论文总字数：14077字

目 录

1 绪论 1

1.1课题来源及研究意义 1

1.2机油泵测试系统的发展历程 1

2虚拟仪器技术简介 2

2.1虚拟仪器的分类 2

2.2虚拟仪器的组成 3

2.3虚拟仪器的特点 4

2.4虚拟仪器的发展现状与展望 4

2.4.1国外发展情况 4

2.4.2国内发展情况 5

2.4.3虚拟仪器的展望 5

3 机油泵出厂检测系统设计 6

3.1机油泵出厂检测系统的要求 6

3.1.1试验项目 6

3.1.2主要参数指标 7

3.2机油泵出厂检测系统设计思路 7

3.3Labview软件介绍 7

3.4系统设计与实现 8

3.4.1实时监控 9

3.4.2数据记录 13

3.4.3轴心轨迹 16

4 模拟测试 17

4.1实时监控运行情况 18

4.2数据记录 18

5 结语 21

参考文献 21

致谢 23

基于LabVIEW的机油泵出厂检验测试系统设计与实现

黄一博

,China

Abstract：The oil pump is a core component of lubrication system of the engine, its performance in operation of the internal combustion engine and the service life is very important influence, therefore, in the oil pump factory when it is important to detect.

The oil pump factory inspection system based on LabVIEW is designed according to the factory test of the test project in the test method of internal combustion engine oil pump of JB/T 8886-1999. The main part of the detection system is software, and does not contain hardware, so it is specially used to simulate the operation of the oil pump by means of random values, so as to complete the test.

Simulation experiments are carried out with the developed system. The results show that the system can basically complete the function of factory inspection, and the whole function needs to be further enhanced.

Key words:labview;oil pump;factory inspection

1 绪论

1.1课题来源及研究意义

机油泵对发动机润滑系统能否正常运行起了决定性作用，它最主要的作用是调节机油压力并保持发动机平稳运行所需要的油压，向各个零件的摩擦表面强制供油，保障发动机时刻处于润滑状态中。机油泵的性能就决定了发动机是否能获得正常的润滑状态，如果制造商生产的机油泵不符合相关的国家或者行业标准就会导致机油压力过低，发动机会因为润滑状态太差从而出现运行异常，将发生非正常磨损，要是因此引发了发动机的损坏，就会导致严重的安全事故。由此可见机油泵的优劣不仅和发动机的工作性能息息相关，也和安全性能、使用寿命有重大联系。因此，按照国家和行业标准在出厂时对机油泵的性能进行相应的检测是必要的，这是为了确保万无一失。

因为现在的机油泵检测设备操作和控制复杂，并且实验数据处理繁琐，传统的测试方式早已不能满足机油泵测试的要求。对此，提出基于Labview的机油泵出厂检测系统的开发，让它在满足JB/T8886-1999《内燃机机油泵试验方法》的基础上，通过自动化的方式完成机油泵的出厂检测。

1.2机油泵测试系统的发展历程

机油泵检测系统的发展是伴随着测试仪器的发展而发展的，测试仪器的发展过程经历了四个发展阶段，第一个阶段是传统测试仪器，第二个阶段是智能测试仪器，第三个阶段是卡式测试仪器，第四个阶段是虚拟测试仪器。

我们从第一阶段开始回顾，传统测试仪器系统一般由硬件构成，包括各种仪表、控制电路、手动开关等。测试仪器中所用仪表有模拟式仪表和数字式仪表两种。人们跟据电磁感应定律制造了模拟式仪表，又根据集成电路技术制造了数字式仪表。由于传统测试仪器系统的硬件相对独立，所用仪表多为指针式，导致准确度低，并且不能实时改变测试功能，所以只能用于现场测量，测试结果不能储存、处理、再显示，故不能全部满足机油泵多性能测试要求。

智能测试仪器系统实际上是在传统测试仪器系统上另外增加一个专用的微机系统，让微机系统对测量过程进行自动操作和自动控制，同时还可以对测量结果进行存储并运算。由于机油泵的信号很多，每种机油泵的测试功能各不相同，这就会使得智能测试仪器的硬件体积过于庞大、硬件太复杂，从而造成测试精度低、系统可靠性差等缺点，最终也不能满足机油泵的多性能测试要求。

卡式测试仪器系统是使用计算机的硬件资源和软件开发而构成的一种自动化测试系统。但是由于卡式测试仪器的开发较少，硬件没有统一标准，所以使用卡式测试仪器很不方便，限制条件很多。

虚拟机油泵测试仪器系统首先是借助计算机，在计算机的软件平台上来模拟传统仪器的控制面板，同时使用计算机软件实现信号的运算、分析和处理，完成各项测试功能的计算机测试系统。

目前，以计算机为核心进行自动测量和数据处理、分析的计算机辅助测试系统，简称液压CAT技术。目前已经广泛使用于液压泵的测试系统，此系统自动化程度较高，可对各测试参数如压力、流量、温度、转速、扭矩等数据进行自动采集和处理，然后打印出报表和特性曲线。国内比较经典的例子是浙江大学流体传动及控制国家重点实验室开发的基于虚拟仪器的液压试验台CAT系统，国外比较经典的有SUNDSTRON公司的液压传动实验室的CAT系统，日本制钢所的柱塞泵效率试验台等。

目前我国机油泵机能测试和质量检测设备还存在以下几个问题：

1.检测指标不全面。许多机油泵检测仪器设备的基本功能还只是停留在对持续性和稳态性指标的检测上，对动态工作特性，特别是偶发性瞬态变化的指标如瞬时吸油压力暂降、瞬态泵油压力等重要参数不能进行测量。

2.测量精度不能满足某些特殊工况的需要，急需进一步提升。

3.检测过程复杂、效率低下，有的仪器甚至需要人力进行统计分析。

4.不少机油泵检测系统产品没有通过权威部门的认证。

5.机油泵检测技术缺乏相应的国家或行业规范。

2虚拟仪器技术简介

虚拟仪器技术就是通过软硬件相结合的方式来完成自动化测试测量功能的应用。用户可以在软件平台上创建高度自由的用户界面，全面的系统集成也能通过模块化的硬件轻松完成。一些用户需要同步应用，一些用户则需要同时应用，标准化的软硬件平台在这方面做的很完美，它能满足用户的所有需求。纵观这30年来，NI公司始终独领鳌头，带领测量行业不断前行，这大概就能很好的诠释这些。只有将优秀的软件、模块化的I/O硬件和集成平台这三个部分结合在一个整体中，才能将虚拟仪器技术的四大优势发挥的淋漓尽致。

2.1虚拟仪器的分类

虚拟仪器总体上可以分成五类，它们分别是：

1.采用PC总线方式的插卡型虚拟仪器

数据采集卡放置在计算机内部，采集好的数据与相应的软件相配套，组成测试系统。这些系统编程语言一般有C ，VB和Labviews/cvi。

2.采用并行口式的虚拟仪器

这种仪器一般可以取代各种测量测试仪器，完成相应的功能，例如数字存储示波器、逻缉分析仪、任意波形发生器、数字万用表、功率计等。

3.采用GBIB总线方式的虚拟仪器

在虚拟器刚起步的阶段，人们根据IEEE488标准制作的虚拟仪器，并借此从单人单台电子测量逐渐变成大规模自动化测试系统。

4.采用VXI总线方式虚拟仪器

VME总线即高速计算机总线，VXI总线在此之上又扩展到VI领域。它不会突然断电，散热能力强，也不会让RFI/EMI信号发散。

5.采用PXI总线方式虚拟仪器

在PCI总线内核技术的基础上添加了成熟的技术规范和要求，便发展出了PXI总线。PXI总线一是增加了多板同步触发总线的技术规范和要求，二是增加了多板发总线，以便相邻模块的高速通讯。

2.2虚拟仪器的组成

1.性能强大的软件

虚拟仪器技术中最为关键的便是软件。人们通过选择最适合的软件工具设计或调用特定的程序模块，创建相关应用以及简单明了的交流界面。NI公司提供的行业标准图形化编程软件——LabVIEW，不仅能轻松方便地完成与各种软硬件的连接，更能提供强大的后续数据处理能力，设置数据处理、转换、存储的方式，并将结果显示给用户。

2.模块化的I/O硬件

虽然虚拟仪器的主体部分是软件，但是仍然和硬件技术紧密相连，因为没有硬件就无法获取信息。目前，仪器所采用的接口总线类型决定了虚拟仪器的类型。根据总线连接方式的不同，仪器可以插在机器内部或者是接在机器外部。内插卡式仪器的原理很简单，就是在计算机扩展槽中插入各种数据采集卡，起连接作用的电线当然也是必不可少的。外接机箱式采用背板总线结构，所有仪器都连接在总线上或采用外总线方式，用外部主控计算机来实现控制。VXI仪器完美诠释了这些。

虽然现在的测试测量应用越来越复杂，但是我们已经制定了全方位的解决方案。无论是使用什么型号的总线，都能购买到配套的硬件产品，产品种类齐全，要什么有什么。工程师们为了满足不同的项目要求，可以创建相对应的高度自由的测量系统，这得益于性能优秀的硬件产品。

3.用于集成的软硬件平台

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