1　引言

　　传统的电液伺服阀中最典型也最常用的是双喷嘴挡板式滑阀力反馈伺服阀，它采用力矩马达作为电-机械转换装置，双喷嘴挡板阀为液压放大元件，力反馈杆与弹簧管构成机械反馈。虽然力矩马达具有固有频率高、结构紧凑等优点，但为了限制非线性，力矩马达衔铁的输出位移一般都很小，制造精度要求高，力反馈杆与弹簧管构成的机械反馈使得力矩马达的抗污染性差，价格高。
　　动圈式力马达在气隙中运动时不改变气隙的长度，具有位移量大的特点，用力马达直接驱动滑阀，可以增加阀的抗污染能力。早期的动圈式力马达伺服阀，由于为了充分利用力马达的线性，阀芯行程大，对中弹簧的刚度一般较小，而动圈与先导阀芯连接在一起，运动部分质量大，致使力马达的频率低，响应速度慢。随着电子技术与传感器技术的发展，通过提高动圈式力马达的驱动电流来加大力马达的输出力已不再困难，利用先进的位移检测技术实现阀芯位置的高精度检测不仅可行而且经济，因此近年来，数百赫兹以上高频响大流量伺服阀几乎都采用动圈式力马达结构。本文以日本KYB工业株式会社生产的MK伺服阀为例，分析动圈式伺服阀的特点及其检测问题。

2　MK阀及其放大器的特点

　　MK电液伺服阀是一种全电反馈、二级驱动、双位置闭环的电液伺服阀。它具有高频响、高精度、抗污染性好、性能稳定等特点。与力反馈相比，采用电反馈不仅简化了伺服阀的结构，而且为用电气参数来改变阀的特性提供了技术基础。
　　图1为动圈式全电反馈MK阀及其放大器组成电气原理图。伺服阀由先导阀、主阀和减压阀等组成。先导级主要有：动圈力马达、滑阀以及电涡流位移传感器等组成，电气部分是完全干式，动圈运动时直接推动阀芯移动，阀芯的位移由嵌入式电涡流位移传感器检测反馈到放大器的输入端形成电气闭环。这种直动加电气反馈的方式，使得其结构特别简单，大大提高了可靠性。主阀由先导级驱动，主阀芯与嵌入式差动变压器位移传感器的铁芯相连接，主阀芯的位移由差动变压器位移传感器检测，反馈到放大器的输入端形成第二级反馈。减压阀位于主阀与先导阀之间，以保证先导阀能得到稳定的供油压力。伺服放大器由功率放大、主阀环路、加算电路、直流电源以及检测电路等部分组成，其电流驱动能力为±3.5 A＠±48V。传感器、放大器紧靠伺服阀放置，负责先导阀、主阀阀芯位移信号的处理与放大，并将位移信号转换为4～20 mA的电信号。这种电流传输方式，大大提高了系统的抗干扰能力。

1.先导阀　2.减压阀　3.主阀
图1　动圈式全电反馈MK阀及其放大器组成电气原理图

　　从图1中可以看出，这种全电反馈、二级驱动、双位置闭环的电液伺服阀本身是一个机、电、液一体化的复杂精密控制系统，对其进行性能参数、品质指标的检测不仅是衡量其性能优劣的重要手段，也是调节电气参数保证其正常、高效、稳定运行和强化维修的必要手段。

3　自动检测系统组成原理

　　从上述分析可知：动圈式全电反馈MK阀的性能检测实际上是对全电反馈电液伺服系统的性能检测。为了保证检测系统的阻抗效应不影响MK阀的性能及其参数的调整，检测系统除完成先导阀、主阀的流量特性、压力泄漏特性、阀芯位移特性以及频率特性等检测功能外，还应采取隔离措施和有效的抗干扰技术，保证阀的性能不受影响。
　　图2为自动检测系统组成原理框图。系统软件在WINDOWS环境下实现，具有良好的人机界面和可操作性。系统硬件主要由监控计算机、激励信号发生单元、传感器及其变送单元、信号采集与处理单元、检测结果输出单元以及试验装置和被试伺服阀等组成。

图2　自动检测系统组成原理框图

　　(1) 监控计算机
　　监控计算机采用工业控制机，是整个测试系统的主控机。通过友好的人机界面，负责接收用户指令，根据试验目的监视、管理程控信号发生器、BCDGPIB数据转换单元、1253增益相位分析仪、PM3384四通道数字-模拟组合式示波器等智能仪器的工作状态，并负责控制DS P接口板完成被测量的模拟采集、分析与处理等。同时，监控计算机通过大屏幕显示器和打印机实现测试状态和结果的显示、打印输出。