專利名稱：一種電磁閥測量裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及測試技術領域，特別涉及一種測量汽車電子控制技術中應用的電磁閥的電磁性能動態變化規律的裝置。
現有技術中電磁閥電磁作用力的通用測量方法有彈簧稱法、懸重拉力法、測彈簧壓縮法等，這些方法測量精度較低，操作繁雜，測試效率低，而且只是電磁作用力的靜態測量。電磁閥電磁線圈電流的測量是通過使用采樣電阻獲取電流的方式，采樣電阻要消耗較大功率。因電磁閥是一種瞬態開關控制元件，要進一步設計開發高性能的電磁閥產品，測試其電磁性能的動態變化過程是相當必要的。對于汽車電子控制技術中應用的電磁閥，國內尚未進行過系統研究，更沒有專用的測量裝置測量汽車電子控制技術中應用的電磁閥電磁性能的動態變化過程。
本實用新型的目的和任務是研制一種對電磁閥電磁性能進行測量的裝置，該裝置不僅結構簡單，操作方便，測量精度高，而且能夠實時測量電磁閥電磁作用力隨電磁線圈電流、靜鐵芯與銜鐵間工作間隙變化的動態規律，從而滿足汽車電子控制技術中或其它機電一體化技術領域中所使用的高性能電磁閥產品的要求。
本實用新型是通過以下技術方案實現的該電磁閥測量裝置主要由一個發出方波脈沖信號的信號發生器，將信號轉變成脈沖電壓并將該電壓施加在被測電磁閥兩端的驅動電路，霍爾電流傳感器，測量機構，壓電晶體力傳感器，電荷放大器以及數字存儲示波器等組成。測量機構包括平臺套筒，調微支座，裝在調微支座內的微調螺栓，支撐柱，支撐球，導向桿等部分。支撐桿與壓電晶體力傳感器平面接觸，壓電晶體力傳感器的另一端與微調螺栓接觸，平臺套筒與調微支座聯接成一個整體。
上述測量裝置的工作原理如下由信號發生器發出方波脈沖信號，經由驅動電路將信號轉變為0-16V的脈沖電壓，該電壓施加在電磁閥電磁線圈兩端，電磁線圈勵磁將電能轉化成磁能，進而在靜鐵芯與銜鐵間產生電磁吸引力。通過測量機構利用壓電晶體力傳感器實時測取電磁力，使用霍爾電流傳感器實時測量電磁閥線圈電流。最后，使用數字存儲式示波器將測得的電磁作用力和電流波形顯示并進行分析。


圖1為電磁閥電磁性能測試裝置的總體框圖。
圖2為驅動電路的原理圖。
圖3為電磁閥測量機構的結構示意圖。
以下結合附圖對本實用新型的最佳實施作詳細說明。
如附圖1的總體框圖所示，該測試裝置中的信號發生器1采用GFG-8016G型，使其發出方波脈沖信號，經由驅動電路2將信號轉變為0-16V的脈沖電壓，該電壓施加在電磁閥電磁線圈3的兩端，電磁線圈勵磁將電能轉化成磁能，通過測量機構4利用5110型壓電晶體力傳感器5實時測取電磁力，使用KT50A／P型霍爾電流傳感器6實時測量電磁線圈電流。最后，使用HP54600A型數字存儲式示波器7將測得的電磁作用力和電流波形顯示并進行分析。
附圖2為驅動電路的原理圖，在此電路中，信號發生器發出的方波脈沖信號經反向緩沖元件IC1和光電耦合器IC2驅動功率場效應管M的導通和關閉。0-16V電壓由電平提供，霍爾電流傳感器KT50A／P位于電平與電磁線圈L的連線之間，測量該部分電路的電流變化。當功率場效應管M導通時，電平為電磁線圈提供0-16V可選擇電壓；當功率場效應管M關閉時，電磁線圈所處回路斷路。
附圖3為測量機構的結構示意圖。當電磁閥電磁線圈3兩端施加脈沖電壓后，通過霍爾電流傳感器6測取線圈中的電流。同時，電磁閥靜鐵芯9向下吸引銜鐵10，此電磁吸引力經導向桿11傳給支撐球12，然后傳給支撐柱13，支撐柱與壓電晶體力傳感器5平面接觸，傳感器另一面與起固定支撐作用的工作間隙微調螺栓14接觸，這樣電磁閥產生的電磁作用力便由壓電晶體力傳感器實時測取出來，通過Kis1er5007型電荷放大器8將電荷量轉換為電壓量，由示波器顯示。平臺套筒15與調微支座16聯接成一個整體。通過調節裝在調微支座16內的微調螺栓14改變靜鐵芯9與銜鐵10之間的工作間隙來測量不同工作間隙下電磁作用力、線圈電流與工作間隙三者之間的變化規律。
準確的電磁作用力測量要求銜鐵10與靜鐵芯9之間的工作間隙必須均勻，以保證電磁作用力與導向桿方向一致，不產生旋轉力矩。為了保證此工作間隙的均勻性，應提高導向桿上端面與導向桿中心線的垂直度，且應使導向桿長度為導向桿直徑的4-8倍，同時提高導向桿11與平臺套筒15導向孔間的配合精度；在導向桿11與支撐柱13之間安裝支撐球12，實現導向桿與支撐柱之間的球面支撐聯接，以避免支撐柱13、壓電晶體傳感器5及微調螺栓14三者間的安裝接觸偏差影響到導向桿11的導向定位，使支撐球上、下兩部分的安裝偏差相互隔離。
測量時應使電磁閥的銜鐵10與測量機構導向桿11的頂端固定聯接，電磁閥的靜鐵芯9固定安裝在測量機構的平臺套筒15上。
本實用新型與現有技術相比，具用如下優點及有益效果(1)該測量裝置能夠實時測量電磁閥電磁作用力隨電磁線圈電流、靜鐵芯與銜鐵間工作間隙變化的動態規律，實現對電磁閥電磁性能的動態測試。(2)測量機構采用球面支撐，使支撐球上下兩部分的偏差相互隔離，有效的保證了銜鐵與靜鐵芯之間的工作間隙的均勻性。(3)采用霍爾電流傳感器測量線圈電流，測量精度高，消耗功率小。(4)采用壓電晶體力傳感器測量電磁閥的電磁作用力，測量精度好，操作方便，測試效率高。(5)測量機構結構簡單，易于調整，調整精度高，且安裝精度容易保證。
權利要求1.一種電磁閥測量裝置，其特征是該測量裝置主要由一個發出方波脈沖信號的信號發生器[1]，將信號轉變成脈沖電壓并將該電壓施加在被測電磁閥兩端的驅動電路[2]，霍爾電流傳感器[6]，測量機構[4]，壓電晶體力傳感器[5]，電荷放大器[8]以及數字存儲示波器[7]等組成，所述的測量機構包括平臺套筒[15]，調微支座[16]，裝在調微支座內的微調螺栓[14]，支撐柱[13]，支撐球[12]，導向桿[11]；所述的支撐柱與壓電晶體力傳感器[5]平面接觸，壓電晶體力傳感器的另一端與微調螺栓接觸，平臺套筒與調微支座聯接成一個整體。
2.根據權利要求1所述的電磁閥測量裝置，其特征是上述測量機構[4]中的導向桿[11]與支撐柱[13]之間裝有實現球面聯接的支撐球[12]；其導向桿[11]的長度為其直徑的4-8倍。
專利摘要一種電磁閥測量裝置,涉及一種對電磁閥電磁性能進行動態測量的裝置。該電磁閥測量裝置主要由一個發出方波脈沖信號的信號發生器,將信號轉變成脈沖電壓并將該電壓施加在被測電磁閥兩端的驅動電路,霍爾電流傳感器,測量機構,壓電晶體力傳感器以及數字存儲示波器等組成。該測量裝置能夠實時測量電磁閥電磁作用力隨電流、靜鐵芯與銜鐵間工作間隙變化的動態規律,實現對電磁閥電磁性能的動態測試,測量精度高,消耗功率小;整個測量裝置具有結構簡單,操作方便,易于調整,測試效率高,安裝精度容易保證等優點。
文檔編號G01R33/06GK2303307SQ97202939
公開日1999年1月6日 申請日期1997年4月4日 優先權日1997年4月4日
發明者盧啟龍, 歐陽明高 申請人:清華大學