一种比例电磁铁的特性测试装置及特性测试系统制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种比例电磁铁的特性测试装置及特性测试系统，属于电磁铁测试技术领域。特性测试装置包括底座及安装在该底座上的力传感器、位移传感器、连接机构与位移调整单元；位移调整单元包括用于调整力传感器相对底座的位置的丝杆螺母机构，位移传感器为通过第一支座安装在底座上的激光位移传感器；位移调整单元包括用于驱使丝杆螺母机构的丝杆转动的调整驱动电机；激光位移传感器布设在力传感器背离连接机构的一侧；第一支座上安装有调节机构，用于在丝杆的轴向上，调整激光位移传感器相对底座的位置。基于对激光传感器位置改进及支座结构的改进，而有效地测试精确，可广泛应用于比例电磁铁的生产与研发领域中。

【技术实现步骤摘要】
一种比例电磁铁的特性测试装置及特性测试系统
本技术涉及测试
，具体地说，涉及一种比例电磁铁的特性测试装置及以该特性测试装置所构建的特性测试系统。
技术介绍
比例电磁铁作为一种相对新型的电磁铁，与传统电磁铁的衔铁只停留在两个极限位置上不同的是，其衔铁位置取决于控制电信号的强弱，即其可在停止在两个极限位置之间的任一位置上，从而具有比传统电磁铁具有更广的应用范围与场景。此外，其相较于力矩马达等其他形式的电-机械转换器，不仅推力更大，且对油液污染不敏感，能在高频响、高精度的液压控制元件中发挥重要作用。比例电磁铁在应用过程中，需知道其力-位移水平特性、工作行程等重要特性；为了获取其特性，现有测试方案也逐渐地由传统的“传感器+数据记录”模式发展为基于计算机技术的半自动化测试装置及自动化测试装置，例如，在公开号为CN201576058U及201984115U等的专利所公开文献的比例电磁铁的测试系统，包括用于控制整个测试系统的运行及对所采集的数据进行自动处理的上位机，用于数据及信号的中转传输的数据采集卡，及用于安装比例电磁铁、施加动静态测试边界条件与采集相关参数的测试装置；其中，测试装置具体包括位移传感器与力传感器。为了能对比例电磁铁的动态和静态性能进行测试，会采用特定结构的测试装置，例如，采用公开号为CN105738083A的专利文献所公开一种能测试比例电磁铁的动态性能的电磁铁测试装置，如其附图所示，该测试装置包括底座1，位移调整单元，力传感器11，位移传感器21，用于连接力传感器11与位移调整单元的动子的连接机构，及将前述功能单元固定支撑在底座1上的支座；为了实现对比例电磁铁动态性能的测试，连接机构采用弹簧套筒结构，具体包括第一弹簧座25、弹簧24及第二弹簧座24；位移调整单元包括定向杆7、丝杆螺母6、丝杆5及用于驱使丝杆5转动的涡轮蜗杆装置2。在测试过程中，手动利用把手驱使涡轮蜗杆装置2转动，从而驱使丝杆螺母机构依次通过定向杆7、力传感器11及连接机构而调整比例电磁铁17的衔铁位置，从而对测试动态性能的衔铁固定位移进行设置。其虽然能够对比例电磁铁的动态性能进行测试，该结构在测试过程中存在以下问题，其采用激光位移传感器21构建位移传感器，以对弹簧套筒上的反光板的位置进行监测，由于激光位移传感器21的测量精度随距离增加而降低，导致其有效精度距离较小，而在测试过程中，弹簧套筒的位置会变化，导致测试结果不稳定，甚至出现较大的误差。此外，该结构设置而导致其在测试过程中存在以下技术问题：(1)若要更换连接结构以进行静态性能测试时，需先将比例电磁铁17拆下，才能对连接机构进行更换安装；(2)在静态测试过程中，基于手动调整衔铁位移，存在速度不均匀稳定的问题，导致测试数据不准确；(3)整体结构不够紧凑，且拆装不方便。
技术实现思路
本技术的主要目的是提供一种结构改进的比例电磁铁特性测试装置，以至少解决上述一个技术问题；本技术的另一目的为提供一种以上述特性测试装置的电磁铁特性测试系统。为了实现上述主要目的，本技术提供的特性测试装置包括用于可拆卸地安装比例电磁铁的底座，及安装在底座上的力传感器、位移传感器、连接机构与位移调整单元；连接机构用于可拆卸地连接力传感器与比例电磁铁的衔铁，位移调整单元包括用于调整力传感器相对底座的位置的丝杆螺母机构，位移传感器为通过第一支座安装在底座上的激光位移传感器；位移调整单元包括用于驱使丝杆螺母机构的丝杆转动的调整驱动电机；激光位移传感器布设在力传感器背离连接机构的一侧，用于对固设在连接机构上的反光板的位置进行监测；第一支座上安装有调节机构，用于在丝杆的轴向上，调整激光位移传感器相对底座的位置。将激光传感器设置在力传感器背离比例电磁铁的一侧，能有效地避免因更换比例电磁铁所造成的干涉等，且将激光传感器在衔铁可移动方向上的位移设置为可调整，而有效地确保测量的精度。具体的方案为连接机构包括择一使用的连接杆体与弹簧套筒结构。优选的方案为调整驱动电机为集成有谐波减速器的步进电机；调节机构为手动调节机构。优选的方案为底座上设有长方体状的第一容纳槽，丝杆螺母机构的丝杆可转动地支承于第一容纳槽内；第一容纳槽的第一槽端壁部沿竖向朝上延伸而构成具有连接通孔的安装板部，用于可拆卸地安装比例电磁铁，第二槽端壁部用于安装调整驱动电机。进一步的方案为第一支座包括横跨第一容纳槽的两槽侧壁端面上的支撑块。为了实现上述另一目的，本技术提供的特性测试系统包括测试装置、电流采样模块、直流电源、用于对直流电源的输出电流进行放大的比例放大器、数据采集卡及上位机；测试装置为上述任一技术方案所描述的测试装置；力传感器与位移传感器通过数据采集卡向上位机输出检测数据；电流采样模块用于对比例电磁铁的激励电流进行实时采样，并向上位机输出电流采样信号；上位机通过数据采集卡向比例放大器输出控制信号，比例放大器向调整驱动电机输出激励电流。具体的方案为底座上设有长方体状的第一容纳槽，丝杆螺母机构的丝杆可转动地支承于第一容纳槽内；第一容纳槽的第一槽端壁部沿竖向朝上延伸而构成具有连接通孔的安装板部，用于可拆卸地安装比例电磁铁，第二槽端壁部用于安装调整驱动电机。优选的方案为位移调整单元包括设有导槽且为长方体状的安装座，导槽用于可拆卸地安装丝杆螺母机构；在丝杆螺母机构中，丝杆的两端部可转动地支撑在导槽的两端壁部上，丝杆螺母的每个侧面与导槽的槽壁面间由导轨滑块机构支撑限位，而可沿导槽长度方向往复滑动地卡持于导槽内；安装座的两端部抵靠第一容纳槽的两槽端壁面地套装在第一容纳槽内，且与底座固定连接，以使丝杆可转动地支承于第一容纳槽内；导槽上与第一槽端壁部相抵接的槽端壁部沿竖向朝上延伸而构成抵靠支撑部，用于补强安装板部的抗弯结构强度；调整驱动电机的转子轴通过联轴器与丝杆的驱动端传动连接，力传感器通过第二支座安装在丝杆螺母上。进一步的方案为安装座的底板部及两端部对应地与底座的底板部及两端部通过螺钉而可拆卸地固定连接；丝杆螺母的侧面部与导槽的槽壁面部中，一者内凹地形成有沿导槽长度方向布置的支撑卡槽，另一者外凸地形成有与支撑卡槽相适配的支撑滑块部。进一步的方案为导槽上邻近第二槽端壁部的槽端壁部为块体结构，块体结构上设有用于容纳联轴器的第二容纳槽；调整驱动电机的定子壳通过螺钉而可拆卸地安装于第二槽端壁部的外侧壁面上，转子轴依次穿过设于第二槽端壁部与第二容纳槽的槽端壁部上的通孔后，与联轴器的输入端传动连接；底座由金属材料以一体成型的方式制成或由同一金属材料块经减料加工而成，安装座包括具有两端敞口的导槽部的本体；块体结构通过螺钉而可拆卸地固定在本体的一端部上，而封闭导槽部的一个敞口端；导槽上与第一槽端壁部相抵接的槽端壁部及抵靠支撑部为同一板体结构的局部；板体结构通过螺钉而可拆卸地固定在本体的另一端部上，而封闭导槽部的另一个敞口端；丝杆螺母包括布设在其两端部上的端板，在垂直于丝杆轴向的横向上，每个端板均具有相对丝杆螺母的本体部朝外突起的成形板部，支撑卡槽与支本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种比例电磁铁的特性测试装置，包括用于可拆卸地安装所述比例电磁铁的底座，及安装在所述底座上的力传感器、位移传感器、连接机构与位移调整单元；所述连接机构用于可拆卸地连接所述力传感器与所述比例电磁铁的衔铁，所述位移调整单元包括用于调整所述力传感器相对所述底座的位置的丝杆螺母机构，所述位移传感器为通过第一支座安装在所述底座上的激光位移传感器；其特征在于：/n所述位移调整单元包括用于驱使所述丝杆螺母机构的丝杆转动的调整驱动电机；/n所述激光位移传感器布设在所述力传感器背离所述连接机构的一侧，用于对固设在所述连接机构上的反光板的位置进行监测；所述第一支座上安装有调节机构，用于在所述丝杆的轴向上，调整所述激光位移传感器相对所述底座的位置。/n

【技术特征摘要】
1.一种比例电磁铁的特性测试装置，包括用于可拆卸地安装所述比例电磁铁的底座，及安装在所述底座上的力传感器、位移传感器、连接机构与位移调整单元；所述连接机构用于可拆卸地连接所述力传感器与所述比例电磁铁的衔铁，所述位移调整单元包括用于调整所述力传感器相对所述底座的位置的丝杆螺母机构，所述位移传感器为通过第一支座安装在所述底座上的激光位移传感器；其特征在于：
所述位移调整单元包括用于驱使所述丝杆螺母机构的丝杆转动的调整驱动电机；
所述激光位移传感器布设在所述力传感器背离所述连接机构的一侧，用于对固设在所述连接机构上的反光板的位置进行监测；所述第一支座上安装有调节机构，用于在所述丝杆的轴向上，调整所述激光位移传感器相对所述底座的位置。


2.根据权利要求1所述的特性测试装置，其特征在于：
所述连接机构包括择一使用的连接杆体与弹簧套筒结构。


3.根据权利要求1或2所述的特性测试装置，其特征在于：
所述调整驱动电机为集成有谐波减速器的步进电机；
所述调节机构为手动调节机构。


4.根据权利要求1或2所述的特性测试装置，其特征在于：
所述底座上设有长方体状的第一容纳槽，所述丝杆螺母机构的丝杆可转动地支承于所述第一容纳槽内；所述第一容纳槽的第一槽端壁部沿竖向朝上延伸而构成具有连接通孔的安装板部，用于可拆卸地安装所述比例电磁铁，第二槽端壁部用于安装所述调整驱动电机。


5.根据权利要求4所述的特性测试装置，其特征在于：
所述第一支座包括横跨所述第一容纳槽的两槽侧壁端面上的支撑块。


6.一种比例电磁铁的特性测试系统，包括特性测试装置、电流采样模块、直流电源、用于对所述直流电源的输出电流进行放大的比例放大器、数据采集卡及上位机；其特征在于：
所述特性测试装置为权利要求1至3任一项权利要求所述的特性测试装置；
所述力传感器与所述位移传感器通过所述数据采集卡向所述上位机输出检测数据；所述电流采样模块用于对所述比例电磁铁的激励电流进行实时采样，并向所述上位机输出电流采样信号；所述上位机通过所述数据采集卡向所述比例放大器输出控制信号，所述比例放大器向所述调整驱动电机输出激励电流。


7.根据权利要求6所述的特性测试系统，其特征在于：
所述底座上设有长方体状的第一容纳槽，所述丝杆螺母机构的丝杆可转动地支承于所述第一容纳槽内；所述第一容纳槽...

【专利技术属性】
技术研发人员：金波，袁堂波，王世杰，蔡红旭，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：新型
国别省市：浙江;33