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气动减压阀是最常用的减压、稳压元件,广泛应用于各种场合。微流量减压阀具有压力、流量控制精度高等特点,是微小卫星执行系统的关键元件,为执行系统提供微小的流量(0～1OOmg/s)和稳定的压力,其性能直接影响卫星工作的可靠性。目前在我国现有的微流量减压阀产品测试中心,对减压阀性能缺乏精确测试的能力。高流量减压阀由于其高流量输出的特点,使其在机加工气动控制系统中得到了广泛的应用。本文以某公司的微流量薄膜式减压阀和自研发喷砂设备中的KHF高流量减压阀为测试对象,研制相应的高精度测试系统,以实现减压阀压力、流量等性能的精确测试为目标。本文综述了减压阀性能的测试方法,揭示了当前减压阀测试设备存在的问题。介绍了 KPR和KHF系列薄膜式减压阀的基本结构及其减压稳压原理,建立了薄膜式减压阀各腔室的气流压力变化特性方程、阀芯受力平衡方程和出口流量方程的数学模型,对气动减压阀的特性参数进行了描述。利用AMESim软件对高/微流量减压阀的关键结构参数对其压力、流量等特性的影响进行了仿真研究,发现在理想状态下,高/微流量减压阀的压力、流量特性均是比较稳定的,为评价测试系统压力、流量的测试精度提供了理论依据。通过Fluent软件对高/微流量减压阀的气流变化机理进行了仿真研究,发现随着阀口开度的增加,气体流经阀口后压力分布逐渐增大,速度分布更加均匀,但减压能力减弱。此外,由流体外侧沿阀芯壁方向压力逐渐增大,而速度则表现出先增大后减小的趋势。根据高精度和便捷式的测试需求,制定了测试系统的设计原则并对测试系统的组成及功能进行了分析,设计了测试系统的气路连接方案,并完成了测试设备的总体结构设计。利用SolidWorks软件完成了测试系统硬件的三维模型设计,并对系统关键元件进行了合理选型。利用LabVIEW作为系统软件开发平台,完成了测试系统的人机界面设计,并对系统软件部分的动态测试、数据采集、数据存储、精度控制等重要模块进行了开发。通过理论计算验证了测试系统采集精度的可靠性。最后完成了测试设备对高/微流量减压阀的性能测试实验,实验结果显示微流量减压阀压力波动在0.8%以内,表明其具有较高的压力、流量特性;高流量减压阀压力波动在3.0%以内,完全满足刀具喷砂钝化的使用需求。实验结果还表明所开发的测试系统的精度在0.5%以内,验证了测试系统的高精度性与可应用性。