[发明专利]测量比例电磁铁动作响应时间和速度的装置及方法

说明书

本发明公开了一种测量比例电磁铁动作响应时间和速度的装置，所述继电器用于控制接通/关闭电磁铁电源；所述参考信号采样电路用于记录电磁铁激发信号；所述振动信号采样电路用于采集振动传感器的振动信号；所述记录仪有两个通道，参考信号采样电路接入第一通道，振动信号采样电路接入第二通道，记录仪将采集的两路信号传递给中央处理器，通过上位机显示并分析信号曲线；所述单片机发出阶跃脉冲信号，控制继电器以及记录仪的动作。并公开了测量比例电磁铁动作响应时间和速度的方法。本发明可用于对电磁铁动作响应性能进行有效检测，为不同种类、不同批次、不同个体的电磁铁进行定量分析提供了依据。

技术领域

本发明涉及到一种测量比例电磁铁动作响应时间和衔铁速度的装置，属于电磁控制领域。

背景技术

常用的比例阀大都采用了比例电磁铁，比例电磁铁根据电磁原理设计，能使其产生的机械量(力或力矩和位移)与输入电信号(电流)的大小成比例，再连续控制液压阀阀心的位置，进而实现连续控制液压系统的压力、方向和流量。比例电磁铁由线圈、衔铁、推杆等组成，当有信号输入线圈时，线圈内磁场对衔铁产生作用力，衔铁在磁场中按信号电流的大小和方向成比例、连续地运动，再通过固连在一起的销钉带动推杆运动，从而控制滑阀阀心的运动。

对比例电磁铁的主要技术要求有：①水平的位移力特性，即在比例电磁铁有效工作行程内，当线圈电流一定时，其输出力保持恒定，与位移无关；②稳态电流力特性，具有良好的线性度，较小的死区及滞回；③动态特性阶跃响应快，频响高。

电磁铁从线圈加电到衔铁运动达到最大行程所用时间，即动作响应时间，表征了电磁铁响应的灵敏性，是其一项重要技术指标，比例电磁铁的动态响应特性之一便是衡量该指标。响应时间与速度在不同比例电磁铁间存在的个体差异比较大，因此，经常需要对比例电磁铁动作响应时间和速度进行测量。电磁铁动态响应特性测量，目前通常只做“力响应”测量，即给电磁铁上电到出现额定力输出时所用时间。而电磁铁动态响应另一个特性——“动作时间响应”，即从电磁铁上电到衔铁移动到最大位置(限位片，限位片一般均固定在壳体上)所用时间，由于难于预先掌握不同个体的电磁铁衔铁实际移动距离，采用一般的位置传感器常常被衔铁推杆顶坏、或存在较大测量误差并增加测量的复杂性，从而导致测量精度低，测量难度大，目前几乎不做“动作时间响应”这方面的测量。

发明内容

本发明的目的是提供一种测量比例电磁铁动作响应时间和速度的装置。

本发明采用的技术方案为：一种测量比例电磁铁动作响应时间和速度的装置，包括：电源继电器、阶跃信号发生单元、参考信号采样电路、振动传感器、振动信号采样电路、记录仪、单片机系统、上位机，所述阶跃信号发生单元，产生阶跃脉冲信号，加载到电源继电器上；所述电源继电器用于控制接通/关闭电磁铁电源；所述参考信号采样电路与电磁铁线圈并联，用于采集激发电磁铁衔铁动作的电脉冲信号；所述振动传感器贴紧在电磁铁壳体任意位置上，由于振动传感器与衔铁推杆不直接接触，不会受到衔铁推杆撞击；所述振动信号采样电路用于采集振动传感器的振动信号，振动信号来自于衔铁在腔体中的移动及衔铁移动到最大位置时与限位片的撞击；所述记录仪有两个通道，参考信号采样电路接入第一通道，振动信号采样电路接入第二通道，记录仪将同步采集的两路信号传递给单片机系统；所述上位机，接收单片机系统传来的数据，显示并分析信号曲线，并向单片机发出控制指令；所述单片机系统，发出阶跃脉冲信号控制电源继电器，以及控制记录仪，接收记录仪数据，向上位机发送数据，接收上位机控制指令，控制功率电源输出，单片机控制的记录仪采样频率可以设定，基于单片机的记录仪采样频率高、采样周期短，从而提高了测量的时间分辨率，上述两种因素均导致了电磁铁的动作响应时间测量精度的提高。

本发明还公开了一种测量比例电磁铁动作响应时间和速度的方法，基于上述的装置实现，其步骤包括：

(1)、单片机产生阶跃脉冲信号，加载到电源继电器上；

(2)、电源继电器连接功率电源，控制接通电磁铁电源，从而激发电磁铁衔铁运动；