳感器6連接，溫度傳感器7、壓力傳感器5和位移傳感器6的輸出端與Α/D轉換器10連接。
[0012]核心處理模塊I可以採用TI公司生產的DSP晶片TMS320F2808，用於根據Α/D轉換器10的數位訊號，通過功率驅動模塊9控制電液比例閥8，並將Α/D轉換器10的數位訊號傳輸給狀態顯示模塊2，狀態顯示模塊2顯示電液比例閥控制器的工作狀態(位移、溫度、壓力)，但不限於此。
[0013]狀態顯示模塊2可以包括日本SEIKO EPSON公司的液晶顯示控制器SED1335及液晶顯示屏，用於顯示整個系統的配置信息和當前運行狀態；包括電液比例閥控制器的工作狀態(位移、溫度、壓力)，但不限於此。
[0014]位移傳感器6、壓力傳感器5分別可以採用德國Inelta公司的LVDT位移傳感器LVDT-1MAL4-L6和威斯特中航的濺射薄膜壓力傳感器CYB-11S，但不限於此。用於檢測電液比例閥8的位移和壓力，並將位移信號和壓力信號輸入到A/D轉換器10。
[0015]溫度傳感器7可以採用德國Heraeus公司的PtlOO鉑電阻溫度傳感器，但不限於此。用於將位移傳感器6和壓力傳感器5的環境溫度的模擬信號輸入到A/D轉換器10。
[0016]A/D轉換器10可以採用DSP晶片TMS320F2808內部集成的ADC模塊，用於採集壓力傳感器5、位移傳感器6和溫度傳感器7的信號，並將信號轉換為數位訊號發送給核心處理模塊。
[0017]本發明傳感器溫度補償的電液比例閥控制器的工作過程如下:
1.配置參數，設置電液比例閥8的位移和電液比例閥8的壓力，並將其輸入到核心處理模塊I。
[0018]2.核心處理模塊I將步驟I輸入的參數轉換為PWM信號，並將PWM信號傳輸給功率驅動模塊9。
[0019]3.功率驅動模塊9將PWM信號進行功率放大，並將放大後PWM信號傳輸給電液比例閥8，用於驅動電液比例閥8中比例電磁鐵，進而帶動電液比例閥8閥芯發生位移。
[0020]4.位移傳感器6和壓力傳感器5實時記錄下電液比例閥8的位移和油路壓力的數據變化，並都通過A/D轉換器10反饋至核心處理模塊I。
[0021]5.溫度傳感器7實時記錄下此時位移傳感器6和壓力傳感器5的環境溫度，並都通過A/D轉換器10反饋至核心處理模塊I。
[0022]6.核心處理模塊I將步驟4接收到的位移信號和壓力信號根據步驟5接收到的溫度信號以及位移傳感器6和壓力傳感器5的修正係數進行數據校準，具體為。
[0023]將工作溫度範圍劃分為(4)個區間，如圖2所示:溫度從高到低分別用區間T1、T2、Τ3和Τ4表示；在每一溫度區間，傳感器都有一個對應的修正係數α 1、α 2、α 3、α 4，當工作溫度在對應的工作區間內，使用對應的溫度修正係數對系統的位移及壓力信號進行公式矯正；當壓力和位移傳感器的環境溫度在Tl區間內時，他們傳輸的數據(包括位移信號和壓力信號)要經過傳感器溫度補償模塊的修正係數α I的校正；當壓力和位移傳感器的環境溫度在Τ2區間內時，他們傳輸的數據要經過傳感器溫度補償模塊的修正係數α 2的校正；當壓力和位移傳感器的環境溫度在Τ3區間內時，他們傳輸的數據要經過傳感器溫度補償模塊的修正係數α 3的校正；當壓力和位移傳感器的環境溫度在Τ4區間內時，他們傳輸的數據要經過傳感器溫度補償模塊的修正係數α 4的校正；校正後得到更加真實、準確的數據。
[0024]所述修正係數是指在數據計算、公式表達等由於理想和現實、現實和調查等產生偏差時，為了使其儘可能的體現真實性能對計算公式進行處理而加的係數，一般用α等表不O
[0025]7.核心處理模塊I將校準後的位移信號、壓力信號、溫度信號轉換為PWM信號，重複步驟2-6，實現對電液比例閥8的精確控制。
【權利要求】
1.一種傳感器溫度補償的電液比例閥控制器，其特徵在於，由存儲模塊「)、電源模塊「)、核心處理模塊〔0、狀態顯示模塊(21功率驅動模塊⑶)、電液比例閥(81位移傳感器「)、溫度傳感器(了)、壓力傳感器(5)和八/0轉換器(10)組成；其中狀態顯示模塊(21功率驅動模塊⑶)、八/0轉換器(1(0、存儲模塊(4)和電源模塊(3)均與核心處理模塊(1)相連接；功率驅動模塊(9 )的輸出端接電液比例閥(8 )，壓力傳感器(5 )和位移傳感器(6 )的輸入端與電液比例主閥(8)連接，溫度傳感器(7)的輸入端與壓力傳感器(5)和位移傳感器(6)連接，溫度傳感器(7 )、壓力傳感器(5 )和位移傳感器(6 )的輸出端與八/0轉換器(10 )連接。
2.一種權利要求1所述的傳感器溫度補償的電液比例閥控制器的控制方法，其特徵在於，包括以下步驟: (1)配置參數，設置電液比例閥(8)的位移和壓力，並將其輸入到核心處理模塊(1)； (2)核心處理模塊(1)將步驟(1)輸入的參數轉換為？麗信號，並將？麗信號傳輸給功率驅動模塊(9)； (3)功率驅動模塊(9)將？麗信號進行功率放大，並將放大後？麗信號傳輸給電液比例閥(8),用於驅動電液比例閥(8)中比例電磁鐵，進而帶動電液比例閥(8)閥芯發生位移； (4)位移傳感器(6)和壓力傳感器(5)實時記錄下電液比例閥(8)的位移和油路壓力的數據變化，並都通過糹/0轉換器(10)反饋至核心處理模塊(1)； (5)溫度傳感器(7)實時記錄下此時位移傳感器(6)和壓力傳感器(5)的環境溫度，並都通過糹/0轉換器(10)反饋至核心處理模塊(1)； (6)核心處理模塊(1)將步驟(4)接收到的位移信號和壓力信號根據步驟(5)接收到的溫度信號以及位移傳感器(6)和壓力傳感器(5)的修正係數進行數據校準，具體為: 將工作溫度範圍劃分為4個區間:溫度從高到低分別用區間I1、12、13和14表示；在每一溫度區間，傳感器都有一個對應的修正係數0 1、0 2、0 3、0 4；當壓力和位移傳感器的環境溫度在II區間內時，他們傳輸的數據(包括位移信號和壓力信號)要經過傳感器溫度補償模塊的修正係數0 1的校正；當壓力和位移傳感器的環境溫度在12區間內時，他們傳輸的數據要經過傳感器溫度補償模塊的修正係數0 2的校正；當壓力和位移傳感器的環境溫度在13區間內時，他們傳輸的數據要經過傳感器溫度補償模塊的修正係數0 3的校正；當壓力和位移傳感器的環境溫度在14區間內時，他們傳輸的數據要經過傳感器溫度補償模塊的修正係數0 4的校正； (7)核心處理模塊(1)將校準後的位移信號、壓力信號、溫度信號轉換為？麗信號，重複步驟(2)- (6),實現對電液比例閥(8)的精確控制。
【文檔編號】F16K31/02GK104500472SQ201410555523
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年10月20日 優先權日:2014年10月20日
【發明者】張斌, 劉威, 張佳, 王雙, 楊華勇 申請人:浙江大學, 阜新浙大液壓裝備技術創新中心有限公司