设计测试系统，目的就在于研究和评价电液比例阀与伺服阀的性能与工作效率。本文首先探讨了液压比例阀与伺服阀的测试原理，然后根据工况分别设计了它们的测试系统。通过测试系统的阀门侧压力测定，来思考如何改进工艺，提高它们的制造精度。
关键词：液压比例阀；伺服阀；测试系统；压力差
液压比例阀与伺服阀是保证农业及其他生产装备稳定安全性能的最重要机械元件，所以要保证它们具有上乘的品质。通过压力差这个重要指数就可以获得液压比例阀与伺服阀的具体数据并根据此评价它们的性能，所以它们也是测试系统设计的关键。
一、液压系统
1.系统概述
液压系统在工业领域中最为常见，因为它具有传动力大的特色，所以在传递和配置方面发挥着极大作用。在液压系统中，液压阀的主要作用是控制压力、流量和方向，是液压系统的控制核心。根据工作种类不同，液压阀也分类较多，其中以电液比例阀最为常见。另外压力阀、流量阀和方向阀等等都具有反应速度快、控制精度高且安全可靠、易于维护等优势，所以电液比例阀多出现在农村农业机械领域。相对而言，伺服阀比液压阀成本高出许多，但是它的动态特性、精度、工作效率等方面都优于液压阀，所以一般在一些高精尖的航空航天领域、大型工业机床设备中，常常以高端设备的身份出现，但是它较比液压阀的抗污染能力又薄弱许多，总体而言两种阀各有优势。
近些年随着全球农业的发展和农产品需求量提高，一些大功率农业动力设备也逐渐登场，例如大功率割麦机、拖拉机以及自动式农用动力底盘等等。所以像全液压驱动系统、防滑系统、负荷传感液压系统等液压技术越来越有用武之地，被农业领域所广泛关注并研究。农业技术正是应用了它们的高稳定性和精确性特点，就此来提高农业生产效率，而在这其中，液压比例阀就是所有液压技术的核心基础。
2.液压比例阀与伺服阀的分类
（1）伺服阀
伺服阀主要根据输入输出信号的反馈量形成连续比例，从而达到控制压力的作用。随着所输入信号的异同，所以它还分为机液伺服阀和电液伺服阀。
电液伺服阀主要功能是将一切小功率的电信号转换为大功率的液压能量输出。在工农业领域中，通过执行元件的速度、加速度、位移和力量控制来实现对物料的传送和处理；相比而言，机液伺服阀在信号输入方面更偏向于位移的手动或机动控制。不论是哪种阀，它们的控制精度都很高，而且具有很优良的响应速度和计算机系统控制，特别是在军事及航天领域，伺服阀的功能更加高效实用。
（2）液压比例阀
电液比例阀是液压比例阀中的一种，它的性能较为中性，介于普通液压比例阀之间。它既能够满足连续成比例的输入电信号，带动油液的流量、方向和压力，进而达到远程计算机控制目的，也具备相当的抗污染能力且制造成本低于电液伺服阀。所以根据它的用途，电液伺服阀主要分为三类，电液比例压力阀、比例方向阀、比例流量阀。
3.液压比例阀与伺服阀的基本测试原理
液压比例阀主要是电控制，所以它按照阀内比例电磁铁中电压输入信号产生相应的控制动作，这其中主要是控制工作阀的阀芯进行位移，让阀口尺寸发生改变，这样就可以输出与输入电压成比例的压力和流量，在开环系统中较为常用。伺服阀在控制方面与液压比例阀具有相似点，但是它在功能方面多出了负反馈控制回路系统，多用于闭环系统。所以它的整体控制精度较高，不过在反应速度方面则较慢。
在测试方面，两阀都由微机控制系统的电放大器向液压阀输送控制信号，做到对液压阀阀口的开度尺寸控制，并且局域液压阀两端的压力表还能读取数据，对液压阀开口的压力损失进行读取，即压力差值。然后利用壓力差值来测试液压阀记录数据，最后对比所记录数据并对液压阀及伺服阀的性能做出判断。整个测试过程中，液压阀阀两端的压力差是判断液压阀性能的重要数据。
二、测试系统的回路设计
液压阀测试的重点就是检测在不同输入电流与电压情况下阀内存在的压力损失，然后再根据情况进行两阀的电流控制。在回路设计中，首先绘制两阀的平面设计图，然后根据液压回路来对两阀进行相应测试。如图1.
图1整个系统中两阀压力表与进油回路相连，其中液压比例阀的出口也与压力表和压力传感器相连接。从这两类连接来看，液压比例阀出口端的压力与进油回路端的压力成反比，当压力值增大，阀的性能降低，反之。所以通过这一比较，也可以得出液压比例阀阀芯的压力损失值。
三、关于阀口两端的压力差测试
对两阀进出口两端的压力差进行测试，是为了体现和衡量液压阀性能的优劣，间接推得阀体内阀孔所存在的压力损失，最终推导出阀芯的制造精度，体现液压阀的性能。
1.液压比例阀两端压力差的计算
因为L与阀芯阀体的制造精度相关，所以只要算出阀体进出口的压力值，就可以得到△P值，这样再间接求出L值。而L值就是能判断液压比例阀制造质量的标准。
2.伺服阀两端压力差的计算
图3中，当阀芯打开后，液压油就会进入阀腔和油口，在经过阀芯与阀体流入到另一个阀腔中。由于阀芯垂直度高，所以两阀相交棱处的宽度也较小。当压力油流经阀的开口时，L值可以忽略不计。所以根据压力油在小孔和缝隙流动计算可以算出薄刃孔的压力值应该为：
在公式中，Q（m3/s）表示压力油流过阀芯开口的单位流量；A（㎡）表示阀口可流过压力油的通流面积；Cd表示压力油的流量系数，取值在0.60～0.70范围内。表示液压介质的具体密度。
伺服阀的测试主要利用压力表和传感器来测试伺服阀两端的压力值L，然后再计算△P。如果△P值与计算值存在较大差值，就说明伺服阀的制造工艺精度很差，如果差值较小，就说明制造工艺精度较高。
四、结语
设计液压比例阀与伺服阀的测试系统，对两阀两端的压力差进行了计算和比较发现，压力差直接决定了阀的性能和制造精度，而且也体现了阀的制造工艺优劣程度。
参考文献：
[1] 张弓，黄静，邱容等.基于CFD的电液比例阀液动力分析[J].机械设计，2010，27（6）：93-96.
[2] 王清.基于液压实验台的比例伺服阀修复研究[J].机械工程师，2014（8）：274-276.
[3] 王秉仕，严荷荣，朱军等.液压比例阀及伺服阀测试系统设计[J].农业工程，2011，01（3）：88-90.