[发明专利]一种电磁铁开关状态检测装置及检测方法

权利要求书

1.一种电磁铁开关状态检测装置，其特征在于：包括支架，支架呈倒T状，电磁铁固定在支架的左下方，电磁铁包括铁芯和缠绕在铁芯上的电磁线圈，电磁铁上的电磁线圈连接MCU上，弹簧固定在支架右下方，弹簧另一端与限位衔铁一端连接，限位衔铁自然状态下另一端抵住开关装置的左下方；所述MCU采集电磁铁开关时的反向电动势的电压值，从而进行电磁铁开关状态的判断，如下：

限位衔铁在电磁线圈没有通电的情况下抵住开关装置，电磁线圈加上电压，限位衔铁吸合，开关装置在没有限位衔铁抵住下，用户可以实现开的状态，断开电磁线圈电压，瞬间产生反向电动势，反向电动势在开关装置开关两种状态下回落时间不一样，通过A/D模块采集反向电动势电压，将采集的反向电动势电压发送到MCU；

MCU对采集到反向电动势的电压值在一个阈值区间进行计数，计数值大小代表回落时间的长短，根据计数值区分开关两种状态，若计数值所代表的状态由待开状态变为开状态，则MCU发出关命令，电磁线圈断电，限位衔铁在弹簧弹力作用下移动，达到自然状态抵住开关装置。

2.采用权利要求1所述的装置实现电磁铁开关状态检测方法，其特征在于，所述方法包括下述步骤：

步骤1、限位衔铁在电磁线圈没有通电的情况下抵住开关装置，电磁线圈加上电压，限位衔铁吸合，开关装置在没有限位衔铁抵住下，用户可以实现开的状态，断开电磁线圈电压，瞬间产生反向电动势，反向电动势在开关装置开关两种状态下回落时间不一样，通过A/D模块采集反向电动势电压，将采集的反向电动势电压发送到MCU；

步骤2、MCU对采集到反向电动势的电压值在一个阈值区间进行计数，计数值大小代表回落时间的长短，根据计数值区分开关两种状态，若计数值所代表的状态由待开状态变为开状态，则MCU发出关命令，电磁线圈断电，限位衔铁在弹簧弹力作用下移动，达到自然状态抵住开关装置。

3.根据权利要求2所述的电磁铁开关状态检测方法，其特征在于，所述步骤1中电磁线圈通电闭合期间大于或等于F，电磁线圈断开电压有三个过程：释动期间等于F、返回期间小于F、断开期间小于F，其中u_c为直流电压电磁线圈的控制电压、i(t)为随时间变化的线圈电流、L(t)为随时间变化的线圈电感、L(x)为随位移变化的线圈电感，r为线圈内电阻，F为弹簧的弹力。

4.根据权利要求2所述的电磁铁开关状态检测方法，其特征在于，所述步骤1中反向电动势在开关装置开关两种状态下的回落时间不相同，是由于开关装置在关状态下，断开电磁线圈电压，弹簧弹力大于残余磁通产生的电磁吸力，限位衔铁开始运动，磁路的气隙逐渐增大，直至限位衔铁彻底断开抵住开关装置，开关装置在开状态下，断开电磁线圈电压，弹簧弹力大于残余磁通产生的电磁吸力，限位衔铁开始运动，磁路的气隙逐渐增大，由于受开关装置挡住限位衔铁因弹簧弹力继续运动，这时磁路的气隙不变，即距离不变，残余的磁通量比开关装置在关状态下持续时间长一点，反向电动势持续时间也会长一点。

5.根据权利要求2所述的电磁铁开关状态检测方法，其特征在于，所述步骤2中阈值区间为，开关装置开关两种状态下反复进行测试，通过A/D采集和MCU处理，获得适合检测的阈值区间，在实际计数过程中，依据所测得反向电动势，并与阈值区间进行比较，在这个阈值区间内计数增加1，否则不进行计数，计数完之后将计数值与之前所测得开关装置开关状态下的计数值区间相比较，确定开关装置开关的状态。