一種手持式便攜伺服閥測試儀及測試方法與流程

本發明屬于測試儀表技術領域，公開了一種手持式便攜伺服閥測試儀及測試方法。

背景技術：

在現代航天航空、船舶、冶金、化工等領域，電液伺服控制系統應用廣泛，電液伺服閥作為電液伺服系統的核心器件，與機械動作系統和電氣控制系統緊密相連，其質量好壞直接影響到整個電液伺服系統的控制精度，因此它的測試與維修工作顯得尤為重要。目前市場上常用的電液伺服閥，在工作之前都需要伺服閥測試儀對其各項功能進行實時測試，

這些測試既可在工業現場進行，也可在產品車間進行。國內外現有的伺服閥品牌不一，型號眾多，目前的測試儀主要是定制的，對特定型號的伺服閥能夠測試，其測試硬件采用“傳感器+數據采集卡+工控機+電控器”的控制系統，如圖5的a部分所示(現有控制系統通過電纜與電液伺服閥相連接工作)，體積相對較大，移動不夠便捷，不能滿足各種不同型號和不同功能的伺服閥的測試要求。

技術實現要素：

本發明的目的在于提供一種手持式便攜伺服閥測試儀及測試方法，能夠方便移動，并滿足多種不同型號和不同功能的伺服閥的測試要求。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案是：

一種手持式便攜伺服閥測試儀，包括手持式外殼、設置在所述手持式外殼上的伺服閥連接器以及設置在所述手持式外殼中的電源模塊、恒流源模塊、閥芯指示模塊、信號處理模塊、信號切換模塊、信號指示模塊、信號輸入輸出模塊以及工作狀態指示模塊，所述恒流源模塊、信號處理模塊、信號切換模塊分別與信號輸入輸出模塊相連，構成指令信號發生器，所述閥芯指示模塊中設有包括ia、i/v、pe、f、d在內的多個分立的測試插孔，所述閥芯指示模塊的各個測試插孔以及所述伺服閥連接器的各個連接端子分別與所述指令信號發生器的相應端相連，所述電源模塊分別與所述恒流源模塊、閥芯指示模塊、信號處理模塊、信號切換模塊、信號指示模塊、信號輸入輸出模塊以及工作狀態指示模塊連接，且通過所述閥芯指示模塊和伺服閥連接器為連接的被測伺服閥供電。

可選的，所述手持式外殼采用abs塑料，主要由上蓋和下底組成，所述上蓋和下底結合處有密封凹槽，所述密封凹槽中放置有硅橡膠密封圈；所述信號切換模塊包括波段開關和電位器，所述波段開關和電位器的旋鈕與所述上蓋接觸的位置設有橡膠墊圈。

可選的，所述電源模塊包括依次連接的電池、電池管理模塊以及電壓轉換模塊；所述電壓轉換模塊為dc-dc線性穩壓電源轉換模塊，包括24v轉±15v電源轉換電路和24v轉+5v電源轉換電路；所述電池為24v2600ma/h可充電鋰電池組，所述電池管理模塊包括充電電路以及過流保護電路。

可選的，所述24v轉±15v電源轉換電路，包括24v轉+18v電源轉換模塊、24v轉-18v電源轉換模塊以及第一穩壓模塊三個模塊；其中：

所述24v轉+18v電源轉換模塊包括第一dc-dc轉換芯片u1、第二十一至第二十四電容c21-c24、第五至第六電容c5-c6、第一二極管至第四二極管d1-d4、第四十一電阻至第四十三電阻r41-r43以及第一電感l1；u1的1腳連接第一電感l1的一端，并通過第二十三電容c23連接u1的2腳，通過第一二極管d1連接u1的4腳；u1的5腳和8腳接地，并且通過第二十二電容c2連接u1的6腳，u1的6腳通過第四十一電阻r41連接u1的10腳，u1的10腳還連接24v電源vcc并且經過第二十一電容c21接地以濾波，u1的2腳還依次反向連接第二二極管d2、正向連接第三二極管d3以及第四二極管d4，第二二極管d2的陽極和第三二極管d3的陽極還通過第二十四電容c24連接至第三二極管d3的陰極，第四二極管d4的陽極還連接所述第一電感l1的另一端，并通過第六電容c6接地，u1的腳7通過第五電容c5和第四十二電阻r42的并聯電路連接所述第一電感l1的另一端，同時通過第四十三電阻r43接地，第四二極管d4的陰極輸出+18v電壓信號,以輸出至第一穩壓模塊；

所述24v轉-18v電源轉換模塊包括第二dc-dc轉換芯片u5、第四十四電阻至第四十七電阻r44-r47、第十一電容至第十六電容c11-c16、第五至第六二極管d5-d6以及第二至第三電感l2-l3；u5的1腳通過第四十五電阻r45連接第三電感l3的一端和第六二極管d6的陰極，u5的2腳通過第四十六電阻r46通過第十四電容c14和第十五電容c15接地，u5的3腳通過第四十四電阻r44與u5的5腳相連，同時通過第二電感l2和4腳相連，u5的6腳通過第四十七電阻r47接地，u5的7腳通過第十三電容c13接地，u5的8腳和9腳均接地，u5的3腳與第四十四電阻r44的連接端還通過第十一電容c11接地，u5的4腳還通過第十二電容c12連接所述第三電感l3的另一端以及第五二極管d5的陽極，第五二極管d5的陰極接地，第六二極管d6的陰極還通過第十六電容c16接地，第六二極管d6的陽極輸出-18v電壓信號至所述第一穩壓模塊；

所述第一穩壓模塊包括第一穩壓芯片u2、第二穩壓芯片u4、第七至第十電容c7-c10以及第十七至第二十電容c17-c20；第一穩壓芯片u2的1腳連接第四二極管d4的陰極，并通過第七電容c7接地，u2的2腳接地，u2的3腳分別通過第八電容c8、第九電容c9以及第十電容c10接地,u2的3腳作為第二穩壓模塊的第一個輸出端，輸出穩定的+15v電壓；第二穩壓芯片u4的1腳與u2的2腳相連以接地，u4的2腳與第六二極管d6的陽極相連，同時通過第十七電容c17與第七電容c7相連以接地，u4的3腳分別通過第十八電容c18、c第十九電容19、第二十電容c20接地，通過u4的3腳作為第一穩壓模塊的第二個輸出端，輸出穩定的-15v電壓。

可選的，所述24v轉+5v電源轉換電路包括24v轉+8v電源轉換模塊以及第二穩壓模塊兩個模塊，其中：

所述24v轉+8v電源轉換模塊包括第三dc-dc轉換芯片u6、第三十一至第三十四電容c31-c34、第五十一電阻至第五十三電阻r51-r53、第七至第八二極管d7-d8以及第四電感l4；u6的1腳通過電感l4連接第八二極管d8的陽極，u6的2腳通過第三十三電容c33連接第四電感l4與第八二極管d8的連接端，u6的3腳和9腳懸空，，u6的4腳通過第七二極管d7連接所述第四電感l4與第八二極管d8的連接端，u6的5腳接地，u6的6腳通過第五十一電阻r51接u6的10腳，同時通過第三十二電容c32接地，u6的7腳通過第五十二電阻r52接地，同時通過第五十三電阻r53連接所述第四電感l4與第八二極管d8的連接端，第五十三電阻r53與第八二極管d8的連接端還通過第三十四電容c34接地，u6的8腳連接所述第四電感l4與第八二極管d8的連接端，u6的10腳連接24v電源vcc，并經過第三十一電容c31接地以濾波，第八二極管d8的陰極為24v轉+8v電源轉換模塊的輸出端，輸出+8v電壓至第二穩壓模塊；

所述第二穩壓模塊包括第三穩壓芯片u7以及第三十五至第三十八電容c35-c38，u7的1腳與第八二極管d8的陰極相連，并通過第三十五電容c5接地，u7的2腳接地，u7的3腳分別通過第三十六電容c36、第三十七電容c37、第三十八電容c38接地，u7的3腳為第二穩壓模塊的輸出端，輸出穩定的+5v電壓。

可選的，所述信號切換模塊包括波段開關和電位器，能夠切換的不同信號包括-10v～+10v、4ma～20ma、-10ma～+10ma、-50ma～+50ma四種指令信號，且所述指令信號均能在所述信號指示模塊上顯示。

可選的，所述指令信號發生器用于產生包括所述四種指令信號在內的各種指令信號，所述指令信號發生器包括8個模擬運算放大器，分別為：u1a、u1b、u1c、u1d、u2a、u2b、u2c、u3；其中：

所述u1a與其周圍電路以及u1b與其周圍電路組成信號輸入輸出模塊的指令信號輸入電路部分，u1a與其周圍電路能夠實現信號調零功能，具體電路連接如下：u1a的正向輸入端連接第一變阻器r01的電阻調節端c，所述第一變阻器r01的一端a通過第一電阻r1連接至供電端vcc，u1a的反向輸入端通過所述第一變阻器r01的另一端b接地，所述u1a的反向輸入端連接其輸出端，且所述u1a的輸出端還通過第二電阻r2與第六電阻r6、第七電阻r7以及單刀雙擲開關k3的刀端相連；u1b與其周圍電路能夠實現產生內部指令信號和接收外部指令信號的功能，具體電路連接如下：u1b的正向輸入端連接第二變阻器r02的電阻調節端c，所述第二變阻器r02的一端a通過第三電阻r3連接供電端vcc，所述述第二變阻器r02的另一端b分別連接一接地開關k2以及第四電阻r4的一端，第四電阻r4的另一端連接供電端vcc，u1b的反向輸入端分別連接一信號開關k1的一端以及u1b的輸出端，所述信號開關k1的另一端連接一信號輸入端子in以及所述單刀雙擲開關k3的一個擲位端，u1b的輸出端通過第五電阻r5連接所述單刀雙擲開關k3的另一個擲位端，輸出穩定的-10v～+10v電壓信號；

u1c、u1d、u2a、u2b連同各自的周圍電路共同組成信號處理模塊的主要電路部分，其中u1d與其周圍電路用于實現產生內部偏置電壓的功能，具體電路連接如下：u1d的正向輸入端分別連接一接地電容c1以及第三變阻器r03的電阻調節端c，第三變阻器r03的一端a通過第九電阻r9連接供電端vcc，第三變阻器r03的另一端b通過第十電阻r10接供電端vcc，u1d反向輸入端連接其輸出端，且，u1d的輸出端還連接第十五電阻r15的一端，第十五電阻r15另一端輸出+6v內部偏置電壓；u1c、u2a、u2b連同各自的周圍電路用于實現信號的比例放大，輸出穩定的-10v～-2v電壓信號，具體的電路連接如下：所述u1c的正向輸入端通過第八電阻r8接地，所述u1c的反向輸入端連接所述第七電阻r7的另一端，所述u1c的輸出端分別連接第六電阻r6的另一端以及第十一電阻r11的一端，第十一電阻r11的另一端連接u2a的反向輸入端以及第十二電阻r12的一端，第十二電阻r12的另一端連接u2a的輸出端，u2a的正向輸入端通過第十三電阻r13接地，u2a的輸出端連接第十四電阻r14的一端，第十四電阻r14的另一端連接第十五電阻r15的另一端、第十六電阻r16的一端以及u2b的反向輸入端，第十六電阻r16的另一端連接u2b的輸出端，u2b的正向輸入端通過第十七電阻r17接地，u2b的輸出端輸出穩定的-10v～-2v電壓信號；

u2c、u3連同其各自的周圍電路以及一波段開關k4共同組成恒流模塊的主要電路部分，實現通過pi控制產生穩定的電流輸出信號的功能，具體的電路連接如下：波段開關k4的各檔位端相應的連接u2b的輸出端，以從-10v～-2v電壓信號選擇合適的電壓信號輸入，波段開關k4的輸出端一路依次通過第十九電阻r19、第二十電阻r20連接至u3的反向輸入端，一路連接第十八電阻r18和第二電容c2的一并聯端，第十八電阻r18和第二電容c2的另一并聯端接地，第二十電阻r20為變阻器，第二十電阻r20的一端與第十九電阻r19連接，電阻調節端與u3的反向輸入端連接，第二十電阻r20的另一端通過第二十一電阻r21連接u2c的反向輸入端，同時通過第二十二電阻r22、指示燈led1接地；第十九電阻r19與第二十電阻r20連接的一端還通過第三電容c3連接至u3的輸出端，u3的正向輸入端接地，u3的輸出端連接第二十六電阻r26的一端，第二十六電阻r26另一端為恒流源模塊的輸出端，輸出恒定電壓1v，所述第二十六電阻r26的另一端還通過第二十三電阻r23連接u2c的反向輸入端、通過第二十四電阻r24連接u2c的正向輸入端，u2c的正向輸入端還通過第二十五電阻接地；

波段開關k5以及第二十七電阻r27、第二十八電阻r28、第二十九電阻r29、第三十電阻r30、第三十一電阻r31、第三十二電阻r32、第三十三電阻r33以及第四電容c4組成信號切換模塊的主要電路部分，實現選擇不同的指令信號類型的功能，具體的電路連接如下：波段開關k5一端為輸出端，另一端為各個檔位端，第二十七電阻r27、第二十八電阻r28并聯形成20ω電阻的第一支路，第一支路的一端連接波段開關k5的第一個檔位端，第一支路的另一端連接所述第二十六電阻r26的另一端，產生-50ma～+50ma指令信號；第二十九電阻r29、第三十電阻r30并聯形成100ω電阻的第二支路，第二支路的一端連接波段開關k5的第二個檔位端，第二支路的另一端連接所述第二十六電阻r26的另一端，產生-10ma～+10ma指令信號；第三十一電阻r31、第三十二電阻r32并聯形成50ω電阻的第三支路，第三支路的一端連接波段開關k5的第三個檔位端，第三支路的另一端連接所述第二十六電阻r26的另一端，產生4ma～20ma指令信號；第三十三電阻r33為1kω的電阻，一端連接信號處理模塊，產生的-10v～+10v電壓，另一端連接波段開關k5的第四個檔位端，輸出-10ma～+10ma電流；第四電容c4一端接地，另一端連接第二十三電阻r23與第二十四電阻r24連接的一端。

可選的，所述u1a、u1b、u1c、u1d組成是一個模擬運算放大器tl084芯片，所述u2a、u2b、u2c組成另一個模擬運算放大器tl084芯片，u3是高電壓大電流運算放大器opa551芯片；所述波段開關k5為雙層四刀五檔波段開關。

可選的，所述工作狀態指示模塊包括設置在所述手持式外殼上的測試儀開關、連接所述電源模塊的充電接口、多個指示燈以及連接所述指示燈的大電流指示電路和電池電壓指示電路，其中，

所述大電流指示電路包括第一電壓比較模塊和第一顯示模塊，第一電壓比較模塊主要包括第一模擬放大芯片u11、第六十一至第六十五電阻r61-r65、第十一至第十二二極管d11-d12以及第四十一電容c41，u11的正向輸入端通過第六十五電阻r65接地，u11的反向輸入端分別連接第六十三電阻r63的一端和第六十四電阻r64的一端，第六十三電阻r63的另一端接第六十一電阻r61的一端和第六十二電阻r62的一端，第六十一電阻r61的另一端接+15v電源電壓，第六十二電阻r62的另一端接地，第六十四電阻r64的另一端接閥芯指示模塊2的ia測試插孔，u11的輸出端通過第四十一電容c41連接u11的反向輸入端與r64的連接節點，u11的輸出端還依次經第十二二極管d12的陰極、第十二二極管d12的陽極、第十一二極管d11的陽極、第十一二極管d11的陰極連接u11的反向輸入端與r63的連接節點，第十一二極管d11的陰極還連接u11的反向輸入端與r64的連接節點；第一顯示模塊包括第六十六電阻r66以及第一led指示燈d13，且當電路中電流超過250ma時，第一led指示燈d13亮起提醒；

所述電池電壓指示電路包括第二電壓比較模塊和第二顯示模塊，第二電壓比較模塊主要包括第二模擬放大芯片u21、第一七十一至第七十七電阻r71-r77、第二十一至第二十二二極管d21-d22以及第五十一電容c51，u21的正向輸入端通過第七十七電阻r77接地，u21的反向輸入端分別連接第七十三電阻r73的一端和第七十六電阻r76的一端，第七十三電阻r73的另一端接第七十一電阻r71的一端和第七十二電阻r72的一端，第七十一電阻r71的另一端接+24v電源電壓，第七十二電阻r72的另一端接地，第七十六電阻r76的另一端接第七十四電阻r74的一端和第七十五電阻r75的一端，第七十四電阻r74的另一端接+24v電源電壓，第七十五電阻r75的另一端接地，u21的輸出端通過第五十一電容c51連接u21的反向輸入端與r76的連接節點，u21的輸出端還依次經第二十二二極管d22的陰極、第二十二二極管d22的陽極、第二十一二極管d21的陽極、第二十一二極管d21的陰極連接u21的反向輸入端與r73的連接節點，第二十一二極管d21的陰極還連接u21的反向輸入端與r76的連接節點。第二顯示模塊包括第七十八電阻r78以及第二led指示燈d23，所述第七十八電阻r78的一端連接u21的輸出端，所述第七十八電阻r78的另一端與第二led指示燈d23的一端連接，第二led指示燈d23的另一端接地。

一種利用上述的手持式便攜伺服閥測試儀的測試方法，包括以下步驟：

首先，根據被測伺服閥的類型，選擇通過伺服閥連接器或閥芯指示模塊來將所述被測伺服閥與手持式便攜伺服閥測試儀連接；

然后，通過信號切換模塊的波段開關，調至所需指令信號范圍；

接著，通過電源模塊給所述手持式便攜伺服閥測試儀上電，并調節所述信號切換模塊的電位器選擇合適的信號參數，以對所述被測伺服閥進行相應的測試；

在所述測試中，根據信號指示模塊顯示的數值、所述信號切換模塊的電位器調節的信號參數以及所述被測伺服閥連接的閥芯指示模塊的f測試插孔或所述被測伺服閥連接的伺服閥連接器的f端子反饋信號進行判斷，再根據所述被測伺服閥的負載動作能否隨之反映來進行分析，總結出被測伺服閥的性能以及出現何種故障。

與現有技術相比，本發明的技術方案具有以下有益效果：

1、本發明的手持式便攜伺服閥測試儀主要包括手持式外殼、設置在所述手持式外殼上的伺服閥連接器以及設置在所述手持式外殼中的閥芯指示模塊、信號指示模塊、工作狀態指示模塊、信號切換模塊、電源模塊、恒流源模塊、信號處理模塊以及信號輸入輸出模塊；整體外觀體積小，可手持，攜帶和操作均比較方便；

2、本發明的手持式便攜伺服閥測試儀，具有高效的dc-dc轉換，通過多級閉環控制電路實現高精度、多量程和高穩定性的電流或電壓輸出，可實現自由i/v切換，能夠為被測伺服閥提供三種電源信號和四種不同的指令信號，以及通過監測閥芯位置輸出信號來確定閥芯的運動位置，調試和維護簡單，能對伺服閥、比例閥以及普通換向閥均能控制，同時可采集電反饋伺服閥的閥芯位置反饋信號，能夠對目前市場上90％以上的液壓控制閥進行故障判斷和性能測試，具有較強的通用性；

3、本發明的手持式便攜伺服閥測試儀，所有電路均集成在一塊電路板上，并且與外殼無縫連接，集成度高，整體性強，呈手持式可單手抓握儀器，有較好的人機交互效果；

4、本發明的手持式便攜伺服閥測試儀，使用可充電鋰電池，能夠實時為24v或±15vdc供電的不同型號液壓伺服閥或電反饋伺服閥供電進行在線測試，對于無需供電的線圈式伺服閥可通過插針引線直接給線圈指令；

5、本發明的測試方法，能夠實現被測伺服閥的多種性能測試和故障測試，測試效率大大提高。

附圖說明

圖1為本發明具體實施例的手持式便攜伺服閥測試儀的結構示意圖；

圖2為本發明具體實施例的手持式便攜伺服閥測試儀的系統模塊結構示意圖；

圖3為本發明具體實施例的手持式便攜伺服閥測試儀的伺服閥連接器的連接原理圖；

圖4為本發明具體實施例的指令信號發生器的核心信號流程圖；

圖5為本發明具體實施例的手持式便攜伺服閥測試儀與伺服閥的工作示意圖；

圖6為本發明具體實施例的24v轉±15v電源轉換電路原理圖；

圖7為本發明具體實施例的24v轉+5v電源轉換電路原理圖；

圖8為本發明具體實施例的大電流指示電路原理圖；

圖9為本發明具體實施例的電池電壓指示電路原理圖；

圖10為本發明具體實施例的指示信號發生器的電路原理圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實例對本發明做更進一步的解釋，但本發明不僅限于該實例。以下細節描述中，詳盡描述了一些特定的細節部分，對本領域技術人員來說沒有這些細節部分也可完全理解本發明，為了避免混淆本發明的實質，公知的方法、過程、流程、元器件并沒有多做贅述。

請參考圖1和圖2，本發明提供一種手持式便攜伺服閥測試儀(以下簡稱測試儀)，主要包括手持式外殼7、設置在所述手持式外殼7上(例如前端或者一側)的伺服閥連接器1以及設置在所述手持式外殼7中的閥芯指示模塊2、信號指示模塊3、工作狀態指示模塊4、信號切換模塊5、電源模塊6、恒流源模塊8、信號處理模塊9以及信號輸入輸出模塊10。

請參考圖1，伺服閥連接器1可以是設置在所述手持式外殼前端或者一側的帶有連接電纜的伺服閥連接插頭，通過所述伺服閥連接插頭，可以將測試儀與指定型號的被測伺服閥相連，如圖5中所示。所述帶有連接電纜的連接插頭與所述手持式外殼7可以固定連接，也可以是拔插式連接。伺服閥連接器1還可以是伺服閥插座，通過借助帶有伺服閥連接插頭(該插頭與作為伺服閥連接器1的伺服閥插座相適配)的連接電纜，將測試儀與指定型號的被測伺服閥相連。

本實施例中，伺服閥連接器1是七芯航空插口結構，其七個接口引腳定義固定，如圖3中的a至f以及pe所示，其限定了24vdc供電方式，但是由于被測伺服閥的型號不一，因此需要的供電方式除24vdc供電以外，還有±15vdc供電方式，以及非電反饋式伺服閥(線圈式)的無需供電方式(這種方式下測試儀可以直接給線圈指令)，故本發明的測試儀還設置了閥芯指示模塊2，來實現兩種外部接口方式給被測伺服閥供電、提供指令信號。具體地，一種是通過伺服閥連接器1連接測試儀與相應型號的被測伺服閥，以給所述被測伺服閥供電、提供指令信號，為實現防差錯功能，優選地將伺服閥連接器1用于連接測試儀本身和被測伺服閥的兩端的七芯航空插口設計成不一致，伺服閥連接機構1與所述被測伺服閥連接的一端是標準七芯航空插口(例如是標準配置2m的七芯航空插頭)，而與測試儀本身連接的一端是體積較小，安裝直徑為12mm左右的標準七芯航空插口(例如是xs12k7p七芯航空插頭)，縮小體積，更加方便安裝在測試儀上。另一種通過閥芯指示模塊2的插針引線方式連接測試儀與相應型號的被測伺服閥，具體地，所述閥芯指示模塊2中設有ia、i/v、pe、f、d等多個分立的測試插孔以及所述各個測試插孔連接的相應內部電路，這些測試插孔位于所述手持式外殼的測試儀面板上，其中ia測試插孔是插接的被測伺服閥的耗電測試口，可用萬用表測量該ia測試插孔的電壓，比例是1v＝1a，來實現被測伺服閥的耗電測試；f測試插孔是插接的被測伺服閥的閥芯位置的反饋測試口，用于通過其連接的內部電路監測被測伺服閥的閥芯位置輸出信號，確定閥芯的運動位置，以判斷閥芯波動是否正常，優選地，f測試插孔與其連接的相應的內部電路(如圖3中的閥芯位置指示電路)之間連接的負載電阻r可以進行調整，例如通過所述閥芯指示模塊2還可以外接一波段開關，來調節f測試插孔連接的負載電阻,以適應不同被測伺服閥的閥芯位置測試應用要求；d測試插孔是指令信號輸出插口，用于輸出測試儀的指令信號，信號規格取決于所述波段開關的選擇；pe測試插孔是保護地，用于連接所述手持式外殼。

請參考圖3，本發明中，伺服閥連接器1的f芯和閥芯指示模塊2的f測試插孔在連接有被測伺服閥時，會反饋一個閥芯位置反饋信號，這個信號就是f和gnd間的電壓2v～10v，當接地電阻r的阻值為500ω時，2v～10v在接地電阻r處產生的電流對應為4ma～20ma，然后通過閥芯指示模塊2內部的閥芯指示電路將2v～10v變成-10v～+10v，輸出至i/v(電流與電壓的切換)測試插孔。

由上所述可知，伺服閥連接器1主要是針對特定的被測伺服閥，將伺服閥連接器1和特定的被測伺服閥直接相連時，本發明的測試儀是所述特定的被測伺服閥的專用測試儀,而閥芯指示模塊2主要是針對所有的被測伺服閥，用閥芯指示模塊2的相應的測試插孔連接被測伺服閥時，本發明的測試儀是通用測試儀，可以測試+24v和6+pe接口的閥、±15v和6+pe接口的閥、以及所有+24v供電或±15v供電和符合指令信號要求的所有伺服閥。

在本發明的其他實施例中，伺服閥連接器1也可以是七芯接口或十一芯接口等。閥芯指示模塊2上的測試插孔不僅限于ia、i/v、pe、f、d這5個，可以根據伺服閥測試項目，增減設置相應的測試插孔，例如可以設置包括ia、i/v、pe、f、d在內的15個分立的測試插孔。

所述信號指示模塊3可以采用液晶顯示屏(lcd)來直觀地顯示指令信號的具體數值，與電源模塊6相連并由其供電，并且連接所述信號輸入輸出模塊的輸出端，在不同信號范圍顯示量化的不同信號變化。例如，所述信號指示模塊3為采用液晶直流電壓電流表cj5040連接波段開關的公共端、dc5v供電以及16mmlcd顯示的模塊。

所述工作狀態指示模塊4包括設置在所述手持式外殼的測試面板上的測試儀開關41、多個指示燈42以及連接所述指示燈的大電流指示電路44和電池電壓指示電路45，所述指示燈包括顯示電源模塊6的電池工作狀態和指令信號發生器中的相應模塊的電路工作狀態的雙色led指示燈。當所述電源模塊6的電池為可充電電池時，所述工作狀態指示模塊4還包括連接所述電源模塊6的充電接口43。

所述電源模塊6可以包括電源轉換模塊和電池，所述電源轉換模塊用于將電池輸出的總電壓轉換為測試儀的各個模塊的工作電壓以及被測伺服閥的電源電壓，以為測試儀的各個模塊供電，以及通過伺服閥連接器1或者閥芯指示模塊2為連接的被測伺服閥供電。當所述電池為可充電電池時，所述電源模塊6還可以包括電池管理模塊，所述電池管理模塊用于管理所述電池的輸出、充電以及保護，例如所述電池為六節可充電鋰電池構成的24v2600ma/h可充電電池組，所述電池管理模塊包括充電電路以及過流保護電路，此時測試儀出廠時會配有國標恒流充電器。

所述手持式外殼7采用abs塑料，質量輕便，整體外形尺寸約為130mm×236mm×43mm，質量為0.75kg(含內置鋰電池)，主要由上蓋和下底組成，且上蓋和下底結合處有密封凹槽，密封凹槽中放置有硅橡膠密封圈，可防止檢修現場油污。所述手持式外殼7的上蓋與閥芯指示模塊2、信號指示模塊3、工作狀態指示模塊4、信號切換模塊5安裝位置相對應的部分為測試面板，且信號切換模塊5的波段開關51和電位器52的旋鈕與測試面板接觸的位置加裝有橡膠墊圈，具有輕微防震功能，能處于復雜環境中由單人獨自操作；所述手持式外殼7安裝電源模塊6的電池的部分為手持部。

請參考圖2，本發明中，所述恒流源模塊8、信號處理模塊9、信號切換模塊5分別與信號輸入輸出模塊10相連，構成指令信號發生器，整個指令信號發生器由電源模塊6供電，其主要功能是為被測伺服閥提供電源信號和輸入信號，以及通過監測閥芯位置輸出信號來確定閥芯的運動位置。其中，信號切換模塊5包括波段開關51以及電位器52，用于輸出各種伺服閥所需的控制電流或電壓信號，所述波段開關51可以是雙層四刀五檔波段開關，連接各路不同的輸出信號，通過不同的檔位來及時調整各種伺服閥所需的控制電流或電壓信號，即提供四種不同的指令信號，來滿足常見伺服閥的信號規格。電位器52起微調作用，用來配合波段開關51的信號調整。恒流源模塊8采用pi控制器，產生穩定的電流輸出信號。信號處理模塊9采用若干運算放大器對信號進行處理和比例控制。請參考圖4，本發明中指令信號發生器的核心信號流程包括：信號輸入輸出模塊10產生內部指令信號或接收外部指令信號并進行信號調零后發送給信號處理模塊9，信號處理模塊9對接收的信號進行偏置處理(以產生內部偏置電壓)以及比例放大，之后恒流源模塊8通過pi控制產生穩定的電流輸出信號發送給信號切換模塊5，信號切換模塊5通過波段開關51和電位器52的配合選擇不同的指令信號類型對所述電流輸出信號進行調整，信號輸入輸出模塊10將信號切換模塊5調整后的信號輸出至連接有被測伺服閥的伺服連接器1或閥芯指示模塊2相應的測試插孔。

下面結合附圖10，對本發明的指令信號發生器的各功能模塊的具體電路進行詳細的說明。如圖10所示，指令信號發生器包括8個模擬運算放大器，分別為：u1a、u1b、u1c、u1d、u2a、u2b、u2c、u3。其中u1a與其周圍電路以及u1b與其周圍電路組成信號輸入輸出模塊10的指令信號輸入電路部分，u1a與其周圍電路能夠實現信號調零功能，具體電路連接如下：u1a的正向輸入端連接第一變阻器r01的電阻調節端c，所述第一變阻器r01的一端a通過第一電阻r1連接至供電端vcc，u1a的反向輸入端通過所述第一變阻器r01的另一端b接地，所述u1a的反向輸入端連接其輸出端，且所述u1a的輸出端還通過第二電阻r2與第六電阻r6、第七電阻r7以及單刀雙擲開關k3的刀端相連。u1b與其周圍電路能夠實現產生內部指令信號和接收外部指令信號的功能，具體電路連接如下：u1b的正向輸入端連接第二變阻器r02的電阻調節端c，所述第二變阻器r02的一端a通過第三電阻r3連接供電端vcc，所述述第二變阻器r02的另一端b分別連接一接地開關k2以及第四電阻r4的一端，第四電阻r4的另一端連接供電端vcc，u1b的反向輸入端分別連接一信號開關k1的一端以及u1b的輸出端，所述信號開關k1的另一端連接一信號輸入端子in以及所述單刀雙擲開關k3的一個擲位端，u1b的輸出端通過第五電阻r5連接所述單刀雙擲開關k3的另一個擲位端，輸出穩定的-10v～+10v電壓信號。

u1c、u1d、u2a、u2b連同各自的周圍電路共同組成信號處理模塊9的主要電路部分，其中u1d與其周圍電路用于實現產生內部偏置電壓的功能，具體電路連接如下：u1d的正向輸入端分別連接一接地電容c1以及第三變阻器r03的電阻調節端c，第三變阻器r03的一端a通過第九電阻r9連接供電端vcc，第三變阻器r03的另一端b通過第十電阻r10接供電端vcc，u1d反向輸入端連接其輸出端，且，u1d的輸出端還連接第十五電阻r15的一端，第十五電阻r15另一端輸出+6v內部偏置電壓。u1c、u2a、u2b連同各自的周圍電路用于實現信號的比例放大，輸出穩定的-10v～-2v電壓信號，具體的電路連接如下：所述u1c的正向輸入端通過第八電阻r8接地，所述u1c的反向輸入端連接所述第七電阻r7的另一端(即不與單刀雙擲開關k3連接的一端)，所述u1c的輸出端分別連接第六電阻r6的另一端以及第十一電阻r11的一端，第十一電阻r11的另一端連接u2a的反向輸入端以及第十二電阻r12的一端，第十二電阻r12的另一端連接u2a的輸出端，u2a的正向輸入端通過第十三電阻r13接地，u2a的輸出端連接第十四電阻r14的一端，第十四電阻r14的另一端連接第十五電阻r15的另一端(即偏置電壓輸出端)、第十六電阻r16的一端以及u2b的反向輸入端，第十六電阻r16的另一端連接u2b的輸出端，u2b的正向輸入端通過第十七電阻r17接地，u2b的輸出端輸出穩定的-10v～-2v電壓信號。

u2c、u3連同其各自的周圍電路以及一波段開關k4共同組成恒流模塊8的主要電路部分，實現通過pi控制產生穩定的電流輸出信號的功能。波段開關k4的各檔位端相應的連接u2b的輸出端，以從-10v～-2v電壓信號選擇合適的電壓信號輸入，波段開關k4的輸出端一路依次通過第十九電阻r19、第二十電阻r20連接至u3的反向輸入端，一路連接第十八電阻r18和第二電容c2的一并聯端，第十八電阻r18和第二電容c2的另一并聯端接地，第二十電阻r20為變阻器，第二十電阻r20的一端與第十九電阻r19連接，電阻調節端與u3的反向輸入端連接，第二十電阻r20的另一端分別通過第二十一電阻r21連接u2c的反向輸入端、通過第二十二電阻r22、指示燈led1接地；第十九電阻r19與第二十電阻r20連接的一端還通過第三電容c3連接至u3的輸出端，u3的正向輸入端接地，u3的輸出端連接第二十六電阻r26的一端，第二十六電阻r26另一端為恒流源模塊8的輸出端，輸出恒定電壓1v，所述第二十六電阻r26的另一端還通過第二十三電阻r23連接u2c的反向輸入端、通過第二十四電阻r24連接u2c的正向輸入端，u2c的正向輸入端還通過第二十五電阻接地。

波段開關k5以及第二十七電阻r27、第二十八電阻r28、第二十九電阻r29、第三十電阻r30、第三十一電阻r31、第三十二電阻r32、第三十三電阻r33以及第四電容c4組成信號切換模塊5的主要電路部分，實現選擇不同的指令信號類型的功能。具體的電路連接如下：波段開關k5一端為輸出端，另一端為各個檔位端，第二十七電阻r27、第二十八電阻r28并聯形成20ω電阻的第一支路，第一支路的一端連接波段開關k5的第一個檔位端，第一支路的另一端連接所述第二十六電阻r26的另一端，可產生-50ma～+50ma指令信號；第二十九電阻r29、第三十電阻r30并聯形成100ω電阻的第二支路，第二支路的一端連接波段開關k5的第二個檔位端，第二支路的另一端連接所述第二十六電阻r26的另一端，可產生-10ma～+10ma指令信號；第三十一電阻r31、第三十二電阻r32并聯形成50ω電阻的第三支路，第三支路的一端連接波段開關k5的第三個檔位端，第三支路的另一端連接所述第二十六電阻r26的另一端，可產生4ma～20ma指令信號的模擬量輸出，這里三路并聯支路的電阻能夠更加精確控制輸出的模擬量，減小前路的運算誤差；第三十三電阻r33為1kω的電阻，一端連接信號處理模塊9產生的-10v～+10v電壓，另一端連接波段開關k5的第四個檔位端，輸出-10ma～+10ma電流；第四電容c4一端接地，另一端連接第二十三電阻r23與第二十四電阻r24連接的一端。

本實施例中，u1a、u1b、u1c、u1d可以是一個模擬運算放大器tl084芯片，2a、u2b、u2c可以是另一個模擬運算放大器tl084芯片，u3可以是高電壓大電流運算放大器opa551芯片。

本發明的電源模塊6中的電壓轉換模塊61是dc-dc線性穩壓電源轉換模塊，主要使用lt3502a和lt8570等電源轉換模塊實現+18v、-18v和+8v三種不同的電源輸入，并配合lm7815、lm7915和lm7805等穩壓模塊進行穩壓，具有高效的dc-dc轉換，通過多級閉環控制電路實現高精度、多量程和高穩定性的電流或電壓輸出，使輸出電壓達到應用要求。本發明的電壓轉換模塊61主要包括24v轉±15v電源轉換電路和24v轉+5v電源轉換電路。下面結合附圖6和附圖7對兩種電源轉換電路進行詳細的描述。

所述24v轉±15v電源轉換電路如圖6所示，包括24v轉+18v電源轉換模塊、24v轉-18v電源轉換模塊以及第一穩壓模塊三個模塊，其中24v轉+18v電源轉換模塊包括第一dc-dc轉換芯片u1、第二十一至第二十四電容c21-c24、第五至第六電容c5-c6、第一二極管至第四二極管d1-d4、第四十一電阻至第四十三電阻r41-r43以及第一電感，這里u1采用lt3502a，u1的1腳連接第一電感l1的一端，并通過第二十三電容c23連接u1的2腳，通過第一二極管d1連接u1的4腳；u1的5腳和8腳接地，并且通過第二十二電容c2連接u1的6腳，u1的6腳通過第四十一電阻r41連接u1的10腳，u1的10腳還連接24v電源vcc并且經過第二十一電容c21接地以濾波，u1的2腳還依次反向連接第二二極管d2、正向連接第三二極管d3以及第四二極管d4，第二二極管d2的陽極和第三二極管d3的陽極還通過第二十四電容c24連接至第三二極管d3的陰極，第四二極管d4的陽極還連接所述第一電感l1的另一端，并通過第六電容c6接地，u1的腳7通過第五電容c5和第四十二電阻r42的并聯電路連接所述第一電感l1的另一端，同時通過第四十三電阻r43接地，第四二極管d4的陰極輸出+18v電壓信號,以輸出至第一穩壓模塊。24v轉-18v電源轉換模塊包括第二dc-dc轉換芯片u5、第四十四電阻至第四十七電阻r44-r47、第十一電容至第十六電容c11-c16、第五至第六二極管d5-d6以及第二至第三電感l2-l3，這里u5采用lt8570，u5的1腳通過第四十五電阻r45連接第三電感l3的一端和第六二極管d6的陰極，u5的2腳通過第四十六電阻r46通過第十四電容c14和第十五電容c15接地，u5的3腳通過第四十四電阻r44與5腳相連，同時通過第二電感l2和4腳相連，u5的6腳通過第四十七電阻r47接地，u5的7腳通過第十三電容c13接地，u3的8腳和9腳均接地，u5的3腳與第四十四電阻r44的連接端還通過第十一電容c11接地，u5的4腳還通過第十二電容c12連接所述第三電感l3的另一端以及第五二極管d5的陽極，第五二極管d5的陰極接地，第六二極管d6的陰極還通過第十六電容c16接地，第六二極管d6的陽極輸出-18v電壓信號至所述第一穩壓模塊。第一穩壓模塊包括第一穩壓芯片u2、第二穩壓芯片u4、第七至第十電容c7-c10以及第十七至第二十電容c17-c20，第一穩壓芯片u2采用lm7815，u2的1腳連接第四二極管d4的陰極，并通過第七電容c7接地，u2的2腳接地，u2的3腳分別通過第八電容c8、第九電容c9以及第十電容c10接地(即c8、c9以及c10并聯接在u2的3腳和地之間),u2的3腳作為第二穩壓模塊的第一個輸出端，可輸出穩定的+15v電壓；第二穩壓芯片u4可采用lm7915，u4的1腳與u2的2腳相連以接地，u4的2腳與第六二極管d6的陽極相連，同時通過第十七電容c17與第七電容c7相連以接地，u4的3腳分別通過第十八電容c18、c第十九電容19、第二十電容c20接地(即c18、c19以及c20并聯接在u4的3腳和地之間)，通過u4的3腳作為第一穩壓模塊的第二個輸出端，可輸出穩定的-15v電壓。

24v轉+5v電源轉換電路如圖7所示，包括24v轉+8v電源轉換模塊以及第二穩壓模塊兩個模塊，其中24v轉+8v電源轉換模塊包括第三dc-dc轉換芯片u6、第三十一至第三十四電容c31-c34、第五十一電阻至第五十三電阻r51-r53、第七至第八二極管d7-d8以及第四電感l4，u6可以采用lt3502a，u6的1腳通過電感l4連接第八二極管d8的陽極，u6的2腳通過第三十三電容c33連接第四電感l4與第八二極管d8的連接端，u6的3腳和9腳懸空，，u6的4腳通過第七二極管d7連接所述第四電感l4與第八二極管d8的連接端，u6的5腳接地，u6的6腳通過第五十一電阻r51接u6的10腳，同時通過第三十二電容c32接地，u6的7腳通過第五十二電阻r52接地，同時通過第五十三電阻r53連接所述第四電感l4與第八二極管d8的連接端，第五十三電阻r53與第八二極管d8的連接端還通過第三十四電容c34接地，u6的8腳連接所述第四電感l4與第八二極管d8的連接端，u6的10腳連接24v電源vcc，并經過第三十一電容c31接地以濾波，第八二極管d8的陰極為24v轉+8v電源轉換模塊的輸出端，輸出+8v電壓至第二穩壓模塊。第二穩壓模塊包括第三穩壓芯片u7以及第三十五至第三十八電容c35-c38，u7可以采用lm7805，u7的1腳與第八二極管d8的陰極相連，并通過第三十五電容c5接地，u7的2腳接地，u7的3腳分別通過第三十六電容c36、第三十七電容c37、第三十八電容c38接地，u7的3腳為第二穩壓模塊的輸出端，可輸出穩定的+5v電壓。

下面結合圖8和圖9對本發明的工作狀態指示模塊4的大電流指示電路44和電池電壓指示電路45的具體電路進行詳細的介紹。

大電流指示電路的電路圖如圖8所示，包括第一電壓比較模塊和第一顯示模塊，第一電壓比較模塊主要包括第一模擬放大芯片u11、第六十一至第六十五電阻r61-r65、第十一至第十二二極管d11-d12以及第四十一電容c41，u11可以采用tlo84，u11的正向輸入端通過第六十五電阻r65接地，u11的反向輸入端分別連接第六十三電阻r63的一端和第六十四電阻r64的一端，第六十三電阻r63的另一端接第六十一電阻r61的一端和第六十二電阻r62的一端，第六十一電阻r61的另一端接第一穩壓模塊的第一個輸出端+15v(即u2的3腳)，第六十二電阻r62的另一端接地，第六十四電阻r64的另一端接閥芯指示模塊2的ia測試插孔，u11的輸出端通過第四十一電容c41連接u11的反向輸入端與r64的連接節點，u11的輸出端還依次經第十二二極管d12的陰極、第十二二極管d12的陽極、第十一二極管d11的陽極、第十一二極管d11的陰極連接u11的反向輸入端與r63的連接節點，第十一二極管d11的陰極還連接u11的反向輸入端與r64的連接節點。第一顯示模塊包括第六十六電阻r66以及第一led指示燈d13，當電路中電流超過250ma時，第一led指示燈d13亮起(例如為黃燈)提醒。

電池電壓指示電路如圖9所示，包括第二電壓比較模塊和第二顯示模塊，第二電壓比較模塊主要包括第二模擬放大芯片u21、第一七十一至第七十七電阻r71-r77、第二十一至第二十二二極管d21-d22以及第五十一電容c51，u21可以采用tlo84，u21的正向輸入端通過第七十七電阻r77接地，u21的反向輸入端分別連接第七十三電阻r73的一端和第七十六電阻r76的一端，第七十三電阻r73的另一端接第七十一電阻r71的一端和第七十二電阻r72的一端，第七十一電阻r71的另一端接+24v電源(即vcc)，第七十二電阻r72的另一端接地，第七十六電阻r76的另一端接第七十四電阻r74的一端和第七十五電阻r75的一端，第七十四電阻r74的另一端接+24v電源(即vcc)，第七十五電阻r75的另一端接地，u21的輸出端通過第五十一電容c51連接u21的反向輸入端與r76的連接節點，u21的輸出端還依次經第二十二二極管d22的陰極、第二十二二極管d22的陽極、第二十一二極管d21的陽極、第二十一二極管d21的陰極連接u21的反向輸入端與r73的連接節點，第二十一二極管d21的陰極還連接u21的反向輸入端與r76的連接節點。第二顯示模塊包括第七十八電阻r78以及第二led指示燈d23，所述第七十八電阻r78的一端連接u21的輸出端，所述第七十八電阻r78的另一端與第二led指示燈d23的一端連接，第二led指示燈d23的另一端接地，本發明中，理論設計的電池低電壓警示值是21.7v，在實際工作時電池低電壓約在21.58v時警示，電池約在19.5v時耗完電，經實驗證明在該21.58v電壓警示值以上工作安全可靠，這里d23采用r/g雙色二極管，電池正常工作時顯示綠色，電池低電壓時顯示紅色。

優選的，閥芯指示模塊2、信號指示模塊3、工作狀態指示模塊4、信號切換模塊5、電源模塊6、恒流源模塊8、信號處理模塊9以及信號輸入輸出模塊10的所有電路可以集成在一塊電路板上，電路板與手持式外殼7無縫連接，以提高集成度。

本發明的手持式便攜伺服閥測試儀，重量輕，體積小，方便攜帶，使用簡單，操作便捷，可實現自由i/v切換，調試和維護簡單，具有較強的通用性，出廠時可以內置詳細使用說明書以及充電器、測試所需的插針和引線等配件；本發明的手持式便攜伺服閥測試儀，呈手持式，可單手抓握，有較好的人機交互效果；進一步的，本發明可以使用可充電鋰電池，能夠實時為24v或±15vdc供電的不同型號液壓伺服閥或電反饋伺服閥供電進行在線測試，對于無需供電的線圈式伺服閥可通過插針引線直接給線圈指令；本發明的測試儀可輸出-10v～+10v、4ma～20ma、-10ma～+10ma、-50ma～+50ma四種不同的指令信號，并且能在液晶屏上直觀顯示，對伺服閥、比例閥以及普通換向閥均能控制，同時可采集電反饋伺服閥的閥芯位置反饋信號，結合大量工程實踐以及現場判斷故障的經驗，本發明的測試儀適用的范圍較為廣泛，可對目前市場上90％以上的模擬信號控制的伺服閥、伺服比例閥以及普通換向閥進行故障判斷和性能測試，例如，以moogg761型伺服閥為代表的噴嘴擋板式伺服閥，609所的ff系列伺服閥，704所射流管式csdy系列伺服閥，以moog公司的d633、d634、d661、d765等為代表的電反饋式伺服閥，atos的比例伺服閥，力士樂的比例伺服閥等等。

在實際檢測工作中，本發明的測試儀可以對連接的被測伺服閥進行在線檢測，在保證被測伺服閥有油壓的狀態下，通過改變被測伺服閥指令信號來判斷被測伺服閥是否工作正常。其中，一般的線圈式伺服閥，在線檢測時，通過測試儀給正反指令信號，負載包括液壓缸、液壓馬達)動作能隨之反映(油缸能伸縮，油馬達能正反轉)，可以通過負載的動作來判斷閥的好壞，而電反饋式伺服閥除了通過負載的動作判斷外，還有需要借助閥芯指示模塊的f測試插孔或者伺服閥連接器的f檢測口(4～20ma的閥芯位置反饋信號值的變化)來反映被測伺服閥的正常與否，值得注意的是，ddv伺服閥電反饋伺服閥中的一個特例，不需要借助閥芯指示模塊的f測試插孔或者伺服閥連接器的f檢測口，因為此類伺服閥的閥芯驅動可以不需要液壓，直接由馬達驅動。應用本發明的測試儀的測試方法，包括以下步驟：

首先，根據被測伺服閥的類型，選擇通過伺服閥連接器1或閥芯指示模塊2來將所述被測伺服閥與測試儀連接，例如圖5中b部分所示，將測試儀通過作為伺服閥連接器1的七芯航空插頭連接到被測伺服閥；

然后，將信號切換模塊5的波段開關51調至所需信號范圍，如±10ma指令信號檔；

接著，打開工作狀態指示模塊4上的測試儀開關41，調節信號切換模塊5的電位器52選擇合適的信號參數，查看被測伺服閥和測試儀相應的位置后，即可進行測試，其中，一般的線圈式伺服閥需通過測試儀給正反指令信號；

在測試中，使用者需根據信號指示模塊3顯示的數值、信號切換模塊5的電位器53調節的信號參數以及閥芯指示模塊2的f測試插孔的反饋信號進行判斷，再根據被測伺服閥的負載動作能否隨之反映(例如油缸能否伸縮、油馬達能否正反轉)進行分析，從而總結出被測伺服閥的性能以及出現何種故障。其中，被測伺服閥的性能測試包括靜態性能測試(例如空載特性、壓力增益特性、負載特性)和動態性能測試(例如幅頻特性、相頻特性)。

以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，在不脫離發明構思的提前下所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明保護的范圍之內。