阻測(cè)量模塊18和驅(qū)動(dòng)電流測(cè)量模塊15與被測(cè)電磁鐵的連接切換，負(fù)責(zé)電磁力測(cè)量模式與電感電阻測(cè)量模式的轉(zhuǎn)換。
[0038]本發(fā)明所述高速電磁閥驅(qū)動(dòng)單元模塊19輸出驅(qū)動(dòng)電流的參數(shù)包括:開環(huán)電流調(diào)制時(shí)間80 μ s、峰值電流在10Α?20Α之間調(diào)節(jié)、峰值電流時(shí)間400 μ s、維持電流在3A?15A之間調(diào)節(jié)、噴射脈寬1500 μ s ;高速電磁閥驅(qū)動(dòng)單元模塊19在電路結(jié)構(gòu)中通過驅(qū)動(dòng)電壓(高壓在24?120V之間調(diào)節(jié)、電源電壓24V、反向電壓80V)的調(diào)制實(shí)現(xiàn)所需要的驅(qū)動(dòng)電流。
[0039]本發(fā)明所述滑臺(tái)基座3內(nèi)部集成驅(qū)動(dòng)電流測(cè)量模塊15、高速電磁閥驅(qū)動(dòng)單元模塊19、電感電阻測(cè)量模塊18、高速信號(hào)采集模塊20、模式開關(guān)22和通訊模塊21。
[0040]測(cè)試過程如下:
[0041](1)被測(cè)對(duì)象的安裝與固定:將被測(cè)試高速電磁閥的電磁鐵安裝在電磁鐵固定裝置8上，將被測(cè)試高速電磁閥的銜鐵安裝在銜鐵固定裝置11上，通過傳力桿12與末端平臺(tái)14上的拉壓力傳感器13聯(lián)接，銜鐵及其固定裝置11處于靜止?fàn)顟B(tài)；
[0042](2)氣隙的調(diào)整:轉(zhuǎn)動(dòng)手輪1，被測(cè)電磁鐵跟隨滑塊6移動(dòng)，電磁鐵與銜鐵之間的距離(即氣隙)發(fā)生改變，通過塞尺(測(cè)量范圍0.01?1_)測(cè)量調(diào)節(jié)氣隙；將一定厚度的塞尺放置于銜鐵和電磁鐵之間，移動(dòng)滑塊6至塞尺剛剛被銜鐵和電磁鐵夾住，此時(shí)通過鎖緊裝置固定滑塊6，抽出塞尺；通過位移傳感器10測(cè)量更精確的氣隙大小值讀數(shù)，位移傳感器10固定在末端平臺(tái)14上，當(dāng)位移傳感器測(cè)量桿9的端部與固定在滑塊6上的位移傳感器測(cè)量頭7接觸，通過讀取有一定氣隙時(shí)的位移傳感器10的數(shù)值減去氣隙為0時(shí)的位移傳感器10的數(shù)值，即可得到氣隙大小；
[0043](3)驅(qū)動(dòng)電流的設(shè)置和測(cè)量:驅(qū)動(dòng)電流的各項(xiàng)參數(shù)通過上位機(jī)23進(jìn)行設(shè)置，包括驅(qū)動(dòng)高壓、開環(huán)電流調(diào)制時(shí)間、峰值電流、維持電流、噴射脈寬、峰值電流時(shí)間，結(jié)合以上參數(shù)可設(shè)定驅(qū)動(dòng)電流波形為矩形波或二階波形，如圖3所示，驅(qū)動(dòng)高壓從24V?120V可調(diào)，配合開環(huán)作用時(shí)間調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)電流波形的上升斜率(時(shí)間)、峰值電流；峰值電流限定高壓驅(qū)動(dòng)開環(huán)作用時(shí)的最高電流值，例如參數(shù)可設(shè)置25Α，則驅(qū)動(dòng)電流輸出電流峰值限制在25Α ;噴射脈寬決定輸出驅(qū)動(dòng)電流波形的驅(qū)動(dòng)脈寬；維持電流、峰值電流時(shí)間設(shè)定驅(qū)動(dòng)電流波形的調(diào)制電流大小和持續(xù)時(shí)間；通過通訊模塊21將設(shè)置的驅(qū)動(dòng)電流的參數(shù)發(fā)送到高速電磁閥驅(qū)動(dòng)單元模塊19，高速電磁閥驅(qū)動(dòng)單元模塊19根據(jù)指令發(fā)出驅(qū)動(dòng)信號(hào)至被測(cè)電磁鐵；在電磁鐵上產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)電流實(shí)際值通過驅(qū)動(dòng)電流測(cè)量模塊15轉(zhuǎn)換為電壓值，輸入到高速信號(hào)采集模塊20并通過PCI發(fā)送到上位機(jī)23，記錄并顯示實(shí)際電流波形；
[0044](4)電磁力的測(cè)量:將模式開關(guān)22切換到電磁力測(cè)量模式，由高速電磁閥驅(qū)動(dòng)單元模塊19輸出的電流加載到被測(cè)電磁鐵上，由驅(qū)動(dòng)電流測(cè)量模塊15進(jìn)行電磁鐵實(shí)際通過電流的檢測(cè)，在銜鐵上產(chǎn)生的電磁力傳遞到與銜鐵固定在一起的拉壓力傳感器13上，拉壓力傳感器13產(chǎn)生電壓信號(hào)并輸入到高速信號(hào)采集模塊20，并通過PCI發(fā)送到上位機(jī)23，通過上位機(jī)23顯示并記錄被測(cè)電磁鐵上的電流值及電流波形；
[0045](5)電感電阻的測(cè)量:將模式開關(guān)22切換到電感電阻測(cè)量模式，電感電阻測(cè)量模塊18與被測(cè)電磁鐵連接，通過電感電阻測(cè)量模塊18，靜態(tài)測(cè)量電磁鐵線圈的電感值和電阻值，將結(jié)果通過通訊模塊21發(fā)送到上位機(jī)23，記錄并顯示測(cè)量的電感和電阻值；
[0046](6)上位機(jī)23對(duì)收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析，并同步氣隙、驅(qū)動(dòng)電流、時(shí)間等參數(shù)，繪制成固定氣隙下的驅(qū)動(dòng)電流-電磁力特性曲線、固定電流下的氣隙-電磁力特性曲線、動(dòng)態(tài)氣隙下的驅(qū)動(dòng)電流-電磁力特性曲線，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行保存，用于測(cè)試分析；
[0047]本發(fā)明提供的測(cè)試裝置的測(cè)量范圍:實(shí)現(xiàn)電磁力的測(cè)量量程為0?300N，氣隙在0?0.4_內(nèi)線性可調(diào)，電磁閥的驅(qū)動(dòng)電流值0?25Α可調(diào)，驅(qū)動(dòng)電流波形根據(jù)測(cè)試需要進(jìn)行調(diào)整和設(shè)置，通過配置不同的驅(qū)動(dòng)電流波形，觀察不同驅(qū)動(dòng)電流波形下的電磁力特性曲線，從而更利于電磁閥的動(dòng)、靜態(tài)電磁力特性測(cè)量分析；
[0048]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種高速電磁閥電磁力靜、動(dòng)態(tài)測(cè)試裝置，其特征在于:包括氣隙調(diào)節(jié)測(cè)量模塊(17)、電磁力測(cè)量模塊(16)、高速電磁閥驅(qū)動(dòng)單元模塊(19)、驅(qū)動(dòng)電流測(cè)量模塊(15)、高速信號(hào)采集模塊(20)、通訊模塊(21)和上位機(jī)(23); 所述氣隙調(diào)節(jié)測(cè)量模塊(17)包括滑臺(tái)基座(3)和滑臺(tái)基座(3)上的用來固定被測(cè)電磁鐵的電磁鐵固定裝置(8)、用來固定被測(cè)銜鐵的銜鐵固定裝置(11)、用來測(cè)量電磁鐵與銜鐵之間距離的位移測(cè)量裝置，所述電磁鐵固定裝置(8)和銜鐵固定裝置(11)之間的相對(duì)位置可調(diào)； 所述高速電磁閥驅(qū)動(dòng)單元模塊(19)與被測(cè)電磁鐵連接，并通過通訊模塊(21)接收上位機(jī)(23)發(fā)送的驅(qū)動(dòng)電流的設(shè)置參數(shù)，后根據(jù)指令發(fā)出驅(qū)動(dòng)信號(hào)至被測(cè)電磁鐵；所述驅(qū)動(dòng)電流測(cè)量模塊(15)采集在電磁鐵上產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)電流實(shí)際值，并轉(zhuǎn)換為電壓值后通過高速信號(hào)采集模塊(20)傳送到上位機(jī)(23); 所述電磁力測(cè)量模塊(16)包括拉壓力傳感器(13)和傳力桿(12)，被測(cè)銜鐵上產(chǎn)生的電磁力通過傳力桿(12)由拉壓力傳感器(13)感知； 所述電磁力測(cè)量模塊(16)和氣隙調(diào)節(jié)測(cè)量模塊(17)均將輸出值通過高速信號(hào)采集模塊(20)傳送到上位機(jī)(23) ο2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高速電磁閥電磁力靜、動(dòng)態(tài)測(cè)試裝置，其特征在于:所述滑臺(tái)基座(3)上設(shè)有平行設(shè)置的導(dǎo)軌(2)和絲杠(4)，一滑塊(6)套裝在導(dǎo)軌(2)和絲杠(4)上，所述電磁鐵固定裝置(8)固定設(shè)置在滑塊(6)上，所述絲杠(4)的前端設(shè)有驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)；所述滑臺(tái)基座(3)上導(dǎo)軌(2)的末端固定設(shè)置末端平臺(tái)(14)，所述銜鐵固定裝置(11)固定設(shè)置在末端平臺(tái)(14)上。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高速電磁閥電磁力靜、動(dòng)態(tài)測(cè)試裝置，其特征在于:所述位移測(cè)量裝置包括固定設(shè)置在末端平臺(tái)(14)上的位移傳感器(10)和固定設(shè)置在滑塊(6)上的位移傳感器測(cè)量頭(7)，位移傳感器(10)通過其上固定連接的位移傳感器測(cè)量桿(9)感知與位移傳感器測(cè)量頭(7)之間的距離。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高速電磁閥電磁力靜、動(dòng)態(tài)測(cè)試裝置，其特征在于:所述位移測(cè)量裝置包括固定設(shè)置在末端平臺(tái)(14)上的激光位移傳感器或電渦流位移傳感器，還有固定設(shè)置在滑塊(6)上的接收端。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高速電磁閥電磁力靜、動(dòng)態(tài)測(cè)試裝置，其特征在于:所述驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)為手輪(I)或步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)，所述步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)由上位機(jī)(23)控制。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高速電磁閥電磁力靜、動(dòng)態(tài)測(cè)試裝置，其特征在于:還包括電感電阻測(cè)量模塊(18)和模式開關(guān)(22)，所述模式開關(guān)(22)用來實(shí)現(xiàn)電感電阻測(cè)量模塊(18)和驅(qū)動(dòng)電流測(cè)量模塊(15)與被測(cè)電磁鐵的連接切換。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高速電磁閥電磁力靜、動(dòng)態(tài)測(cè)試裝置，其特征在于:所述高速電磁閥驅(qū)動(dòng)單元模塊(19)輸出驅(qū)動(dòng)電流的參數(shù)包括:開環(huán)電流調(diào)制時(shí)間80 μ S、峰值電流在1A?20Α之間調(diào)節(jié)、峰值電流時(shí)間400 μ s、維持電流在3Α?15Α之間調(diào)節(jié)、噴射脈寬1500 μ S ;高速電磁閥驅(qū)動(dòng)單元模塊(19)在電路結(jié)構(gòu)中通過驅(qū)動(dòng)電壓(高壓在24?120V之間調(diào)節(jié)、電源電壓24V、反向電壓80V)的調(diào)制實(shí)現(xiàn)所需要的驅(qū)動(dòng)電流。8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的高速電磁閥電磁力靜、動(dòng)態(tài)測(cè)試裝置，其特征在于:所述滑臺(tái)基座⑶內(nèi)部集成驅(qū)動(dòng)電流測(cè)量模塊(15)、高速電磁閥驅(qū)動(dòng)單元模塊(19)、電感電阻測(cè)量 模塊(18)、高速信號(hào)采集模塊(20)、模式開關(guān)(22)和通訊模塊(21)。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種高速電磁閥電磁力靜、動(dòng)態(tài)測(cè)試裝置，包括氣隙調(diào)節(jié)測(cè)量模塊、電磁力測(cè)量模塊、高速電磁閥驅(qū)動(dòng)單元模塊、驅(qū)動(dòng)電流測(cè)量模塊、高速信號(hào)采集模塊、通訊模塊和上位機(jī)；所述氣隙調(diào)節(jié)測(cè)量模塊包括滑臺(tái)基座和滑臺(tái)基座上的電磁鐵固定裝置、銜鐵固定裝置、位移測(cè)量裝置；所述電磁力測(cè)量模塊包括拉壓力傳感器和傳力桿，被測(cè)銜鐵上產(chǎn)生的電磁力通過傳力桿由拉壓力傳感器感知。本發(fā)明可在驅(qū)動(dòng)電流可調(diào)、氣隙可調(diào)下以及氣隙固定下對(duì)響應(yīng)速度在亞毫秒級(jí)高速電磁閥進(jìn)行靜態(tài)電磁力特性、動(dòng)態(tài)電磁力特性、電感、電阻進(jìn)行測(cè)量，驅(qū)動(dòng)電流形狀可按要求設(shè)置為矩形波或二階波形，測(cè)量數(shù)據(jù)能夠適時(shí)顯示并自動(dòng)進(jìn)行整理輸出相應(yīng)關(guān)系曲線。
【IPC分類】G01R33/12
【公開號(hào)】CN105334477
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510742784
【發(fā)明人】高青秀, 郭海洲, 呂帆, 王杰
【申請(qǐng)人】中國北方發(fā)動(dòng)機(jī)研究所(天津)
【公開日】2016年2月17日
【申請(qǐng)日】2015年11月4日