專利名稱：光機(jī)電電磁電器動(dòng)態(tài)測(cè)試裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電磁電器動(dòng)態(tài)測(cè)試裝置，屬于電磁電器領(lǐng)域。
迄今為止，電磁電器的測(cè)試基本上還局限于對(duì)單個(gè)特性參數(shù)的逐個(gè)測(cè)試，檢測(cè)過(guò)程的響應(yīng)速度難以滿足動(dòng)態(tài)過(guò)程的特性機(jī)理，無(wú)法將動(dòng)態(tài)過(guò)程的機(jī)械與電氣參數(shù)同時(shí)多通道采集。因此，測(cè)試結(jié)果難以全面地反映復(fù)雜的動(dòng)態(tài)過(guò)程?！兜蛪弘娖鳌?995年第5期發(fā)表的“交流接觸器電氣參數(shù)的自動(dòng)化測(cè)試”，提出采用微機(jī)自動(dòng)測(cè)試的方案，該方案的缺點(diǎn)是1．僅對(duì)電器的電氣參數(shù)進(jìn)行測(cè)試，缺乏對(duì)重要機(jī)械特性指標(biāo)，如位移等的動(dòng)態(tài)檢測(cè)；2．缺乏對(duì)電磁機(jī)構(gòu)的動(dòng)靜觸頭與鐵芯撞擊狀況的動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)檢測(cè)；3．沒(méi)有與計(jì)算機(jī)通信的功能，無(wú)法實(shí)現(xiàn)多通道快速采樣，并對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行后處理。
為此，本實(shí)用新型的目的是研制一種其電磁機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)過(guò)程的快速非接觸的數(shù)字化測(cè)量；多通道快速實(shí)時(shí)檢測(cè)動(dòng)態(tài)過(guò)程的電氣參數(shù)和機(jī)械參數(shù)；對(duì)動(dòng)態(tài)過(guò)程的實(shí)時(shí)通/斷控制；可以與主控計(jì)算機(jī)雙向通信的光機(jī)電電磁電器動(dòng)態(tài)測(cè)試裝置本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的，其包括傳感器檢測(cè)部分、信號(hào)調(diào)理部分、控制電路部分以及數(shù)據(jù)采集與處理部分，其各部分的關(guān)系是
(1)傳感器檢測(cè)部分與線圈串聯(lián)的電流傳感器，與勵(lì)磁電源并聯(lián)的電壓傳感器，安裝在電磁機(jī)構(gòu)可動(dòng)部件運(yùn)動(dòng)軸向上的加速度傳感器，并接在某相主觸頭兩端的觸頭接通信號(hào)傳感器，兩端分別并接在動(dòng)鐵芯與靜鐵芯的鐵芯撞擊信號(hào)傳感器，這些傳感器組成對(duì)電磁電器動(dòng)態(tài)過(guò)程模擬量的信號(hào)檢測(cè)；由可動(dòng)部件外接的部件，配合光學(xué)機(jī)構(gòu)，由高速線陣輸出動(dòng)態(tài)位移視頻信號(hào)與掃描線信號(hào)。
(2)信號(hào)調(diào)理部分主要調(diào)理所檢測(cè)的動(dòng)態(tài)變化位移視頻信號(hào)，在高速驅(qū)動(dòng)電路輸出信號(hào)的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了同步調(diào)制電路，在有效采集視頻信號(hào)的時(shí)間內(nèi)，驅(qū)動(dòng)激光光源發(fā)出平行光束，從而在同步調(diào)制電路設(shè)定的時(shí)刻采集位移傳感器信號(hào)，一方面，位移傳感器信號(hào)經(jīng)濾波電路濾波處理后，再經(jīng)放大器調(diào)整信號(hào)幅度，進(jìn)行視頻信號(hào)的閾值調(diào)整電路環(huán)節(jié)的閾值調(diào)整，然后經(jīng)比較器電路與整形電路產(chǎn)生視頻脈沖信號(hào)；另一方面，驅(qū)動(dòng)電路輸出信號(hào)經(jīng)濾波電路濾波處理后經(jīng)放大電路放大與脈沖整形電路脈沖整形，得到掃描脈沖信號(hào)，并將其與視頻脈沖信號(hào)進(jìn)行邏輯電路的邏輯處理，便得到表示動(dòng)態(tài)位移的脈沖信號(hào)。
光機(jī)電電磁電器動(dòng)態(tài)測(cè)試裝置應(yīng)用高速線陣快速捕獲電磁機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程，應(yīng)用各類傳感器檢測(cè)電磁電器動(dòng)態(tài)過(guò)程的各種特性參量，并應(yīng)用多通道計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)對(duì)動(dòng)態(tài)過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)。該裝置具有高精度、動(dòng)態(tài)快速響應(yīng)與多通道實(shí)時(shí)檢測(cè)的特點(diǎn)，通過(guò)PC采集卡還可實(shí)現(xiàn)與計(jì)算機(jī)的通信，一方面可由計(jì)算機(jī)的人機(jī)界面設(shè)定動(dòng)態(tài)過(guò)程參數(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)動(dòng)態(tài)過(guò)程的控制，另一方面可將動(dòng)態(tài)檢測(cè)的各種特性參數(shù)，經(jīng)計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理后，提供動(dòng)態(tài)過(guò)程可視化曲線。
以下將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述。


圖1為傳感器檢測(cè)電路示意圖圖2為應(yīng)用高速線陣CCD快速捕獲電磁機(jī)構(gòu)的傳感器檢測(cè)電路示意圖圖3為信號(hào)調(diào)理電路示意圖圖4為控制電路示意圖圖5為數(shù)據(jù)采集與處理示意圖其中圖1中，VT為電壓傳感器，CT為電流傳感器，AT為加速度傳感器，JT為觸頭接通信號(hào)傳感器，RT為鐵芯撞擊信號(hào)傳感器，K為電磁機(jī)構(gòu)(動(dòng)鐵芯)外接的部件，它將電磁機(jī)構(gòu)可動(dòng)部件的運(yùn)動(dòng)狀況，引到電磁電器的外部，以便檢測(cè)其動(dòng)態(tài)位移狀況；圖2中，K部件具體為帶有狹縫的遮光片，透過(guò)它將有一窄條平行光束隨著K的運(yùn)動(dòng)在高速線陣CCD上移動(dòng)，從而產(chǎn)生位移傳感器信號(hào)WT。
圖3中，Q1為CCD的驅(qū)動(dòng)電路，WT表示位移視頻信號(hào)跟隨電路，S1為掃描線信號(hào)跟隨電路，S2為同步調(diào)制電路，Y為激光器電源驅(qū)動(dòng)電路，L1、L2分別為濾波電路，F(xiàn)1、F2分別為放大電路，T為視頻信號(hào)的閾值調(diào)整電路，B為視頻信號(hào)的比較器電路，Z1、Z2分別為脈沖整形電路，R為邏輯電路，D1表示視頻信號(hào)調(diào)理電路輸出的位移脈沖信號(hào)。
圖4中，D2為數(shù)采系統(tǒng)的控制信號(hào)電路，Q2為驅(qū)動(dòng)電路，J為固態(tài)繼電器，P為交流電源，C為電磁電器。
圖5中，C為電磁電器，CT、VT、AT、JT、RT、D1為前述傳感信號(hào)，TL為信號(hào)調(diào)理電路，F(xiàn)AQ為高速數(shù)據(jù)采集卡，F(xiàn)AQ經(jīng)ISA總線與PC機(jī)相連，TQ為計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理的可視化動(dòng)態(tài)特性曲線，DZ為控制電路，KEY為輸入控制參數(shù)的計(jì)算機(jī)鍵盤。
光機(jī)電電磁電器動(dòng)態(tài)測(cè)試裝置包括傳感器檢測(cè)部分、信號(hào)調(diào)理部分、控制電路部分以及數(shù)據(jù)采集與處理部分，其各部分的關(guān)系是1．傳感器部分包括各類傳感器與線圈串聯(lián)的電流傳感器CT，與勵(lì)磁電源并聯(lián)的電壓傳感器VT，安裝在電磁機(jī)構(gòu)可動(dòng)部件運(yùn)動(dòng)軸向上的加速度傳感器AT，并接在某相主觸頭兩端的觸頭接通信號(hào)傳感器JT，兩端分別并接在動(dòng)鐵芯與靜鐵芯的鐵芯撞擊信號(hào)傳感器RT，上述5個(gè)傳感器組成對(duì)電磁電器動(dòng)態(tài)過(guò)程模擬量的信號(hào)檢測(cè)。此外，由可動(dòng)部件外接的部件K(帶狹縫的遮光片)，配合光學(xué)機(jī)構(gòu)，由高速線陣CCD輸出動(dòng)態(tài)位移視頻信號(hào)WT與掃描線信號(hào)S1。
2．信號(hào)調(diào)理電路部分主要調(diào)理所檢測(cè)的動(dòng)態(tài)變化位移視頻信號(hào)。為了消除環(huán)境噪聲的影響，在高速CCD驅(qū)動(dòng)電路輸出S1信號(hào)的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了同步調(diào)制電路S2，在有效采集視頻信號(hào)的時(shí)間內(nèi)，驅(qū)動(dòng)激光光源Y發(fā)出平行光束，從而在同步調(diào)制電路設(shè)定的時(shí)刻采集WT，可避免環(huán)境背景光線與線路噪聲對(duì)CCD的干擾。在此基礎(chǔ)上分別對(duì)WT、S1信號(hào)調(diào)理如下1)WT經(jīng)L1濾波處理后，再經(jīng)放大器F1調(diào)整信號(hào)幅度，進(jìn)行T環(huán)節(jié)的閾值調(diào)整，然后經(jīng)比較器電路B與整形電路Z1產(chǎn)生視頻脈沖信號(hào)；2)S1信號(hào)經(jīng)L2濾波處理后經(jīng)F2放大與Z2脈沖整形，得到N掃描脈沖信號(hào)，并將其與視頻脈沖信號(hào)進(jìn)行R的邏輯處理，便得到表示動(dòng)態(tài)位移的脈沖信號(hào)D1。前述的閾值調(diào)整是根據(jù)位移所處位置，由計(jì)算機(jī)輸出信號(hào)，作為比較器的基準(zhǔn)值，從而實(shí)現(xiàn)智能化高精度的位移檢測(cè)。
3．控制電路部分由計(jì)算機(jī)數(shù)采系統(tǒng)輸出數(shù)字信號(hào)D2，經(jīng)驅(qū)動(dòng)電路Q2驅(qū)動(dòng)放大后，控制固態(tài)繼電器J來(lái)通/斷電磁電器C與電源P的連接。而D2信號(hào)由人機(jī)界面輸入的控制參數(shù)所決定。
4．計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集與處理部分將電流信號(hào)CT，電壓信號(hào)VT，加速度信號(hào)AT，觸頭接通信號(hào)JT，鐵芯撞擊信號(hào)RT，分別從高速數(shù)據(jù)采集卡的5個(gè)模擬量通道輸入；位移信號(hào)D1則從采集卡的數(shù)字口輸入，進(jìn)行數(shù)字量位移變化的檢測(cè)。鑒于上述模擬量與數(shù)字量的高精度輸入，應(yīng)用動(dòng)態(tài)過(guò)程的機(jī)理性數(shù)學(xué)模型，利用計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的數(shù)據(jù)計(jì)算功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)氣隙磁鏈、電磁吸力與速度的軟測(cè)量，并提供所有動(dòng)態(tài)檢測(cè)或軟測(cè)量特性的可視化曲線。
權(quán)利要求1．光機(jī)電電磁電器動(dòng)態(tài)測(cè)試裝置，其特征在于包括傳感器檢測(cè)部分、信號(hào)調(diào)理部分、控制電路部分以及數(shù)據(jù)采集與處理部分，其各部分的關(guān)系是(1)傳感器檢測(cè)部分與線圈串聯(lián)的電流傳感器(CT)，與勵(lì)磁電源并聯(lián)的電壓傳感器(VT)，安裝在電磁機(jī)構(gòu)可動(dòng)部件運(yùn)動(dòng)軸向上的加速度傳感器(AT)，并接在某相主觸頭兩端的觸頭接通信號(hào)傳感器(JT)，兩端分別并接在動(dòng)鐵芯與靜鐵芯的鐵芯撞擊信號(hào)傳感器(RT)，這些傳感器組成對(duì)電磁電器動(dòng)態(tài)過(guò)程模擬量的信號(hào)檢測(cè)，由可動(dòng)部件外接的部件(K)，配合光學(xué)機(jī)構(gòu)，由高速線陣(CCD)輸出動(dòng)態(tài)位移視頻信號(hào)(WT)與掃描線信號(hào)(S1)。(2)信號(hào)調(diào)理部分主要調(diào)理所檢測(cè)的動(dòng)態(tài)變化位移視頻信號(hào)，在高速(CCD)驅(qū)動(dòng)電路輸出(S1)信號(hào)的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了同步調(diào)制電路(S2)，在有效采集視頻信號(hào)的時(shí)間內(nèi)，驅(qū)動(dòng)激光光源(Y)發(fā)出平行光束，從而在同步調(diào)制電路設(shè)定的時(shí)刻采集位移傳感器信號(hào)(WT)，一方面，位移傳感器信號(hào)(WT)經(jīng)濾波電路(L1)濾波處理后，再經(jīng)放大器(F1)調(diào)整信號(hào)幅度，進(jìn)行視頻信號(hào)的閾值調(diào)整電路(T)環(huán)節(jié)的閾值調(diào)整，然后經(jīng)比較器電路(B)與整形電路(Z1)產(chǎn)生視頻脈沖信號(hào)；另一方面，驅(qū)動(dòng)電路輸出(S1)信號(hào)經(jīng)濾波電路(L2)濾波處理后經(jīng)放大電路(F2)放大與脈沖整形電路(Z2)脈沖整形，得到N掃描脈沖信號(hào)，并將其與視頻脈沖信號(hào)進(jìn)行邏輯電路(R)的邏輯處理，便得到表示動(dòng)態(tài)位移的脈沖信號(hào)(D1)。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的光機(jī)電電磁電器動(dòng)態(tài)測(cè)試裝置，其特征在于控制電路部分，由計(jì)算機(jī)數(shù)采系統(tǒng)輸出數(shù)字信號(hào)(D2)，經(jīng)驅(qū)動(dòng)電路(Q2)驅(qū)動(dòng)放大后，控制固態(tài)繼電器(J)來(lái)通/斷電磁電器(C)與電源(P)的連接。
3．根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的光機(jī)電電磁電器動(dòng)態(tài)測(cè)試裝置，其特征在于計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集與處理部分，將電流信號(hào)(CT)，電壓信號(hào)(VT)，加速度信號(hào)(AT)，觸頭接通信號(hào)(JT)，鐵芯撞擊信號(hào)(RT)，分別從高速數(shù)據(jù)采集卡的5個(gè)模擬量通道輸入；位移信號(hào)(D1)則從采集卡的數(shù)字口輸入，進(jìn)行數(shù)字量位移變化的檢測(cè)。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種光機(jī)電電磁電器動(dòng)態(tài)測(cè)試裝置,其包括傳感器檢測(cè)部分、信號(hào)調(diào)理部分、控制電路部分以及數(shù)據(jù)采集與處理部分,其中傳感器檢測(cè)部分包括以下檢測(cè)傳感元件,與線圈串聯(lián)的電流傳感器,與勵(lì)磁電源并聯(lián)的電壓傳感器,加速度傳感器,并接在某相主觸頭兩端的觸頭接通信號(hào)傳感器,兩端分別并接在動(dòng)鐵芯與靜鐵芯的鐵芯撞擊信號(hào)傳感器,由可動(dòng)部件外接的部件,配合光學(xué)機(jī)構(gòu),由高速線陣輸出動(dòng)態(tài)位移視頻信號(hào)與掃描線信號(hào)。
文檔編號(hào)G01D21/02GK2446497SQ0022164
公開(kāi)日2001年9月5日 申請(qǐng)日期2000年9月2日 優(yōu)先權(quán)日2000年9月2日
發(fā)明者繆希仁, 張培銘 申請(qǐng)人:福州大學(xué)