[实用新型]一种电磁阀测量装置

说明书

本实用新型涉及测试技术领域，特别涉及一种测量汽车电子控制技术中应用的电磁阀的电磁性能动态变化规律的装置。

现有技术中电磁阀电磁作用力的通用测量方法有弹簧称法、悬重拉力法、测弹簧压缩法等，这些方法测量精度较低，操作繁杂，测试效率低，而且只是电磁作用力的静态测量。电磁阀电磁线圈电流的测量是通过使用采样电阻获取电流的方式，采样电阻要消耗较大功率。因电磁阀是一种瞬态开关控制元件，要进一步设计开发高性能的电磁阀产品，测试其电磁性能的动态变化过程是相当必要的。对于汽车电子控制技术中应用的电磁阀，国内尚未进行过系统研究，更没有专用的测量装置测量汽车电子控制技术中应用的电磁阀电磁性能的动态变化过程。

本实用新型的目的和任务是研制一种对电磁阀电磁性能进行测量的装置，该装置不仅结构简单，操作方便，测量精度高，而且能够实时测量电磁阀电磁作用力随电磁线圈电流、静铁芯与衔铁间工作间隙变化的动态规律，从而满足汽车电子控制技术中或其它机电一体化技术领域中所使用的高性能电磁阀产品的要求。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：该电磁阀测量装置主要由一个发出方波脉冲信号的信号发生器，将信号转变成脉冲电压并将该电压施加在被测电磁阀两端的驱动电路，霍尔电流传感器，测量机构，压电晶体力传感器，电荷放大器以及数字存储示波器等组成。测量机构包括平台套筒，调微支座，装在调微支座内的微调螺栓，支撑柱，支撑球，导向杆等部分。支撑杆与压电晶体力传感器平面接触，压电晶体力传感器的另一端与微调螺栓接触，平台套筒与调微支座联接成一个整体。

上述测量装置的工作原理如下：由信号发生器发出方波脉冲信号，经由驱动电路将信号转变为0-16V的脉冲电压，该电压施加在电磁阀电磁线圈两端，电磁线圈励磁将电能转化成磁能，进而在静铁芯与衔铁间产生电磁吸引力。通过测量机构利用压电晶体力传感器实时测取电磁力，使用霍尔电流传感器实时测量电磁阀线圈电流。最后，使用数字存储式示波器将测得的电磁作用力和电流波形显示并进行分析。

图1为电磁阀电磁性能测试装置的总体框图。

图2为驱动电路的原理图。

图3为电磁阀测量机构的结构示意图。

下面结合附图对本实用新型的最佳实施作详细说明。

如附图1的总体框图所示，该测试装置中的信号发生器1采用GFG-8016G型，使其发出方波脉冲信号，经由驱动电路2将信号转变为0-16V的脉冲电压，该电压施加在电磁阀电磁线圈3的两端，电磁线圈励磁将电能转化成磁能，通过测量机构4利用5110型压电晶体力传感器5实时测取电磁力，使用KT50A／P型霍尔电流传感器6实时测量电磁线圈电流。最后，使用HP54600A型数字存储式示波器7将测得的电磁作用力和电流波形显示并进行分析。

附图2为驱动电路的原理图，在此电路中，信号发生器发出的方波脉冲信号经反向缓冲元件IC1和光电耦合器IC2驱动功率场效应管M的导通和关闭。0-16V电压由电平提供，霍尔电流传感器KT50A／P位于电平与电磁线圈L的连线之间，测量该部分电路的电流变化。当功率场效应管M导通时，电平为电磁线圈提供0-16V可选择电压；当功率场效应管M关闭时，电磁线圈所处回路断路。

附图3为测量机构的结构示意图。当电磁阀电磁线圈3两端施加脉冲电压后，通过霍尔电流传感器6测取线圈中的电流。同时，电磁阀静铁芯9向下吸引衔铁10，此电磁吸引力经导向杆11传给支撑球12，然后传给支撑柱13，支撑柱与压电晶体力传感器5平面接触，传感器另一面与起固定支撑作用的工作间隙微调螺栓14接触，这样电磁阀产生的电磁作用力便由压电晶体力传感器实时测取出来，通过Kis1er5007型电荷放大器8将电荷量转换为电压量，由示波器显示。平台套筒15与调微支座16联接成一个整体。通过调节装在调微支座16内的微调螺栓14改变静铁芯9与衔铁10之间的工作间隙来测量不同工作间隙下电磁作用力、线圈电流与工作间隙三者之间的变化规律。

准确的电磁作用力测量要求衔铁10与静铁芯9之间的工作间隙必须均匀，以保证电磁作用力与导向杆方向一致，不产生旋转力矩。为了保证此工作间隙的均匀性，应提高导向杆上端面与导向杆中心线的垂直度，且应使导向杆长度为导向杆直径的4-8倍，同时提高导向杆11与平台套筒15导向孔间的配合精度；在导向杆11与支撑柱13之间安装支撑球12，实现导向杆与支撑柱之间的球面支撑联接，以避免支撑柱13、压电晶体传感器5及微调螺栓14三者间的安装接触偏差影响到导向杆11的导向定位，使支撑球上、下两部分的安装偏差相互隔离。