磁通量密度測量裝置及其測量方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種磁通量密度測量裝置，包括具有第一導軌的平臺；通過第一導軌滑動連接到平臺的定位裝置，用于容納和定位充磁磁鐵；測量裝置，其包括固定連接到平臺且位于第一導軌正上方的測量探頭，采集定位裝置在第一導軌上滑行且通過測量探頭下方時產生的霍爾電壓信號；控制裝置，其包括控制器、數據采集卡和驅動機構；第一導軌設第一標尺光柵，定位裝置設有光柵讀數頭，讀取定位裝置沿第一導軌滑行的第一位移信息并發(fā)送給控制器以輸出觸發(fā)間距信號給數據采集卡，數據采集卡每隔一個觸發(fā)間距讀取霍爾電壓信號并將其轉換成磁通量密度值發(fā)送到控制器。本發(fā)明實現了對充磁磁鐵磁通量密度的空間一維輪廓的高速自動化在線測量，測量效率高、測量精度高。
【專利說明】
磁通量密度測量裝置及其測量方法
技術領域
[0001 ]本發(fā)明涉及磁通密度測量的自動化設備技術領域，更具體地說，本發(fā)明涉及一種磁通量密度測量裝置及其測量方法?！颈尘凹夹g】
[0002]磁通量密度，從數量上反映磁力線的疏密程度，磁通量密度大小是判斷充磁磁鐵質量是否過關的重要指標，因此，對充磁磁鐵的磁通量密度測量顯得十分必要。
[0003]現有技術中，測量磁通量密度的測量裝置多為手持式測量裝置，存在測量時間長、 測量效率低、測量精度低等缺點，難以滿足大批量生產時高速全檢的需求，也不利于提高充磁磁鐵的質量。
【發(fā)明內容】

[0004]針對上述技術中存在的不足之處，本發(fā)明提供一種磁通量密度測量裝置，將位置測量與測量系統集成，實現了對充磁磁鐵磁通量密度的一維輪廓的高速自動化在線測量， 測量效率高、測量精度高；
[0005]本發(fā)明還提供一種磁通量密度的測量方法，數據采集卡每隔一個觸發(fā)間距讀取測量探頭采集的霍爾電壓信號并將其轉換成磁通量密度值發(fā)送給控制器，即數據采集卡實現位置觸發(fā)采集，單次測量時間短，觸發(fā)距離較小，測量效率高。
[0006]為了實現根據本發(fā)明的這些目的和其它優(yōu)點，本發(fā)明通過以下技術方案實現:
[0007]本發(fā)明提供一種磁通量密度測量裝置，其包括:平臺，其上設有供水平方向滑行的第一導軌；
[0008]定位裝置，其用于容納和定位充磁磁鐵，所述充磁磁鐵與所述定位裝置表面齊平； 所述定位裝置通過所述第一導軌滑動連接到所述平臺上；
[0009]測量裝置，其包括固定連接到所述平臺且位于所述第一導軌正上方的測量探頭， 用于采集載有充磁磁鐵的所述定位裝置在所述第一導軌上滑行且通過所述測量探頭下方時產生的霍爾電壓信號；以及，
[0010]控制裝置，其包括控制器、數據采集卡和驅動機構;所述驅動機構連接到所述控制器，用于驅動所述定位裝置沿所述第一導軌滑行；
[0011]其中，所述第一導軌設有與其齊平的第一標尺光柵，所述定位裝置設有光柵讀數頭以讀取所述定位裝置沿所述第一導軌滑行的第一位移信息并發(fā)送給所述控制器;所述控制器根據所述第一位移信息輸出觸發(fā)間距信號給所述數據采集卡，所述數據采集卡每隔一個觸發(fā)間距讀取所述霍爾電壓信號并將其轉換成磁通量密度值發(fā)送到所述控制器。
[0012]優(yōu)選的是，所述測量裝置包括:
[0013]探頭固定裝置，其用于固定所述測量探頭；[〇〇14]第一定位銷，其用于將所述探頭固定裝置固定連接到所述平臺。
[0015]優(yōu)選的是，所述平臺還設有供豎直方向滑行的第二導軌、位于所述測量探頭旁邊的激光位移傳感器，所述激光位移傳感器連接到所述控制器；
[0016]所述測量裝置包括固定所述測量探頭的探頭固定裝置，所述探頭固定裝置通過所述第二導軌在所述平臺上沿豎直方向滑行；
[0017]其中，所述激光位移傳感器用于讀取其與所述充磁磁鐵表面之間垂直的第一距離發(fā)送給所述控制器。
[0018]優(yōu)選的是，所述平臺設有供水平方向滑行的第三導軌;所述第三導軌的滑行方向與所述第一導軌的滑行方向垂直;所述第一導軌滑動連接到所述第三導軌上。
[0019]優(yōu)選的是，所述第三導軌設有與所述第三導軌齊平的第二標尺光柵，所述光柵讀數頭在所述第二標尺光柵配合下讀取所述定位裝置沿所述第三導軌滑行的第二位移信息并發(fā)送給所述控制器。
[0020]優(yōu)選的是，所述定位裝置包括:
[0021]定位塊，其設有容納充磁磁鐵的凹槽；
[0022]第二定位銷，若干個所述第二定位銷分別固定連接到所述凹槽的兩個相鄰側；
[0023]彈性裝置，其為分別位于所述凹槽另外兩個相鄰側的第一彈性組件和第二彈性組件；
[0024]其中，所述定位塊上還設有第一滑槽、第二滑槽;所述第一彈性組件沿所述第一滑槽滑行、所述第二彈性組件沿所述第二滑槽滑行以實現各自相對于所述定位塊的彈開或返回。[〇〇25]優(yōu)選的是，第一彈性組件，其包括位于所述凹槽外側的第一彈塊、貫穿所述定位塊且連接到所述第一彈塊的第二彈塊、第一彈簧以及貫穿所述定位塊一外側的按鈕;所述第二彈塊一端通過所述第一彈簧連接到所述定位塊、所述第二彈塊另一端與所述按鈕固定連接；[〇〇26]第二彈性組件，其包括位于所述凹槽外側的第三彈塊、貫穿所述定位塊且連接到所述第三彈塊的第四彈塊、第二彈簧;所述第四彈塊通過所述第二彈簧連接到所述定位塊；
[0027]其中，所述第一彈塊與所述第二彈塊分別位于所述凹槽的另外兩個相鄰側；
[0028]所述第二彈塊設有凸起，所述第四彈塊與所述第二彈簧相反的一側設有限位槽， 所述凸塊與所述限位槽抵頂。
[0029]—種磁通量密度的測量方法，包括以下步驟:
[0030]測量開始前，將充磁磁鐵放置于定位裝置上，調整所述定位裝置使其位于所述測量探頭正下方的第一導軌上；[〇〇31]測量開始時，驅動電機驅動所述定位裝置沿所述第一導軌滑行;光柵讀數頭讀取所述定位裝置沿所述第一導軌滑行的第一位移信息并發(fā)送給所述控制器;所述測量探頭采集所述定位裝置在所述第一導軌上滑行且通過所述測量探頭下方時產生的霍爾電壓信號； [〇〇32]所述控制器接收所述第一位移信息輸出觸發(fā)間距信號給所述數據采集卡；
[0033]所述數據采集卡每隔一個觸發(fā)間距讀取所述測量探頭采集的霍爾電壓信號并將其轉換成磁通量密度值發(fā)送給所述控制器；[〇〇34]單次測量完成后，系統復位，控制器輸出位置-磁通量密度曲線以顯示。
[0035]優(yōu)選的是，測量開始前，還包括步驟:
[0036]調整測量探頭與充磁磁鐵之間的相對高度并將所述測量探頭固定。
[0037]優(yōu)選的是，調整所述定位裝置使其位于所述測量探頭正下方，包括步驟:
[0038]驅動電機驅動載有所述定位裝置的所述第一導軌沿所述第三導軌滑行至所述定位裝置位于所述測量探頭正下方時停止；
[0039]所述光柵讀數頭讀取所述第一導軌沿所述第三導軌滑行的第二位移信息并發(fā)送給所述控制器。
[0040]本發(fā)明至少包括以下有益效果:
[0041]1)本發(fā)明提供的磁通量密度測量裝置，固定連接到平臺且位于定位裝置上方的測量探頭采集載有充磁磁鐵的定位裝置在第一導軌上滑行且通過測量探頭下方時產生的霍爾電壓信號，光柵讀數頭讀取定位裝置沿第一導軌滑行的第一位移信息并發(fā)送給控制器， 控制器根據第一位移信號輸出觸發(fā)間距信號給數據采集卡，數據采集卡每隔一個觸發(fā)間距讀取該霍爾電壓信號并將其轉換成磁通量密度值發(fā)送到控制器，實現了第一導軌滑行方向磁通量密度三維數據的高速自動化在線測量，將位置測量與磁通量密度測量集成在一起， 測量效率高、測量精度高；[〇〇42]2)探頭固定裝置用于固定測量探頭，測量探頭是霍爾傳感器，非常脆弱，探頭固定裝置對測量探頭起到良好的保護作用；同時，探頭固定裝置通過第一定位銷固定連接到平臺，對測量探頭起到了良好的固定作用；
[0043]3)平臺設有供探頭固定裝置沿豎直方向滑行的第二導軌、位于測量探頭旁邊的激光位移傳感器，激光位移傳感器讀取其與充磁磁鐵表面之間的第一距離發(fā)送給控制器，控制器根據第一距離和機械安裝后預先測量并保存在設備程序中的激光位移傳感器與測量探頭的垂直高度差第二距離進行計算，輸出測量探頭與充磁磁鐵表面之間的相對高度； [〇〇44]4)平臺設有供水平方向滑行的第三導軌，第三導軌的滑行方向與第一導軌的滑行方向垂直，第一導軌滑動連接到第三導軌上;第三導軌為定位塊遠離測量探頭提供便利，便于取出或放置充磁磁鐵;第三導軌與第一導軌配合，為定位裝置與測量探頭下方對準提供了基于平臺水平面上的二維坐標式滑行調節(jié);第三導軌、第二導軌分別與第一導軌配合，為定位裝置與測量探頭下方對準提供了基于平臺的三維坐標式滑行調節(jié)；[〇〇45]5)所述第三導軌設有與所述第三導軌齊平的第二標尺光柵，光柵讀數頭在第二標尺光柵配合下讀取定位裝置沿第三導軌滑行的第二位移信息并發(fā)送給控制器;實現定位裝置沿第三導軌滑行的位移可識別；
[0046]6)定位裝置包括凹槽容納充磁磁鐵的定位塊、分別固定連接到凹槽兩個相鄰側的若干個第二定位銷、第一彈性組件和第二彈性組件，定位塊設有第一滑槽、第二滑槽;在若干個第二定位銷的配合下，第一彈性組件沿第一滑槽滑行、第二彈性組件沿所二滑槽滑行以實現各自相對于定位塊的彈開或返回，為充磁磁鐵的取出、放置以及固定提供便利；
[0047]7)通過按壓第一彈性組件的按鈕，帶動第二彈塊擠壓第一彈簧、帶動與凸塊抵頂的第四彈塊擠壓第二彈簧，實現第一彈塊、第三彈塊各自相對于凹槽的彈開，可便利取放充磁磁鐵;松開按鈕，第一彈塊、第三彈塊分別返回到凹槽的相鄰側，在若干個第二定位銷的配合下，實現充磁磁鐵的固定。
[0048]本發(fā)明的其它優(yōu)點、目標和特征將部分通過下面的說明體現，部分還將通過對本發(fā)明的研究和實踐而為本領域的技術人員所理解?！靖綀D說明】
[0049]圖1為本發(fā)明所述的磁通量密度測量裝置的整體結構示意圖；
[0050]圖2為本發(fā)明所述的磁通量密度測量裝置的平臺部分結構示意圖；
[0051]圖3為本發(fā)明所述的磁通量密度測量裝置的測量探頭的結構示意圖；[〇〇52]圖4為本發(fā)明所述的磁通量密度測量裝置的定位塊正面結構示意圖；
[0053]圖5為本發(fā)明所述的磁通量密度測量裝置的定位塊反面結構示意圖；[〇〇54]圖6為本發(fā)明所述的磁通量密度測量裝置的充磁磁鐵測量示意圖；
[0055]圖7為本發(fā)明所述的磁通量密度測量裝置輸出的位置-磁通量密度曲線；
[0056]圖8為本發(fā)明所述的磁通量密度測量裝置進行磁通量密度的測量方法。
[0057]圖中:
[0058]10-平臺；11-第一導軌；12-第一標尺光柵;13-第二導軌；14-激光位移傳感器；15-第三導軌；16-第二標尺光柵；[〇〇59]20-定位裝置;21-充磁磁鐵；
[0060]22-定位塊;221-第一滑槽;222-第二滑槽；
[0061]23-第二定位銷；[〇〇62]24-第一彈性組件;241-第一彈塊;242-第二彈塊;243-第一彈簧;244-按鈕；[〇〇63]25-第二彈性組件;251-第三彈塊;252-第四彈塊;253-第二彈簧；
[0064]30-測量裝置;31-測量探頭;32-探頭固定裝置;33-第一定位銷；【具體實施方式】
[0065]下面結合附圖對本發(fā)明做進一步的詳細說明，以令本領域技術人員參照說明書文字能夠據以實施。[〇〇66]應當理解，本文所使用的諸如“具有”、“包含”以及“包括”術語并不配出一個或多個其它元件或其組合的存在或添加。
[0067]〈實施方式1>
[0068]本發(fā)明提供一種磁通量密度測量裝置，如圖1和圖2所示，其包括:
[0069]平臺10,其上設有供水平方向滑行的第一導軌11;定位裝置20,其用于容納和定位充磁磁鐵21，充磁磁鐵21與定位裝置20表面齊平;定位裝置通過第一導軌11滑動連接到平臺10上;測量裝置30,其包括固定連接到平臺10且位于第一導軌11正上方的測量探頭31，用于采集載有充磁磁鐵21的定位裝置20在第一導軌11上滑行且通過測量探頭31下方時產生的霍爾電壓信號；以及，控制裝置(圖中未示出)，其包括控制器、數據采集卡和驅動機構;驅動機構連接到控制器，用于驅動定位裝置20沿第一導軌11滑行；
[0070]其中，第一導軌11設有與其齊平的第一標尺光柵12,定位裝置20設有光柵讀數頭 (圖中未示出)，光柵讀數頭在第一標尺光柵12配合下讀取定位裝置20沿第一導軌11滑行的第一位移信息并發(fā)送給控制器;控制器根據第一位移信息輸出觸發(fā)間距信號給數據采集卡，數據采集卡每隔一個觸發(fā)間距讀取霍爾電壓信號并將其轉換成磁通量密度值發(fā)送到控制器。
[0071]本述實施方式中，第一導軌11是沿平臺10的X軸方向設置，充磁磁鐵21為五塊集成的小磁塊，充磁磁鐵21的長度方向的中心線也是沿X軸方向。測量探頭31是霍爾傳感器，測量精度為〇.2mT。因為測量探頭31相對于充磁磁鐵的高度不同，磁通量密度的測量值將會有很大偏差，因此，測量探頭31處于相對于充磁磁鐵固定高度的位置，該固定高度由實際測量實驗所得，本發(fā)明不做具體限定。載有充磁磁鐵21的定位裝置20在測量探頭31下方的第一導軌11上滑行，當定位裝置20通過測量探頭31下方，且充磁磁鐵21的中心線對準測量探頭 31時，測量探頭31采集產生的霍爾電壓信號，與此同時，光柵讀數頭讀取定位裝置20沿第一導軌11滑行的實時的第一位移信息并發(fā)送給控制器，控制器根據第一位移信號輸出觸發(fā)間距信號給數據采集卡，觸發(fā)間距信號用于間隔觸發(fā)間距的距離去觸發(fā)數據采集卡讀取當前位置的霍爾電壓信號并將其轉換成磁通量密度值發(fā)送到控制器，實現了沿第一導軌11滑行方向(即沿平臺10的X軸方向)、當前測量探頭31高度處的磁通量密度輪廓數據的高速自動化在線測量，測量效率高。本發(fā)明實施方式中數據采集卡可達到的最小觸發(fā)間距為〇.4wn、 采樣頻率>3000spS。另外，將定位裝置20滑行的實時位置測量與磁通量密度測量集成在一起，通過定位裝置20滑行的實時位置測量輸出觸發(fā)間距信號以觸發(fā)數據采集卡進行讀取； 每一個位置的觸發(fā)，得到充磁磁鐵21的磁通量密度在三個維度輪廓的數據，測量精度高。作為優(yōu)選，觸發(fā)間距為0.4mi，滿足高速自動化在線測量的同時，保證磁通量密度的測量精度。
[0072]上述實施方式中，如圖3所示，測量裝置30包括:探頭固定裝置32,其用于固定測量探頭31;第一定位銷33,其用于將探頭固定裝置32固定連接到平臺10。因為測量探頭31非常脆弱、碰擦容易損壞，固定裝置32對測量探頭31起到良好的保護作用，與此同時，探頭固定裝置32通過第一定位銷33固定連接到平臺10,對測量探頭31起到了良好的固定作用，使得測量探頭31處于相對于充磁磁鐵固定高度的位置。充磁磁鐵包括五塊集成的小磁塊，載有充磁磁鐵21的定位裝置20在第一導軌11上滑行且充磁磁鐵21的中心線對準測量探頭31下方時，為了保證測量探頭31采集霍爾電壓信號的準確性，在充磁磁鐵21的整體尺寸約為30 X 8 ? 5mm時，測量探頭31的測量感應區(qū)域設置為150wiiX 150M1，具有相對較大的測量面積， 提高測量的準確率。[〇〇73]測量探頭31距離充磁磁鐵21—定高度的磁通量密度大小是判斷充磁磁鐵21質量是否過關的重要指標，因此，對測量探頭31距離充磁磁鐵21之間的相對高度進行測量和調整顯得尤為必要。作為本發(fā)明的另一種【具體實施方式】，平臺10還設有供豎直方向滑行的第二導軌(圖中未示出)、位于測量探頭31旁邊的激光位移傳感器14,第二導軌沿平臺10的Z軸方向設置，激光位移傳感器14連接到控制器;測量裝置30包括固定測量探頭31的探頭固定裝置32,探頭固定裝置32通過第二導軌在平臺10上沿豎直方向滑行;其中，激光位移傳感器 14用于讀取其與充磁磁鐵21表面之間垂直的第一距離出發(fā)送給控制器。控制器根據第一距離出和機械安裝后預先測量并保存在設備程序中的激光位移傳感器14與測量探頭31的垂直高度差第二距離H2進行計算，輸出測量探頭31與充磁磁鐵21表面之間的相對高度H，則相對高度。激光位移傳感器14的重復精度為0.02mi，激光位移傳感器14在第二導軌的配合下，實現測量探頭31與充磁磁鐵21之間的相對高度H的精確測量，并提供了相對高度H 調整的可能。
[0074] 測量探頭31與充磁磁鐵21之間的相對高度H影響磁通量密度測量值，所以當測量探頭31與充磁磁鐵21之間在第二導軌與激光位移傳感器14的配合下調整到最佳相對高度H 時，固定測量探頭31。那么，位于測量探頭31下方第一導軌11上定位裝置20里的充磁磁鐵21的取出或放置必然收到測量探頭31的阻擋而造成不便利。作為本發(fā)明的一種實施方式，平臺10設有供水平方向滑行的第三導軌15;第三導軌15的滑行方向與第一導軌11的滑行方向垂直，第一導軌11沿平臺10的X軸方向設置，則第三導軌為沿平臺10的Y軸方向設置。第一導軌11滑動連接到第三導軌15上，帶動第一導軌11上的定位裝置20沿第三導軌15進行Y軸方向滑行。因此，當磁通量密度測量結束時，通過驅動機構驅動第一導軌11帶動其滑動連接的載有充磁磁鐵21的定位裝置20沿第三導軌15水平滑行，滑離測量探頭31下方后，進行充磁磁鐵21的取出或放置，操作方便。[〇〇75]作為上述實施方式的優(yōu)選，第三導軌15設有與第三導軌15齊平的第二標尺光柵 16,光柵讀數頭在第二標尺光柵16配合下讀取定位裝置20沿第三導軌15滑行的第二位移信息并發(fā)送給控制器。光柵讀數頭在第二標尺光柵16配合下，讀取定位裝置20沿第三導軌15 滑行的第二位移信息并發(fā)送給控制器，控制器接收該第二位移信息，判斷定位裝置20是否位于測量探頭21下方。定位裝置20沿第三導軌15滑行到測量探頭21正下方時，控制器發(fā)送停止信號給驅動機構，停止滑行。
[0076]上述實施方式中，如圖4和圖5所示，定位裝置20包括:定位塊22，其設有容納充磁磁鐵21的凹槽;第二定位銷23,若干個第二定位銷23分別固定連接到凹槽的兩個相鄰側，對充磁磁鐵21邊側起到阻擋穩(wěn)固的作用;彈性裝置，其為分別位于凹槽另外兩個相鄰側的第一彈性組件24和第二彈性組件25;其中，定位塊22上還設有供第一彈性組件24滑行的第一滑槽221、供第二彈性組件25滑行的第二滑槽222。在凹槽兩個相鄰側的若干個第二定位銷 23的穩(wěn)固作用配合下，凹槽的另外兩個相鄰側的第一彈性組件24以及第二彈性組件25的分別對應在第一滑槽221和第二滑槽222滑行，實現各自相對于定位塊22的彈開或返回，彈開或返回對應為充磁磁鐵21的取放或固定提供便利。需要說明的是，若干個第二定位銷23的形狀不做限定，本發(fā)明的圖給出了圓形和矩形的示例;若干個第二定位銷23的個數也不做限定，本發(fā)明的圖給出了充磁磁鐵21寬度方向側1個定位銷23、充磁磁鐵21長度方向側2個定位銷23的不例，提尚充磁磁鐵21長度方向的穩(wěn)固性。[〇〇77]作為上述實施方式的一種具體優(yōu)選，如圖4和圖5所示，第一彈性組件24包括位于凹槽外側的第一彈塊241、貫穿定位塊22且連接到第一彈塊241的第二彈塊242、第一彈簧 243以及貫穿定位塊22—外側的按鈕244;第二彈塊242—端通過第一彈簧243連接到定位塊 22、第二彈塊242另一端與按鈕244固定連接;第二彈性組件25包括位于凹槽外側的第三彈塊251、貫穿定位塊22且連接到第三彈塊251的第四彈塊252、第二彈簧253;第四彈塊252通過第二彈簧253連接到定位塊22;其中，第一彈塊241與第二彈塊242分別位于凹槽的另外兩個相鄰側;第二彈塊242設有凸起242A，第四彈塊252與第二彈簧253相反的一側設有限位槽 252A，凸塊242A與限位槽252A抵頂。通過按壓第一彈性組件24中的按鈕244,帶動第二彈塊 242擠壓第一彈簧243、帶動與凸塊242A抵頂的第四彈塊252擠壓第二彈簧253,實現第一彈塊241、第三彈塊251各自相對于凹槽的彈開，可便利取放充磁磁鐵21;松開按鈕244,第一彈塊241、第三彈塊25分別返回到凹槽的相鄰側，在若干個第二定位銷23的配合下，實現充磁磁鐵21的固定。通過第一彈簧243和第二彈簧253的彈性作用:按壓按鈕244時，第一彈塊241 和第三彈塊251在彈性作用下達到了較好的彈開狀態(tài);松開按鈕244時，第一彈塊241和第三彈塊251在彈性作用下返回并與若干個第二定位銷配合夾緊充磁磁鐵21，起到良好的固定作用。
[0078]本發(fā)明提供的磁通量密度測量裝置，如圖6和圖7所示，通過測量探頭31采集載有充磁磁鐵21的定位裝置20在第一導軌11上滑行且通過測量探頭31下方時產生的霍爾電壓信號，光柵讀數頭讀取定位裝置20沿第一導軌11滑行的第一位移信息并發(fā)送給控制器，控制器根據第一位移信號輸出觸發(fā)間距信號給數據采集卡，數據采集卡每隔一個觸發(fā)間距讀取該霍爾電壓信號并將其轉換成磁通量密度值發(fā)送到控制器，實現了第一導軌11滑行方向磁通量密度三維輪廓的高速自動化在線測量，將位置測量與磁通量密度測量集成在一起， 測量效率高、測量精度高。
[0079]〈實施方式2>
[0080]在實施方式1的基礎上，本實施方式提供一種磁通量密度的測量方法，如圖8所示， 包括以下步驟:
[0081]S10，測量開始前，將充磁磁鐵21放置于定位裝置20上，調整定位裝置20使其位于測量探頭31正下方的第一導軌11上；[〇〇82]S20，測量開始時，驅動電機驅動定位裝置20沿第一導軌11滑行;光柵讀數頭讀取定位裝置20沿第一導軌11滑行的第一位移信息并發(fā)送給控制器;測量探頭31采集定位裝置 20在第一導軌11上滑行且通過測量探頭31下方時產生的霍爾電壓信號；[〇〇83]S30,控制器接收第一位移信息輸出觸發(fā)間距信號給數據采集卡；[〇〇84]S40,數據采集卡每隔一個觸發(fā)間距讀取測量探頭31采集的霍爾電壓信號并將其轉換成磁通量密度值發(fā)送給控制器；[〇〇85]S50,單次測量完成后，系統復位，控制器輸出位置-磁通量密度曲線以顯示。[〇〇86]上述方法步驟中，通過測量探頭31采集載有充磁磁鐵21的定位裝置20在第一導軌 11上滑行且通過測量探頭31下方時產生的霍爾電壓信號，光柵讀數頭讀取定位裝置20沿第一導軌11滑行的第一位移信息并發(fā)送給控制器，控制器根據第一位移信號輸出觸發(fā)間距信號給數據采集卡，數據采集卡每隔一個觸發(fā)間距讀取該霍爾電壓信號并將其轉換成磁通量密度值發(fā)送到控制器，實現了第一導軌11滑行方向磁通量密度三維數據的高速自動化在線測量，將位置測量與磁通量密度測量集成在一起，輸出位置-磁通量密度曲線以顯示，如圖7 所示。[〇〇87]本測量方法中，數據采集卡可達到的最小觸發(fā)間距為0.4M1、采樣頻率大于 3000sps，測量探頭31的測量精度為0.2mT，磁通量密度單次測量的測量時間可以達到小于等于2.5s。
[0088]本測量方法可實現GRR(Gauge Repeatability and Reproducibility，測量系統的重復性和復現性)〈20%的磁通量密度測量。
[0089]作為一種優(yōu)選，測量開始前，還包括步驟:調整測量探頭31與充磁磁鐵21之間的相對高度并將測量探頭31固定。
[0090]因為，測量探頭31距離充磁磁鐵21—定高度的磁通量密度大小是判斷充磁磁鐵21 質量是否過關的重要指標，因此，對測量探頭31距離充磁磁鐵21之間的相對高度進行測量和調整顯得尤為必要，具體地，可以通過平臺10上激光位移傳感器14在第二導軌的配合下， 讀取激光位移傳感器14與充磁磁鐵21表面之間垂直的第一距離出發(fā)送給控制器?？刂破鞲鶕谝痪嚯x出和機械安裝后預先測量并保存在設備程序中的激光位移傳感器14與測量探頭31的垂直高度差第二距離出進行計算，輸出測量探頭31與充磁磁鐵21表面之間的相對高度H，則相對高度H=m-H2。最后，再通過驅動機構驅動測量探頭31沿第二導軌滑行以進行相對高度H的調整。
[0091]作為一種優(yōu)選，步驟10中，調整定位裝置20使其位于測量探頭31正下方，包括步驟:[〇〇92]驅動電機驅動載有定位裝置的第一導軌11沿第三導軌15滑行至定位裝置20位于測量探頭31正下方時停止；[〇〇93]光柵讀數頭讀取第一導軌11沿第三導軌15滑行的第二位移信息并發(fā)送給控制器。 [〇〇94]驅動機構驅動定位裝置20的第一導軌11沿第三導軌15滑行至定位裝置20位于測量探頭31正下方，第一導軌11沿第三導軌15滑行的第二位移信息并發(fā)送給控制器，控制器接收該第二位移信息，判斷定位裝置20是否位于測量探頭21下方。定位裝置20的第一導軌 11沿第三導軌15滑行到定位裝置20位于測量探頭21正下方時，控制器發(fā)送停止信號給驅動機構，停止滑行。
[0095]盡管本發(fā)明的實施方案已公開如上，但其并不僅僅限于說明書和實施方式中所列運用。它完全可以被適用于各種適合本發(fā)明的領域。對于熟悉本領域的人員而言可容易地實現另外的修改。因此在不背離權利要求及等同范圍所限定的一般概念下，本發(fā)明并不限于特定的細節(jié)和這里示出與描述的圖例。
【主權項】
1.一種磁通量密度測量裝置，其特征在于，包括:平臺，其上設有供水平方向滑行的第一導軌；定位裝置，其用于容納和定位充磁磁鐵，所述充磁磁鐵與所述定位裝置表面齊平;所述 定位裝置通過所述第一導軌滑動連接到所述平臺上；測量裝置，其包括固定連接到所述平臺且位于所述第一導軌正上方的測量探頭，用于 采集載有充磁磁鐵的所述定位裝置在所述第一導軌上滑行且通過所述測量探頭下方時產 生的霍爾電壓信號；以及，控制裝置，其包括控制器、數據采集卡和驅動機構;所述驅動機構連接到所述控制器， 用于驅動所述定位裝置沿所述第一導軌滑行；其中，所述第一導軌設有與其齊平的第一標尺光柵，所述定位裝置設有光柵讀數頭，所 述光柵讀數頭在所述第一標尺光柵配合下讀取所述定位裝置沿所述第一導軌滑行的第一 位移信息并發(fā)送給所述控制器;所述控制器根據所述第一位移信息輸出觸發(fā)間距信號給所 述數據采集卡，所述數據采集卡每隔一個觸發(fā)間距讀取所述霍爾電壓信號并將其轉換成磁 通量密度值發(fā)送到所述控制器。2.如權利要求1所述的磁通量密度測量裝置，其特征在于，所述測量裝置包括:探頭固定裝置，其用于固定所述測量探頭；第一定位銷，其用于將所述探頭固定裝置固定連接到所述平臺。3.如權利要求1所述的磁通量密度測量裝置，其特征在于，所述平臺還設有供豎直方向滑行的第二導軌、位于所述測量探頭旁邊的激光位移傳感 器，所述激光位移傳感器連接到所述控制器；所述測量裝置包括固定所述測量探頭的探頭固定裝置，所述探頭固定裝置通過所述第 二導軌在所述平臺上沿豎直方向滑行；其中，所述激光位移傳感器用于讀取其與所述充磁磁鐵表面之間垂直的第一距離發(fā)送 給所述控制器。4.如權利要求1或3所述的磁通量密度測量裝置，其特征在于，所述平臺設有供水平方向滑行的第三導軌;所述第三導軌的滑行方向與所述第一導軌 的滑行方向垂直;所述第一導軌滑動連接到所述第三導軌上。5.如權利要求4所述的磁通量密度測量裝置，其特征在于，所述第三導軌設有與所述第三導軌齊平的第二標尺光柵，所述光柵讀數頭在所述第二 標尺光柵配合下讀取所述定位裝置沿所述第三導軌滑行的第二位移信息并發(fā)送給所述控 制器。6.如權利要求1所述的磁通量密度測量裝置，其特征在于，所述定位裝置包括:定位塊，其設有容納充磁磁鐵的凹槽；第二定位銷，若干個所述第二定位銷分別固定連接到所述凹槽的兩個相鄰側；彈性裝置，其為分別位于所述凹槽另外兩個相鄰側的第一彈性組件和第二彈性組件； 其中，所述定位塊上還設有第一滑槽、第二滑槽;所述第一彈性組件沿所述第一滑槽滑 行、所述第二彈性組件沿所述第二滑槽滑行以實現各自相對于所述定位塊的彈開或返回。7.如權利要求6所述的磁通量密度測量裝置，其特征在于，所述第一彈性組件，其包括位于所述凹槽外側的第一彈塊、貫穿所述定位塊且連接到所述第一彈塊的第二彈塊、第一彈簧以及貫穿所述定位塊一外側的按鈕;所述第二彈塊一 端通過所述第一彈簧連接到所述定位塊、所述第二彈塊另一端與所述按鈕固定連接；所述第二彈性組件，其包括位于所述凹槽外側的第三彈塊、貫穿所述定位塊且連接到 所述第三彈塊的第四彈塊、第二彈簧;所述第四彈塊通過所述第二彈簧連接到所述定位塊； 其中，所述第一彈塊與所述第二彈塊分別位于所述凹槽的另外兩個相鄰側；所述第二彈塊設有凸起，所述第四彈塊與所述第二彈簧相反的一側設有限位槽，所述 凸塊與所述限位槽抵頂。8.—種應用如權利要求1-7中任一項所述的磁通量密度測量裝置進行磁通量密度的測 量方法，其特征在于，包括以下步驟:測量開始前，將充磁磁鐵放置于定位裝置上，調整所述定位裝置使其位于所述測量探 頭正下方的第一導軌上；測量開始時，驅動電機驅動所述定位裝置沿所述第一導軌滑行;光柵讀數頭讀取所述 定位裝置沿所述第一導軌滑行的第一位移信息并發(fā)送給所述控制器;所述測量探頭采集所 述定位裝置在所述第一導軌上滑行且通過所述測量探頭下方時產生的霍爾電壓信號；所述控制器接收所述第一位移信息輸出觸發(fā)間距信號給所述數據采集卡；所述數據采集卡每隔一個觸發(fā)間距讀取所述測量探頭采集的霍爾電壓信號并將其轉 換成磁通量密度值發(fā)送給所述控制器；單次測量完成后，系統復位，控制器輸出位置-磁通量密度曲線以顯示。9.如權利要求8所述的磁通量密度的測量方法，其特征在于，測量開始前，還包括步驟: 調整測量探頭與充磁磁鐵之間的相對高度并將所述測量探頭固定。10.如權利要求8所述的磁通量密度的測量方法，其特征在于，調整所述定位裝置使其 位于所述測量探頭正下方，包括步驟:驅動電機驅動載有所述定位裝置的所述第一導軌沿所述第三導軌滑行至所述定位裝 置位于所述測量探頭正下方時停止；所述光柵讀數頭讀取所述第一導軌沿所述第三導軌滑行的第二位移信息并發(fā)送給所 述控制器。
【文檔編號】G01R33/12GK105974342SQ201610523599
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年7月6日
【發(fā)明人】吳加富, 繆磊, 吳旭東, 高迎輝
【申請人】蘇州富強科技有限公司