·机械研究与应用·2017年第5期（第30卷，总第151期） doi ;10. 16576/j. cnki. 10074414. 2017. 05. 042
基于LabVIEW的车用涡轮非稳态测控系统
吴艳芳，赵志军，卫国华
（上海理工大学能源与动力学院，上海200093）
检测与控制
摘要：运用涡轮增压器试验台技术指标和相关知识以及LabVIEW使用队列的生产者/消费者设计模式开发了一套基于LabVIEW的车用涡轮增压器非稳态试验台测控系统，实现了对相关参数的测量、分析、显示和储存功能，为涡轮
非稳态特性进一步研究及相关产品的开发提供一定的参考。关键词：涡轮增压器；非稳态；LabVIEW；测控系统
中图分类号：U464
文献标志码：A
文章编号：10074414(2017)05014103
Non-StableMeasurementandControlSystemofTurbineforAutomobileBasedontheLabview
WU Yan-fang, ZHAO Zhi-jun,WEI Guo-hua
(School of Energy and Power Engineering, Uninersity of Shanghai for Science and Technology, Shanghai 200093, China) Abstract: Based on the technical specifications and related knowledge of the turbocharger test bed and the manufacturer / consumer design model of the labview users, a set of turbocharger unsteady test bed hased on the LabVIEW is developed to re-alize the functions such as measurement, analysis , display and storage of the relevant parameters. Thus it provides some refer-
ence for the further study of turbine unsteady characteristics and the development of related products. Key words : turbocharger; unsteady state; LabVIEW; measurement and control system
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引言
随着汽车排放标准的不断提高，涡轮增压技术因其可大幅提高汽车发动机燃烧效率，改善排放性能，已成为了汽车发动机技术发展对的主要关键点之一。正是由于排放法规要求的不断提高以及涡轮增压技术自身的发展，对增压器相关的技术指标也提出了更高更精细的要求。其中，研究脉冲进气条件下车用涡轮的非稳态特性，并分析各种因素对涡轮特性的影响显得尤为重要[2-3]。
根据涡轮增压器试验台的相关规定，设计了一套涡轮增压非稳态试验台，笔者着重介绍试验台的测控系统。整个测控系统的关键点在于对动态数据的测量和保存。
测控系统主要硬件构成 1
测控系统硬件结构包括工控机、数据采集卡、传感器。工控机用PC机代替：传感器分为稳态数据采集部分与动态数据采集部分[4]。动态数据采集部分包括涡轮进口动态静压测量传感器、涡轮出口动态静压测量传感器、涡轮动态流量测量传感器、涡轮动态转速测量传感器。瞬态数据采集设备如表1所列。
稳态数据采集设备选型在保证精确度的前提下遵循以下三个原则：①数据采集卡采集或输出4~20 mA的电流信号，并带隔离：②静态温度、压力传感器输出4~20mA的电流信号：3)电动阀门接受或输出
*收稿日期：2017-09-08
4~20mA的电流信号。
表1瞬态数据采集设备
测量参数
涡轮进口动态静压涡轮出口动态静压
涡轮动态转速涡轮动态流量动态数据采集卡
测量仪器
Kisler4045压阻式绝热传感器：4065 信号调理模块
Kisler4045压阻式绝热传感器；4065 信号调理模块
光电式转速传感器恒温型热线风速仪 NIPCI-6110
测控系统软件构成 2
测控系统程序采用LabVIEW2014，基于模块化方法开发[5]。根据实验的设计目的和性能要求，该程序分为以下三个模块：数据采集、数据显示、仪器控制、数据保存。其前面板如图1所示。
程序基于使用队列的生产者/消费者设计模式将数据采集、参数设定、数据显示程序置于生产者程序中，将数据保存程序置于消费者程序中：使用队列方式传送数据，使数据传输保持同步，消除广和竞争状态相关的回题，同时这样的设计模式有效的抑制了高采集速率下数据“丢点”现象的出现，保证了采集系统的稳定性和可靠性。使用队列的生产者/消费者设计模型如图2所示。
作者简介：吴艳芳（1993-），男，湖南岳阳人，硕士研究生，研究方向：车用涡轮增压器非稳态特性研究
万方数据
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