开关式电磁铁动态吸力测试系统技术方案

本发明专利技术涉及一种开关式电磁铁动态吸力测试系统，其包括待测试电磁铁以及力传感器；还包括用于采集所述待测试电磁铁工作时的驱动电流以及力传感器输出电磁力大小的数据采集卡，所述数据采集卡与上位机连接；所述上位机通过电磁铁驱动模块向待测试电磁铁加载所需的驱动电流，以驱动待测试电磁铁；上位机通过电磁铁驱动模块驱动待测试电磁铁工作时，数据采集卡将待测试电磁铁的驱动电流信号以及力传感器的电磁力信号采集并传输至上位机内，上位机根据驱动电流信号以及与所述驱动电流信号相对应的电磁力信号确定所述待测试电磁铁的动态特性。本发明专利技术结构紧凑，测试操作方便，能对电磁铁的动态电磁力进行有效测试，适应范围广。

【技术实现步骤摘要】
开关式电磁铁动态吸力测试系统
本专利技术涉及一种测试系统，尤其是一种开关式电磁铁动态吸力测试系统，属于电磁铁测试的

技术介绍
电磁铁作为将电能转化为机械能的装置，其电磁力的大小以及电磁力响应的快慢，对整个电磁阀的性能有着重要的影响。目前公开的专利中均是测试电磁阀静态电磁力的装置。针对电磁阀静态电磁力测试的文件，主要有：1）、公开号为CN201289411Y，电磁阀电磁铁吸力特性测试装置，活动板中间设有拉压力传感器，通过拉压力传感器测试被测电磁铁的拉压力，此装置的结果仅能反应电磁铁在驱动电流下的拉力值，不能测试电磁铁吸力相对驱动信号的响应时间，即为电磁铁静态电磁力测试。2）、公开号为CN102116238A，通过测试仪给电磁阀施加由小到大变化的电流，根据传感器反应出来的电压信号，结合相应控制软件的画图作用，了解电磁阀在不同电流大小下的电磁力特性，不能测试电磁铁吸力相对驱动信号的响应时间，即为电磁铁静态电磁力测试。3）、公开号为CN201810442U，脉冲电磁阀磁吸力测试装置，通过拉力传感器和数码转换显示器相连接，待测脉冲电磁阀通电后阀体所产生的感应磁场对衔铁产生磁吸力并作用于拉力传感器上，拉力传感器将磁吸力转换成电信号，经数码转换显示器转换为数字信号并输出显示，此装置结构较复杂，不能测试电磁铁吸力相对驱动信号的响应时间，即为电磁铁静态电磁力测试。以上公开的测试方案均为电磁铁静态电磁力测试，即测试电磁铁在某驱动电流下的电磁力大小，或者在静态力测试的基础上描述电磁铁在不同驱动电流下的电磁力大小，而不能测试电磁铁在工作后其电磁力的动态变化过程，特别是电磁铁电磁力在开启与关闭阶段的变化过程。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种开关式电磁铁动态吸力测试系统，其结构紧凑，测试操作方便，能对电磁铁的动态电磁力进行有效测试，适应范围广，安全可靠。按照本专利技术提供的技术方案，所述开关式电磁铁动态吸力测试系统，包括待测试电磁铁以及用于检测所述待测试电磁铁工作时电磁力大小的力传感器；还包括用于采集所述待测试电磁铁工作时的驱动电流以及力传感器输出电磁力大小的数据采集卡，所述数据采集卡与上位机连接；所述上位机通过电磁铁驱动模块向待测试电磁铁加载所需的驱动电流，以驱动待测试电磁铁；上位机通过电磁铁驱动模块驱动待测试电磁铁后，数据采集卡将待测试电磁铁的驱动电流信号以及力传感器的电磁力信号采集并传输至上位机内，上位机根据驱动电流信号以及与所述驱动电流信号相对应的电磁力信号确定所述待测试电磁铁的动态特性。所述上位机根据驱动电流信号以及与所述驱动电流信号相对应的电磁力信号确定待测试电磁铁动态特性的参数包括开启延迟时间、电磁力上升时间、电磁力关闭延迟时间、电磁力关闭时间及最大电磁力。所述上位机通过电磁铁驱动模块向待测试电磁铁加载所需的驱动电流，数据采集卡采集力传感器在不同驱动电流下对应的电磁力，上位机根据数据采集卡采集传输的不同驱动电流以及相应驱动电流下对应的电磁力，能得到所述待测试电磁铁在不同驱动电流下的电磁力曲线，以确定所述待测试电磁铁的磁饱和特性。所述上位机通过CAN卡与电磁铁驱动模块连接，电磁铁驱动模块通过信号转换模块与待测试电磁铁连接，力传感器与信号转换模块连接，数据采集卡通过信号转换模块采集所述待测试电磁铁的驱动电流信号以及力传感器输出的电磁力信号。所述待测试电磁铁以及力传感器安装于电磁铁测试夹具上，所述电磁铁测试夹具包括基座以及位于所述基座上的外套，待测试电磁铁通过电磁铁紧帽安装于外套的正上方，电磁铁紧帽的下部固定安装于外套的上端部；外套内设有衔铁部件，所述衔铁部件的上端部与待测试电磁铁的下端部固定连接，力传感器固定安装于衔铁部件的下部，且力传感器位于外套内；外套的顶端设有气隙调整环，所述气隙调整环位于电磁铁紧帽内且位于衔铁部件的外圈。所述衔铁部件的材料、形状均与待测试电磁铁内的衔铁相对应一致本专利技术的优点：上位机通过电磁铁驱动模块向待测试电磁铁加载驱动电流，力传感器采集待测试电磁铁在驱动电流下的电磁力，数据采集卡将驱动电流以及与驱动电流相对应的电磁力采集后传输至上位机内，上位机能够得到所并确定待测试电磁铁的动态响应、电磁力大小、磁滞等特性，对待测试电磁铁施加不同的驱动电流，生成待测试电磁铁在不同驱动电流下的电磁力曲线，根据待测试电磁铁的电磁力相对驱动电流的变化趋势，了解待测试电磁铁的磁饱和特性；了解不同铁芯材料的电磁铁动态电磁力，根据动态电磁力曲线特点选择其最优驱动电流波形，以使不同铁芯材料的电磁阀性能一致，该测试系统结构紧凑，测试操作方便，适应范围广，安全可靠。附图说明图1为本专利技术的结构框图。图2为本专利技术电磁铁测试夹具的结构示意图。图3为本专利技术信号转换模块的结构示意图。图4为本专利技术对电磁铁动态特性分析的示意图。附图标记说明：1-上位机、2-CAN卡、3-电磁铁驱动模块、4-数据采集卡、5-信号转换模块、6-待测试电磁铁、7-力传感器、8-气隙调整环、9-电磁铁紧帽、10-衔铁部件、11-外套、12-安装空腔以及13-基座。具体实施方式下面结合具体附图和实施例对本专利技术作进一步说明。如图1所示：为了能对电磁铁的动态电磁力进行有效测试，本专利技术包括待测试电磁铁6以及用于检测所述待测试电磁铁6工作时电磁力大小的力传感器7；还包括用于采集所述待测试电磁铁6工作时的驱动电流以及力传感器7输出电磁力大小的数据采集卡4，所述数据采集卡4与上位机1连接；所述上位机1通过电磁铁驱动模块3向待测试电磁铁6加载所需的驱动电流，以驱动待测试电磁铁6；上位机1通过电磁铁驱动模块3驱动待测试电磁铁6工作时，数据采集卡4将待测试电磁铁6的驱动电流信号以及力传感器7的电磁力信号采集并传输至上位机1内，上位机1根据驱动电流信号以及与所述驱动电流信号相对应的电磁力信号确定所述待测试电磁铁6的动态特性。具体地，待测试电磁铁6在电磁铁驱动模块3加载的驱动电流作用下工作，通过力传感器7能够实现对待测试电磁铁6在驱动电流作用下的电磁力检测，并由数据采集卡4将驱动电流与电磁力进行同步数据采集，力传感器7的电磁力状态能够反映出待测试电磁铁6的吸力变换状态。数据采集卡4将待测试电磁铁6上加载的驱动电流以及待测试电磁铁6在所述加载驱动电流作用下的电磁力传输至上位机1内，上位机1根据数据采集卡4传输的待测试电磁铁6的电流信号能够得到加载于所述待测试电磁铁6的驱动电流曲线，并根据数据采集卡4采集传输的力传感器7传输的电磁力信号能够得到待测试电磁铁6在确定驱动电流曲线下的电磁力曲线，其中，所述电磁力曲线能够反映待测试电磁铁6在驱动电流曲线下的吸力变换曲线，从而能根据驱动电流曲线以及电磁力曲线得到所述待测试电磁铁6的动态特性。所述上位机1根据驱动电流信号以及与所述驱动电流信号相对应的电磁力信号确定待测试电磁铁6动态特性的参数包括开启延迟时间、电磁力上升时间、电磁力关闭延迟时间、电磁力关闭时间及最大电磁力。具体地，数据采集卡4的数据采集频率固定，即可以算出单位时间内数据采集卡4采集到的驱动电流信号以及电磁力信号相对应的点数，将固定时间内采集到驱动电流信号的数据以及电磁力信号的数据分别保存成相应的数组，如果将数组里面的数据连成线，就是所述待测试电磁本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种开关式电磁铁动态吸力测试系统，包括待测试电磁铁（6）以及用于检测所述待测试电磁铁（6）工作时电磁力大小的力传感器（7）；其特征是：还包括用于采集所述待测试电磁铁（6）工作时的驱动电流以及力传感器（7）输出电磁力大小的数据采集卡（4），所述数据采集卡（4）与上位机（1）连接；所述上位机（1）通过电磁铁驱动模块（3）向待测试电磁铁（6）加载所需的驱动电流，以驱动待测试电磁铁（6）；上位机（1）通过电磁铁驱动模块（3）驱动待测试电磁铁（6）后，数据采集卡（4）将待测试电磁铁（6）的驱动电流信号以及力传感器（7）的电磁力信号采集并传输至上位机（1）内，上位机（1）根据驱动电流信号以及与所述驱动电流信号相对应的电磁力信号确定所述待测试电磁铁（6）的动态特性。

【技术特征摘要】
1.一种开关式电磁铁动态吸力测试系统，包括待测试电磁铁（6）以及用于检测所述待测试电磁铁（6）工作时电磁力大小的力传感器（7）；其特征是：还包括用于采集所述待测试电磁铁（6）工作时的驱动电流以及力传感器（7）输出电磁力大小的数据采集卡（4），所述数据采集卡（4）与上位机（1）连接；所述上位机（1）通过电磁铁驱动模块（3）向待测试电磁铁（6）加载所需的驱动电流，以驱动待测试电磁铁（6）；上位机（1）通过电磁铁驱动模块（3）驱动待测试电磁铁（6）后，数据采集卡（4）将待测试电磁铁（6）的驱动电流信号以及力传感器（7）的电磁力信号采集并传输至上位机（1）内，上位机（1）根据驱动电流信号以及与所述驱动电流信号相对应的电磁力信号确定所述待测试电磁铁（6）的动态特性；所述上位机（1）根据驱动电流信号以及与所述驱动电流信号相对应的电磁力信号确定待测试电磁铁（6）动态特性的参数包括开启延迟时间、电磁力上升时间、电磁力关闭延迟时间、电磁力关闭时间及最大电磁力。2.根据权利要求1所述的开关式电磁铁动态吸力测试系统，其特征是：所述上位机（1）通过电磁铁驱动模块（3）向待测试电磁铁（6）加载所需的驱动电流，数据采集卡（4）采集力传感器（7）在不同驱动电流下对应的电磁力，上位机（1）根据数据采集卡（4）采集传输的不同驱动电流以及相应驱动电流下对应的电磁力，能得到所述待测试电磁铁（6）在...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋兆杰，张礼林，吴松，柯岳龙，顾小磊，
申请(专利权)人：中国第一汽车股份有限公司无锡油泵油嘴研究所，中国第一汽车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32