在现代工业中，对任一测试控制系统而言，软件的功能作用越来越重要。本项目中，以计算机为核心，传感器采集测试所得压力、流量、温度、转矩、转速等各类信号通过不同渠道进入计算机，经过处理后，由PLC通过放大器、继电器、接触器等完成各种控制动作。图5.8所示为测控系统信号传输框图。

 (1)工控机

本项目中，计算机部分需要完成多种元件、多种特性的分别处理，需要处理的信号包括压力、流量、转速、转矩、温度等，在结果输出上要求有曲线绘制、报告输出及打印等多重任务，并且工作环境恶劣，对PC机的稳定性和抗震性要求较高，因此选用工业控制计算机。结合任务需求，综合考虑CPU处理速度、内存大小等，本项目采用研华610L型工控机，其CPU为2.8G  Intel奔腾4处理器，内存2G，硬盘SOOG，既能满足要求，性价比也较高。其与扭矩仪、PLC, PCI等的连接如图5.9所示。   

(2)数据采集卡

数据采集卡选型要综合考虑分辨率、转换精度、接口类型、最高采样速度、软件平台等因素，另外还有输入增益种类、输入电压最大范围等。其中采样率、分辨率、转换精度、通道数、输入输出类型为关键指标。本测试系统最高精度要求为0.5%，共需完成12个压力信号量、6个流量信号量、4个振动信号量、3个温度信号量的采集，再考虑到以后的功能拓展，因此选用美国NI公司PCI6229采集板卡，其具备32路模拟量输入，采样率256KHZ，精度16bits。在选择输出板卡时，需要综合考虑触点容量、输出通道、隔离方式等因素，本系统共有被试泵两路出口调压、泵马达外控压力调节、负载马达调压、阀试验安全压力调节、阀试验两路出口调压、主电机调速等12个信号量输出，结合系统精度要求，考虑到以后的功能拓展需求，因此选用美国NI公司PCI6723采集板卡。其具备32路模拟量输出，输出士lOV，精度13bits。图5.10-5.12所示为PCI6229和PCI6723接线图。w J.m、} v m.msc x w

 (3)传感器

本项目中由于需对压力、流量、振动、转速、转矩、温度多种信号进行采集，因此需要对所用传感器进行适当选型。选用传感器时，一要保证量程足够，有一定的过载能力，二要保证与系统顺利匹配，转换精度和线性度要满足要求，三要保证反应灵敏，可靠性强，四要保证适应性强，具备抗干扰能力。

本系统中，除扭矩仪通过RS232接口直接连到工控机外，传感器采集的各类物理量都进入数据采集卡，经过初步处理后，再送到工控机进行处理。所有的模拟数据输出量也是由数据卡输出，转换为可被识别和执行的信号。数字量信号的输入、输出则通过PLC来完成。为了增强信号传送中的抗干扰能力，所用各类传感器，均选用二线制的电流型传威器，供申: f为24V ,输出电流为420mA 。防水、防尘，电路零点和增益无需调整，可广泛应用于石油、化工、冶等领域对腐蚀性气体、液体、蒸汽的压力测量和控制。

②流量传感器

常用的流量传感器有转子式、差压式、容积式和涡轮式结构等，其中涡轮流量计是基于力矩平衡原理来实现流量测量的，其结构紧凑、安装维护方便，抗干扰能力强、信号分辨度高，所以，本系统中采用美国FTI公司的FT 08AEXBULEA-SGX型涡轮流量计。其采用316不锈钢外壳和430E不锈钢涡轮叶片，具有较好的耐用性，可承受的压力最高可以达到404bar。其具有较高的量程比，最高可达100:1，响应速度快，在全量程内具有较高的重复性。  

③振动传感器

根据机电变换原理，振动传感器可分为电动式、压电式、电涡流式、电感式、电容式、电阻式、光电式等类型。其中压电式加速度传感器是一种自发电式和机电转换式传感器，其敏感元件由压电材料制成。其具有频带宽、灵敏度高、信噪比高、结构简单、工作可靠等优点。综合系统要求，选用江苏联能公司CA-YD-108产品，其灵敏度为100pC/g，测量范围为1000 g，最大横向灵敏度<_5%，频率响应(t5% ) 0.55000 Hz，安装谐振频率25000 Hz，工作温度范围一40}-}-150 0C。图5.15所示为选用的振动传感器。

④扭矩仪

系统设计要求转矩转速传感器在0}4000rpm内实现最大1000N}m的测量范围，综合安装位置、性价比等要求，系统选用四川诚邦NJ2D型磁电式转矩转速传感器。其通常用于中低速通用情况下的转速转矩测量，具有一定的过负载能力，在超载<_120%额定转矩时，仍然能保证转矩测量精度，并且具有可靠的稳定性，在短时冲击负载不大于300%额定转矩时，负载消失后，转矩零点读数变化不大于士0.1%。由于磁电式传感器结构本身的固有影响，转速过低将引起信号幅度下降甚至导致无法工作，扭矩测量误差也会加大，因此在转速低于600 r/min时，为保证测量精度，必须启动传感器顶部的小电动机，并使电机的旋转方向与弹性轴的转向相反，以提高传感器内外齿的相对速度，进而确保测量精度。

⑤温度传感器

温度传感器按照测量方式分为接触式和非接触式两大类，由于接触式能直接与被测对象良好接触，从而确保具有较高的精度。综合设计要求，本系统选用安徽蓝德公司的WZP-269型工业温度传感器。其采用压簧式感温元件，不仅测温精度高，而且抗振和耐压性能好，性能稳定可靠，可直接测量生产过程中的一150+500度范围内的液体、蒸汽和气体介质以及固体表面温度。