近年来,陆地上石油、天然气等不可再生能源不断消耗,海洋油气等不可再生能源的开发势在必行。水下球阀执行机构作为重要的海洋石油开采设备之一,极大的促进了海洋油气的开采,保证海洋油气开采可以高效、有序且安全地运行。水下球阀执行机构测试系统是保障执行机构能够可靠运行的测试平台,可用于对其进行结构优化、批量生产、出厂检测等方面。水下球阀执行机构最主要的参数是输出扭矩,而一个扭矩测量方案合理,上位机UI(User Interface)界面友好,所需功能完备的测试系统才能够准确的测量出执行机构输出扭矩、使技术人员更方便的进行相关的操作与研究。本文首先提出了一种扭矩测量方案,并根据该测量方案提出一种试验装置,然后利用WPF技术开发并实现了执行机构关键参数测试系统软件部分,该测试系统满足测量精度及功能需求。论文的具体研究内容如下。本文首先介绍了水下球阀执行机构的机械结构及运行机理,在此基础上提出了一种以力系分析、运动学分析为基础的扭矩测量方案,通过建立平面力系平衡方程以及根据速度、加速度合成定理,完成了扭矩测量方案的设计。该方案考虑了摩擦力、摩擦力矩以及加速度等影响因素,并通过MATLAB/Simulink建模仿真确定了这些影响因素对扭矩测量结果的影响,然后根据仿真结果简化了扭矩测量模型,提升测试系统整体性能。测试系统的整体方案设计是依据需求进行的,结合主要技术参数完成了整体框架的设计,并对测试系统试验装置的特点与功能做了简单的介绍,然后详细介绍了测试系统的扭矩测量功能和其功能的实现。水下球阀执行机构测试系统硬件方案的设计是整个系统设计实现的基石,主要介绍了编码器,压力传感器以及数据采集卡等,并且给出了所选传感器的电气接线图以及数据采集卡的原理图。最后根据测试系统的扭矩测量结果对实时性的要求,采用了多路共享AD转换器的数据采集过程方式。测试系统的软件开发采用了 WPF(Windows Presentation Foundation)技术。运用WPF界面设计语言XAML(Extensible Application Markup Language)来完成测试系统上位机的UI界面设计,运用C#语言实现了测试系统软件的架构以及核心功能模块。本文实现的界面能够完全的显示扭矩测量的实时曲线,同时显示界面提供操作功能,可输入所测执行机构的基本信息等。本文设计实现的测试系统功能模块主要包括通信模块、扭矩测量结果实时曲线模块、打印试验报表等。本文所设计的水下球阀测试系统实现了扭矩实时测量及其它需求功能,达到了预期目标且具有良好的扩展性。此外本文也指出了目前该测试系统所存在的一些不完善的地方,并给出了对应的改善方式。