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现代测试技术在液压缸设计中的应用摘要：随着自动化技术的高速发展及其对测试技术要求的不断提高，从而使测试技术作为一种新产品开发的重要手段，可以有效缩短新产品研发周期，提高产品研发成功率。本文以液压缸缓冲设计为例，介绍测试技术在液压缸中的应用。结果表明，采用测试技术能够直观、量化缓冲性能指标及结果，并能进行改进前后性能的对比，缩短了元件满足主机性能需要的试制周期。最后，通过对工程机械的研发过程的总结，提出现代测试技术的主要任务及其发展方向。关键词：测试技术，液压缸，智能化，集成化，网络化1引言我国工程机械主机技术仍落后于发达国家，为其配套的关键液压元件是制约其发展的主要因素，尽快缩短与国外技术的差距，已在行业形成共识。随着自动化技术的高速发展，仪器及检测技术已成为促进当代生产的主流环节，同时也是生产过程自动化和经营管理现代化的基础，没有性能好、精度高、质量可靠的仪器测试到各种有关的信息，要实现高水平的自动化就是一句空话。因此，借鉴测试技术与传感技术在工程技术的成功应用，在液压件开发领域中引入测试技术的理念，将大幅度提高国产液压件的发展速度。液压缸作为主要的执行元件，在某些主机上对其缓冲性能要求越来越高。利用较好的缓冲结构延长液压缸的寿命越来越受到关注。本文介绍利用测试与传感技术建立计算机辅助测试系统，如何研究液压缸缓冲结构的设计和定型。利用测试结果，调节液压缸缓冲参数和节流孔参数。通过测试不同工况下缓冲腔工作压力及行程等参数，实现仿真设计，确保样机性能验证结果的可信度。2测试技术及传感技术在传统的产品开发模式中，进行产品的改进是被动的，是由主机厂使用过程中发现问题、提出问题并反馈，得到信息后再进行设计改进的。鉴于传统产品开发模式耗费开发周期时间长，被动改进，我们提出了新型产品开发模式如图1。图1新型产品开发模式结合自身的需求，我们开发出一套适用于液压缸缓冲结构研发过程中的计算机辅助测试系统。图2为计算机辅助测试系统的构成示意图，由液压系统传感器和数据采集系统组成，被测液压缸为带缓冲的液压缸，在主机上进行规定动作试验，采用多功能数据采集模块及数据采集软件，完成两腔压力(缓冲压力或工作压力)位移-时间的采集和测量。图2计算机辅助测试系统构成压力和位移传感器都是输出0－5V电压信号，由数据采集模块进行采集，最高采集频率为200Hz压力通道量程为180MPa，压力分辨率0.1MPa;位移通道量程3000mm;位移分辨率0.1mm;每个通道非线性:0.02%FS;零点温漂:5ppm/4h;满量程温度性能:5ppm/℃typ;调零范围:99%FS;工作温度:－30℃～75℃。3测试技术在产品研发中的应用本文以超高压液压缸产品为例，说明测试技术对产品研发的作用。通过前期对产品工况的研究以及对设计输入的参数确定，我们进行了整体方案确定和零部件设计，试制出不同缓冲参数的测试液压缸。3.1原始方案及测试结果对三种液压缸采用二种缓冲结构参数，进行对比试验，将试验数据进对比分析。详见图3-8。图3液压缸1方案1的测试结果图4液压缸1方案1的测试结果图5液压缸2方案1的测试结果图6液压缸2方案1的测试结果图7液压缸3方案1的测试结果图8液压缸3方案1的测试结果3.2方案优化对方案1和方案2结果与理想缓冲曲线进行对比分析，利用经验公式得到改进方案，改进后方案如图9-11所示。图9液压缸1改进后方案测试结果图10液压缸2改进后方案测试结果图11液压缸3改进后方案测试结果其中对三种液压缸的测试数据进行对比，如表1所示。表1测试结果对比(压力:MPa，时间:s)3.3方案确定最终确定改进后方案为最终方案，缓冲性能及曲线接近理想曲线。通过上述流程，已经成功地完成超高压液压缸的产品研发和图纸定型，在没有经过用户长期验证的情况下，在较短的时间内完成了产品的改进和完善。对于高端工程机械液压缸的设计，通过对测试数据和曲线的分析，可判断液压缸的结构方案是否合理所用材料是否最佳，解决液压缸在设计、加工、材料等方面存在的问题;通过曲线可得知液压缸最佳工作范围，以便确定液压缸工况，延长液压缸使用寿命。本文运用测试技术与传感技术相结合的方法，实现了对缓冲结构的重新调整，高效、快速提高了缓冲性能，优化了设计开发的流程，缩短了产品开发周期，可供其他类型液压缸的设计开发借鉴。4现代测试技术与工程应用及发展方向随着国民经济、科学技术的发展，测控技术与仪器起着越来越重要的作用，因为没有精度高、性能好、质量可靠的传感器检测到各种有关信息，要实现诸如激光器，宇航飞行器等就是一句空话。尤其在我们紧密相连的生产过程中，为了保证正常高效的生产，对生产过程的自动化提出了越来越高的要求。产品的品质参数和加工的在线测量，以及包装等都离不开测试，先进的测试技术已成为生产系统不可缺少的组成部分。现代测试技术的任务主要体现在以下三个方面：⑴产品开发和性能试验：一个产品，从当初的构思到最终的实现必须经过设计、试制和质量稳定的批量生产的过程。虽然目前各专业领域设计理论的日趋完善和计算机模拟仿真技术的成熟，产品设计到成形所遇到的问题越来越少，但要使真正的产品投入大批量生产，只能依靠对产品零部件及整机的性能实验。⑵质量控制与生产监督：对于任何一个生产者，首要关注的问题便是所生产产品的质量，他们会从产品的零件的各个生产环节上对产品质量进行严格的控制。从技术角度而言，测试则是质量控制与生产监督的基础手段，合理地运用好测试技术可以真实的反映机组的运行状态，从而提高劳动生产率，节约和降低成本。⑶机械故障诊断：测试技术地合理运用，一方面能最大限度的延长其使用寿命，另一方面则可以提前预测故障的产生，安排好维修的方式，时间和所需要准备的零部件等，这对于工厂保持丁作连续性有着重大意义。同时，随着自动化程度要求的不断提高，测试技术也越来越趋向于高度智能化、集成化和网络化。智能化：人工智能与专家系统的发展及在仪器中的应用正在加速仪器智能化的进程，测试仪器具有自学习、自诊断能力，并根据知识库进行理解、推理、判断与分析，这就是测试仪器实现高度智能化的重要方向。多传感集成化：①基于多传感集成的不同物理量(或环境参量)的检测技术。这是近年来测试技术的研究重点，如何把多种传感器集中于一个测试系统，综合利用来多传感器的信息，便成了智能检测系统中正待解决的问题；②基于多传感集成的信息融合技术，它充分利用多传感器资源得到不同时空信息，依据某种准则进行组合而获得被测对象的解释或描述。网络化：随着计算机、通讯和网络技术的不断发展，一种含盖范围更宽、应用领域更广的全新现代测量技术一网络化测量技术逐步形成并日渐清晰，网络化测试技术与具备网络功能的新型仪器应运而生，并使检测技术的现场化、远程化、网络化成为趋势。5结语测试技术是进行各种科学技术，实验研究和生产过程参数检测中必不可少的手段，他起着类似于人体感觉器官的作用，通过测试可以揭示事物的内在联系和发展规律，从而可以利用它，推动科学技术的发展，反过来科学技术的发展也能够更迅速的带动测试技术的发展。总之，只要人们能恰当的处理好它们之间的关系，我们的未来生产生活将会更加兴旺发达。