一种测试音圈电机拉力常数的方法技术

本发明专利技术提供一种测试音圈电机拉力常数的方法，本发明专利技术步骤如下：将待测音圈电机与能够稳定移动的运动装置相连接，运动装置能够稳定拖动音圈电机产生运动；在待测音圈电机和运动装置中间连接拉力测试装置，用来检测待测音圈电机在运动过程中所需的拉力大小F；在待测音圈电机线圈中串联一个电流传感器后形成闭合回路；电流传感器用来测量待测音圈电机被动运动时感应电流的大小I；(4)根据采集到的拉力F、电流I，求解常数k，公式求解如下：k＝ΔF/ΔI。本发明专利技术能够准确测得音圈电机的推(拉)力常数，并且在有较多外部干扰因素的影响下，仍能极为准确得测得音圈电机的推(拉)力常数。

【技术实现步骤摘要】
一种测试音圈电机拉力常数的方法
本专利技术属于精密
，涉及音圈电机性能参数测定。本专利技术方法可以极为有效准确的测定推(拉)力常数。
技术介绍
当前直线电机的种类有：交流直线感应电动机、直线交流同步电动机、直线直流电动机、直线步进电动机、混合式直线电动机。而音圈电机就属于直线电机的一种，广泛应用于实际加工、生产等场合，因而音圈电机的力学性能和稳定性等各项性能参数的确定就尤为重要。当前测试音圈电机的测试方法一般为，通过供电系统给电机上电，当电机在磁场中时，通电导线会在磁场中产生安培力，安培力就是磁场对电流的作用力，力的大小由磁场强度和电流大小以及导线的有效长度决定，在电流方向和磁场方向垂直的情况下，F＝BIL，力的方向由磁场方向和电流方向决定，该规律遵循左手定则。如果要测量音圈电机的推力常数的话，如果根据公式F＝BIL进行测量，那么就要测量磁场强度，而要准确测得磁场强度比较困难。
技术实现思路
本专利技术方法的目的是为了快速准确的测得音圈电机的推(拉)力常数，提供一种测试音圈电机拉力常数的方法。本专利技术在不同的环境及其他干扰因素的影响下扔可以极为有效的测定推(拉)力常数。本专利技术包括以下步骤：步骤1、将待测音圈电机与能够稳定移动的运动装置相连接，运动装置能够稳定拖动音圈电机产生运动；所述的能够稳定移动的运动装置的型号为：KK60D10C-600A1-F0；步骤2、在待测音圈电机和运动装置中间连接拉力测试装置，用来检测待测音圈电机在运动过程中所需的拉力大小F；所述的拉力测试装置的拉力传感器，型号为：DYLY-106步骤3、在待测音圈电机线圈中串联一个电流传感器后形成闭合回路；电流传感器用来测量待测音圈电机被动运动时感应电流的大小I；所的电流传感器型号为WCS2705；步骤4、根据采集到的拉力F、电流I，求解常数k，公式求解如下：k＝ΔF/ΔI；其中，ΔF为被动运动时，任意两个不同速度v1和v2对应的拉力的差值；ΔI为被动运动时，与速度v1和v2对应的电流传感器测得的电流的差值。本专利技术将待测音圈电机作为从动机构，运动装置作为主动机构，从而降低外部环境对常数计算的影响。由于线圈运动过程中其摩擦阻力不会随其运动速度而改变，使用多次测得的数据中的任一对的两组数据，同时为保证所得常数k的准确性，将多次计算所得k值取平均值即可。本专利技术测试计算力常数时不是通过测量供电电流以及随之产生安培力的方式获得，而是通过线圈在磁场中运动产生感应电流来获得。音圈电机匀速运动过程中所需的拉力等于安培力和摩擦阻力之和，而摩擦阻力不会随运动速度而改变，故ΔF＝F2-F1即为不同运动速度下，音圈电机产生的感应电流而形成的安培力之差，有效避免了摩擦力的干扰。本专利技术有益效果如下:本专利技术根据公式F＝k*I，即力常数k可根据力ΔF和电流ΔI计算得出。当给音圈电机施加固定的推(拉)力时，音圈电机开始运动，就会在磁场中产生感应电流，多次测得力F和电流I，那么音圈电机的推(拉)力常数就能计算得出。该方法中使用ΔF和ΔI来计算，能有效消除在测试过程中因摩擦阻力等影响因素对测试结果产生的影响。如图5所示，本专利技术测试的常数，其准确性能够提高70％以上。附图说明图1是本专利技术测试装置；图2是本专利技术方法的流程图；图3是本专利技术中采集的数据统计；图4是本专利技术力传感器的接线原理图。图5是本专利技术测试的数据图表。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术做具体说明。如图1所示，一种音圈电机推力常数的测试装置，包括有音圈电机、拉力传感器、运动装置。将音圈电机底座在基准工作台上固定好，使其定子固定，将动子与拉力传感器相连接。将运动装置的滑块与拉力传感器的另一端相连接。运动装置的滑块带动拉力传感器运动、拉力传感器带动音圈电机的动子运动，当音圈电机的定子与动子产生相对运动时，即可产生感应电动势。最后，在音圈电机线圈的两端串联一个电流检测传感器，用来检测运动过程中线圈内感应电流的大小，并记录。如图2所示，一种测试音圈电机拉力常数的方法，具体实现步骤如下：(1)将待测音圈电机与能够稳定移动的运动装置相连接，运动装置能够稳定拖动音圈电机产生运动；(2)在待测音圈电机和运动装置中间连接拉力测试装置，用来检测待测音圈电机在运动过程中所需的拉力大小F；(3)在待测音圈电机线圈中串联一个电流传感器后形成闭合回路；电流传感器用来测量待测音圈电机被动运动时感应电流的大小I；(4)根据采集到的拉力F、电流I，求解常数k，公式求解如下：k＝ΔF/ΔI；其中，ΔF为被动运动时，任意两个不同速度v1和v2对应的拉力的差值；ΔI为被动运动时，与速度v1和v2对应的电流传感器测得的电流的差值。如图3所示，任取其中两组数据，如01组与03组数据，ΔF＝F1-F3，ΔI＝I1-I3，这样ΔF与ΔI就表示01组与03组数据在两次不同运动速度下的，产生的安培力的差值与感应电流差值。最后，因为线圈运动过程中其摩擦阻力不会随其运动速度而改变，故结合公式k＝ΔF/ΔI，将多次测试中取得的多组数据中的任一对应的两组数据，对其力F和电流I求差，可得k＝ΔF/ΔI。为保证所得常数K的准确性，将多次计算所得K值取平均值即可。因在不同场合，音圈电机提供的力可为推力也可为拉力，那么拉力传感器与推力传感器就需要更换，如图4所示，(401)表示“激励+”，(402)表示“信号+”，(403)表示“激励-”，(404)表示“信号-”，当传感器由检测“推力”变为检测“拉力”时，或由检测“拉力”变为检测“推力”时，根据电桥法原理，将(402)“信号+”与(404)示“信号-”互换即可。如图5所示，本专利技术测试获取的常数，其准确性相比较主动测得的常数能够提高70％以上。以上所述的实施例只是本专利技术的一种较佳的方案，然其并非用以限制本专利技术。有关
的普通技术人员，在不脱离本专利技术的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型。因此凡采取等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本专利技术的保护范围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种测试音圈电机拉力常数的方法，其特征在于，包括以下步骤：/n(1)将待测音圈电机与能够稳定移动的运动装置相连接，运动装置能够稳定拖动音圈电机产生运动；/n(2)在待测音圈电机和运动装置中间连接拉力测试装置，用来检测待测音圈电机在运动过程中所需的拉力大小F；/n(3)在待测音圈电机线圈中串联一个电流传感器后形成闭合回路；电流传感器用来测量待测音圈电机被动运动时感应电流的大小I；/n(4)根据采集到的拉力F、电流I，求解常数k，公式求解如下：/nk＝ΔF/ΔI；/n其中，ΔF为被动运动时，任意两个不同速度v1和v2对应的拉力的差值；ΔI为被动运动时，与速度v1和v2对应的电流传感器测得的电流的差值。/n

【技术特征摘要】
1.一种测试音圈电机拉力常数的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将待测音圈电机与能够稳定移动的运动装置相连接，运动装置能够稳定拖动音圈电机产生运动；
(2)在待测音圈电机和运动装置中间连接拉力测试装置，用来检测待测音圈电机在运动过程中所需的拉力大小F；
(3)在待测音圈电机线圈中串联一个电流传感器后形成闭合回路；电流传感器用来测量待测音圈电机被动运动时感应电流的大小I；
(4)根据采集到的拉力F、电流I，求解常数k，公式求解如下：
k＝ΔF/ΔI；
其中，ΔF为被动运动时，任意两个不...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜慧林，孙安玉，翟石磊，冯世浩，解青鹏，
申请(专利权)人：苏州中时医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32