專(zhuān)利名稱(chēng)：接近開(kāi)關(guān)傳感器測(cè)試儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
接近開(kāi)關(guān)傳感器測(cè)試儀是一種測(cè)量接近開(kāi)關(guān)傳感器的檢測(cè)距離、動(dòng)作回差、導(dǎo)通壓降、漏電流等工作參數(shù)的裝置，并能根據(jù)設(shè)定值判斷接近開(kāi)關(guān)是否合格，可用于傳感器生產(chǎn)廠家對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)以及性能標(biāo)定。
背景技術(shù)：
接近開(kāi)關(guān)傳感器可分為電感式接近開(kāi)關(guān)傳感器和電容式接近開(kāi)關(guān)傳感器兩種，電感式接近開(kāi)關(guān)傳感器由高頻振蕩、檢波、放大、觸發(fā)及輸出電路·等組成，振蕩器在傳感器檢測(cè)面產(chǎn)生一個(gè)交變電磁場(chǎng)，當(dāng)金屬物體接近傳感器檢測(cè)面時(shí)，金屬中產(chǎn)生的渦流吸收了振蕩器的能量，使振蕩減弱以至停振，振蕩器的振蕩及停振這二種狀態(tài)，轉(zhuǎn)換為電信號(hào)通過(guò)整形放大轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制的開(kāi)關(guān)信號(hào)，經(jīng)功率放大后輸出；電容式接近開(kāi)關(guān)傳感器由高頻振蕩器和放大器等組成，由傳感器的檢測(cè)面與大地間構(gòu)成一個(gè)電容器，參與振蕩回路工作，起始處于振蕩狀態(tài)，當(dāng)物體接近傳感器檢測(cè)面時(shí)，回路的電容量發(fā)生變化，使高頻振蕩器停振，振蕩與停振這二種狀態(tài)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)經(jīng)放大器轉(zhuǎn)化成二進(jìn)制的開(kāi)關(guān)信號(hào)。接近開(kāi)關(guān)傳感器的工作參數(shù)主要有檢測(cè)距離、復(fù)位距離、動(dòng)作回差、導(dǎo)通壓降、漏電流等，檢測(cè)距離是指標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)體按一定方式移動(dòng)時(shí)，從基準(zhǔn)位置(接近開(kāi)關(guān)的感應(yīng)表面)到開(kāi)關(guān)動(dòng)作時(shí)測(cè)得的基準(zhǔn)位置到檢測(cè)體的空間距離；復(fù)位距離是指接近開(kāi)關(guān)動(dòng)作后，又再次復(fù)位時(shí)與被測(cè)物的距離，它略大于檢測(cè)距離；動(dòng)作回差是指檢測(cè)距離與復(fù)位距離之間的絕對(duì)值；導(dǎo)通壓降是指在額定工作電壓和額定工作電流情況下，開(kāi)關(guān)導(dǎo)通時(shí)，兩輸出開(kāi)關(guān)點(diǎn)之間的壓降。接近開(kāi)關(guān)傳感器按工作電源形式區(qū)分為直流型和交流型，直流型的工作電壓范圍在12V飛OV之間；按其輸出電路形式可區(qū)分為兩線(xiàn)式、三線(xiàn)式和四線(xiàn)式三種，這其中又有NPN和PNP兩種接線(xiàn)方式。目前，在生產(chǎn)過(guò)程中，因?yàn)榻咏_(kāi)關(guān)傳感器的種類(lèi)繁多，并沒(méi)有一種通用型測(cè)試儀，能夠在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)方便快捷的檢測(cè)不同接線(xiàn)方式的接近開(kāi)關(guān)傳感器的各項(xiàng)工作參數(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
為了檢測(cè)三線(xiàn)式接近開(kāi)關(guān)傳感器的檢測(cè)距離、動(dòng)作回差、導(dǎo)通壓降和漏電流等工作參數(shù)，為接近開(kāi)關(guān)傳感器提供12V、24V、36V、48V、60V工作電源以及PNP和NPN兩種接線(xiàn)方式，并能根據(jù)設(shè)定值判斷接近開(kāi)關(guān)傳感器是否合格，本發(fā)明提出了一種接近開(kāi)關(guān)傳感器測(cè)試儀。本發(fā)明的技術(shù)方案如圖I所示，包括主控板、工控機(jī)、伺服驅(qū)動(dòng)器、伺服電機(jī)、電動(dòng)平移臺(tái)、標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)體、接近開(kāi)關(guān)傳感器、測(cè)量電路和供電電路，其中所述主控板包括CPU、模擬量輸入電路、開(kāi)關(guān)量輸入電路、開(kāi)關(guān)量輸出電路、脈沖信號(hào)輸出電路、RS232串口通信電路和開(kāi)始測(cè)試開(kāi)關(guān)S7，其中CPU，采用型號(hào)為STM32F103VET6的32位基于ARM內(nèi)核的Cortex M3微處理器。
模擬量輸入電路包括消耗電流模擬量輸入電路和導(dǎo)通壓降模擬量輸入電路，其中該消耗電流模擬量輸入電路的輸入端輸入由所述測(cè)量電路從所述接近開(kāi)關(guān)傳感器測(cè)量的消耗電流；該導(dǎo)通壓降模擬量輸入電路的輸入端輸入由所述測(cè)量電路從所述的接近開(kāi)關(guān)傳感器測(cè)量的導(dǎo)通壓降；其中，每一種所述的模擬量輸入電路包括各自分別對(duì)應(yīng)于模擬量輸入信號(hào)正半波和模擬量輸入信號(hào)負(fù)半波的兩類(lèi)電路正半波模擬量輸入電路和負(fù)半波模擬量輸入電路，所述的每一類(lèi)模擬量輸入電路都包括一個(gè)運(yùn)算放大器，輸出端對(duì)地都串接有限流電阻和反向二極管，但是，對(duì)于正半波模擬量輸入電路而言，運(yùn)算放大器輸出端同時(shí)直接和負(fù)輸入端相連，正輸入端依次經(jīng)過(guò)濾波電容、分壓電阻接所對(duì)應(yīng)的傳感器的正半波輸出端，對(duì)于負(fù)半波模擬量輸入電路而言，運(yùn)算放大器負(fù)輸入端在經(jīng)過(guò)反饋電阻與輸出端相連的同時(shí)又依次經(jīng)過(guò)相應(yīng)的濾波電容、分壓電阻與所對(duì)應(yīng)的傳感器各自的負(fù)半波輸出端相連，而正輸入端則經(jīng)電阻接地；另外兩路模擬量輸入電路備用。開(kāi)關(guān)量輸入電路包括近端限位開(kāi)關(guān)信號(hào)輸入電路、遠(yuǎn)端限位開(kāi)關(guān)信號(hào)輸入電路、 測(cè)試開(kāi)始信號(hào)輸入電路、接近開(kāi)關(guān)傳感器導(dǎo)通信號(hào)輸入電路，其中該近端限位開(kāi)關(guān)信號(hào)輸入電路的輸入端輸入由所述電動(dòng)平移臺(tái)近端限位開(kāi)關(guān)輸出；該遠(yuǎn)端限位開(kāi)關(guān)信號(hào)輸入電路的輸入端輸入由所述電動(dòng)平移臺(tái)遠(yuǎn)端限位開(kāi)關(guān)輸出；測(cè)試開(kāi)始信號(hào)輸入電路的輸入端輸入由12V直流電源經(jīng)開(kāi)始按鍵S7、限流電阻R3輸出；接近開(kāi)關(guān)傳感器導(dǎo)通信號(hào)輸入電路的輸入端輸入由所述測(cè)量電路從所述接近開(kāi)關(guān)傳感器信號(hào)端輸出；其中，每一種所述的開(kāi)關(guān)量輸入電路，所述開(kāi)關(guān)量信號(hào)經(jīng)由端子P1、限流電阻和穩(wěn)壓二極管組成的穩(wěn)壓電路后再經(jīng)濾波電容濾波后接型號(hào)為T(mén)LP281-4的光耦電路后輸入到所述CPU。開(kāi)關(guān)量輸出電路，所述CPU發(fā)出的伺服驅(qū)動(dòng)器停止信號(hào)、啟動(dòng)信號(hào)各自分別接一個(gè)發(fā)射極接地的三極管的基極，集電極各接繼電器腳5，該繼電器的腳4接5V電源該繼電器腳5與5V電源之間還接一個(gè)二極管，該繼電器的常閉觸頭I和常開(kāi)觸頭3分別經(jīng)端子P9輸出到伺服驅(qū)動(dòng)器對(duì)應(yīng)的接口 ；另外兩路開(kāi)關(guān)量輸出電路備用。脈沖信號(hào)輸出電路，所述CPU發(fā)出的指令脈沖脈沖信號(hào)和指令符號(hào)脈沖信號(hào)分別經(jīng)型號(hào)為T(mén)LP281-4的光耦后接型號(hào)為ULN2803A達(dá)林頓管，經(jīng)限流電阻、端子P6輸出到伺服驅(qū)動(dòng)器對(duì)應(yīng)接口，限流電阻后的輸出分別反接另一端接正5V的二極管，外部電源經(jīng)端子P6輸入,為脈沖信號(hào)輸出電路提供獨(dú)立電源。RS232串口通信電路，包括型號(hào)為MAX232A的RS232驅(qū)動(dòng)器U17和串口 CN1，所述CPU腳95發(fā)出的232_TX信號(hào)接所述RS232驅(qū)動(dòng)器U17腳11，所述RS232驅(qū)動(dòng)器U17腳12發(fā)出的232_RX信號(hào)接所述CPU腳96，所述RS232驅(qū)動(dòng)器腳13、14輸出的對(duì)應(yīng)于外部的RS232通訊信號(hào)經(jīng)所述串口 CNl輸出。開(kāi)始測(cè)試開(kāi)關(guān)S7，采用組合開(kāi)關(guān)，常開(kāi)觸頭2串聯(lián)電阻R3后連接開(kāi)關(guān)量輸入電路，常開(kāi)觸頭I接12V直流電源正端304。所述工控機(jī)采用研華工控機(jī)IPC_610Mb，與主控板通過(guò)RS232串口電纜相連。所述伺服驅(qū)動(dòng)器采用富士 ALPHA5系列的RYT101D5-VV2，與主控板通過(guò)專(zhuān)用電纜相連，與伺服電機(jī)通過(guò)編碼器電路和動(dòng)力線(xiàn)相連。所述伺服電機(jī)采用富士 GYS101D5-RA2，通過(guò)聯(lián)軸器與電動(dòng)平移臺(tái)的軸相連。所述電動(dòng)平移臺(tái)為微納光科的WN102TA150M電動(dòng)平移臺(tái)，與主控板通過(guò)電纜相連。
所述標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)體為一塊尺寸為10cm*10cm*lmm、材料為A3鋼的鋼板，固定在電動(dòng)
平移臺(tái)的滑塊上。所述接近開(kāi)關(guān)傳感器為待檢測(cè)接近開(kāi)關(guān)傳感器，通過(guò)夾具固定在電動(dòng)平移臺(tái)遠(yuǎn)端，與測(cè)量電路相連。所述測(cè)量電路包括漏電流測(cè)量電路、導(dǎo)通壓降測(cè)量電路和通斷信號(hào)測(cè)量電路，其中漏電流測(cè)量電路是在接近開(kāi)關(guān)傳感器的信號(hào)輸出端串聯(lián)一 100Ω高精度電阻R1，電阻Rl兩端接所述主控板的模擬量輸入電路；導(dǎo)通壓降測(cè)量電路是接近開(kāi)關(guān)傳感器的信號(hào)輸出端和模式切換開(kāi)關(guān)S6的第一組開(kāi)關(guān)輸出端分別接所述主控板的模擬量輸入電路，當(dāng)接近開(kāi)關(guān)傳感器為NPN接線(xiàn)方式時(shí)，模式切換開(kāi)關(guān)S6的第一組開(kāi)關(guān)輸入端接接近開(kāi)關(guān)傳感器的電源正極，當(dāng)接近開(kāi)關(guān)傳感器為PNP接線(xiàn)方式時(shí)，模式切換開(kāi)關(guān)S6的第一組開(kāi)關(guān)輸入端接接近開(kāi)關(guān)傳感器的電源負(fù)極；通斷信號(hào)測(cè)量電路是接近開(kāi)關(guān)傳感器的信號(hào)輸出端和串接模式切換開(kāi)關(guān)S6第二組開(kāi)關(guān)的滑動(dòng)變阻器S8分別接所述主控板的開(kāi)關(guān)量輸入電路，當(dāng)接近開(kāi)關(guān)傳感器為NPN接線(xiàn)方式時(shí),模式切換開(kāi)關(guān)S6的第二組開(kāi)關(guān)輸入端接接近開(kāi)關(guān)傳感器的電源負(fù)極，當(dāng)接近開(kāi)關(guān)傳感器為PNP接線(xiàn)方式時(shí)，模式切換開(kāi)關(guān)S6的第二組開(kāi)關(guān)輸入端接接近開(kāi)關(guān)傳感器的電源正極。所述的供電電路包括空氣開(kāi)關(guān)QL1、交流繼電器、變壓器BI、B2、B3、整流板PB1、PB2、PB3、開(kāi)關(guān)SI、S2、S3、S4、S5，外部?jī)上嘟涣?20V供電經(jīng)空氣開(kāi)關(guān)QFl接交流接觸器，開(kāi)關(guān)S4、S5控制電路的通斷，220V交流電經(jīng)變壓器B1、B2、B3降壓為24V、12V、24V，經(jīng)整流板PB1、PB2、PB3整流為直流24V、12V、24V，再由開(kāi)關(guān)S1、S2、S3的組合控制可為接近開(kāi)關(guān)傳感器提供所需的12V、24V、36V、48V、60V工作電源，另外，供電電路分別與主控板、工控機(jī)、伺服驅(qū)動(dòng)器、電動(dòng)平移臺(tái)和測(cè)量電路相連接，為其提供工作所需電源。本發(fā)明的有益效果是一種接近開(kāi)關(guān)傳感器測(cè)試儀，能夠檢測(cè)三線(xiàn)式接近開(kāi)關(guān)傳感器的檢測(cè)距離、動(dòng)作回差、導(dǎo)通壓降和漏電流等工作參數(shù)，為接近開(kāi)關(guān)傳感器提供12V、24V、36V.48V.60V工作電源以及PNP和NPN兩種接線(xiàn)方式，并能根據(jù)設(shè)定值判斷接近開(kāi)關(guān)傳感器是否合格。


圖I是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)框圖；圖2是本發(fā)明的接近開(kāi)關(guān)測(cè)試原理圖；圖3至圖9是本發(fā)明電氣接線(xiàn)圖的不同部分；圖3是本發(fā)明供電電路空氣開(kāi)關(guān)QL1、交流繼電器部分的電氣接線(xiàn)圖；圖4是本發(fā)明供電電路變壓器BI、B2、B3、整流板PB I、PB2、PB3部分的電氣接線(xiàn)圖；圖5是本發(fā)明供電電路開(kāi)關(guān)SI、S2、S3部分的電氣接線(xiàn)圖；圖6是本發(fā)明電動(dòng)平移臺(tái)限位開(kāi)關(guān)部分的電氣接線(xiàn)圖；
圖7是本發(fā)明測(cè)量電路部分的電氣接線(xiàn)圖；圖8是本發(fā)明主控板的示意框圖理圖；圖9至圖14是本發(fā)明主控板主電路原理圖的不同部分，其中相同的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)表示在物理上連通的點(diǎn)；
圖9是本發(fā)明主控板CPU部分的原理圖；圖10是本發(fā)明主控板模擬量輸入電路部分的原理圖；圖11是本發(fā)明主控板開(kāi)關(guān)量輸入電路部分的原理圖；圖12是本發(fā)明主控板開(kāi)關(guān)量輸出電路部分的原理圖；圖13是本發(fā)明主控板脈沖信號(hào)輸出電路部分的原理圖；圖14是本發(fā)明主控板RS232串口通信電路部分的原理具體實(shí)施例方式下面結(jié)合圖I至圖15對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說(shuō)明。
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如圖I所示，本發(fā)明包括主控板、工控機(jī)、伺服驅(qū)動(dòng)器、伺服電機(jī)、電動(dòng)平移臺(tái)、標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)體、接近開(kāi)關(guān)傳感器、測(cè)量電路和供電電路。測(cè)試原理如圖2所示，在位置SI時(shí)，接近開(kāi)關(guān)傳感器201的感應(yīng)表面與標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)體202緊密貼合，此時(shí)接近開(kāi)關(guān)傳感器201導(dǎo)通；當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)體202運(yùn)動(dòng)到位置S3時(shí)接近開(kāi)關(guān)傳感器201復(fù)位，距離L2即為接近開(kāi)關(guān)傳感器201的復(fù)位距離；標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)體202往回運(yùn)動(dòng)，當(dāng)運(yùn)動(dòng)到位置S2時(shí)，接近開(kāi)關(guān)傳感器201再次導(dǎo)通，距離LI即為接近開(kāi)關(guān)傳感器201的檢測(cè)距離；復(fù)位距離和檢測(cè)距離之差的絕對(duì)值A(chǔ)L即為接近開(kāi)關(guān)傳感器201的動(dòng)作回差。如圖3所示，外部?jī)上嘟涣?20V供電202、203經(jīng)空氣開(kāi)關(guān)QFl后接交流接觸器KMR的常開(kāi)觸頭3、5，按鍵S5的常閉觸頭I接空氣開(kāi)關(guān)QFl的常閉觸頭2，按鍵S5的常閉觸頭2接按鍵S4的常開(kāi)觸頭4和交流接觸器的常開(kāi)觸頭1，按鍵S4的常開(kāi)觸頭3和交流接觸器的常開(kāi)觸頭2接交流接觸器的線(xiàn)圈的常閉觸頭Al，交流接觸器線(xiàn)圈的常閉觸頭A2接空氣開(kāi)關(guān)QFl的常閉觸頭4。如圖4所示，220伏交流電206、207分別經(jīng)變壓器BI、B2、B3變?yōu)榻涣?4V、12V、24V，再分別接整流板PB1、PB2、PB3，轉(zhuǎn)為24V、12V、24V直流電。24V直流電的輸出端為線(xiàn)301和302，12V直流電的輸出端為線(xiàn)303和304，另一路12V直流電的輸出端為線(xiàn)303和304。如圖5所示，線(xiàn)306、307為接近開(kāi)關(guān)傳感器的電源線(xiàn)，線(xiàn)307接線(xiàn)301，開(kāi)關(guān)SI的常開(kāi)觸頭3接線(xiàn)302，常閉觸頭2和指示燈的觸頭5接線(xiàn)301，常閉觸頭I、常開(kāi)觸頭4和指示燈的觸頭6接線(xiàn)320，線(xiàn)320接線(xiàn)303 ;開(kāi)關(guān)S2的常開(kāi)觸頭3接線(xiàn)304，常閉觸頭2和指示燈的觸頭5接線(xiàn)303，常閉觸頭I、常開(kāi)觸頭4和指示燈的觸頭6接線(xiàn)321，線(xiàn)321接線(xiàn)305 ；開(kāi)關(guān)S3的常開(kāi)觸頭3接線(xiàn)306，常閉觸頭2和指示燈的觸頭5接線(xiàn)305，常閉觸頭I、常開(kāi)觸頭4和指示燈的觸頭6接線(xiàn)306 ;通過(guò)按鍵開(kāi)關(guān)SI、S2、S3的組合選擇，307、306之間的電壓可以設(shè)置為12V、24V、36V、48V、60V，開(kāi)關(guān)SI、S2、S3為自鎖帶燈組合按鍵，可以顯示開(kāi)關(guān)狀態(tài)，方便選擇。如圖6所示，電動(dòng)平移臺(tái)有遠(yuǎn)端限位開(kāi)關(guān)和近端限位開(kāi)關(guān)，遠(yuǎn)端限位開(kāi)關(guān)和近端限位開(kāi)關(guān)的電源線(xiàn)分別接線(xiàn)305、306，信號(hào)輸出601、602接主控板的開(kāi)關(guān)量輸入電路。如圖7所示，接近開(kāi)關(guān)傳感器的電源輸入線(xiàn)分別接線(xiàn)306、307，輸出端701串聯(lián)一個(gè)高精度10 Ω電阻R1，電阻Rl兩端701、704接主控板模擬量輸入電路；開(kāi)關(guān)S6的常閉觸頭I和常開(kāi)觸頭7接線(xiàn)306，常閉觸頭5和常開(kāi)觸頭4接線(xiàn)307，常閉觸頭6和常開(kāi)觸頭8接線(xiàn)703，接主控板模擬量輸入電路，常閉觸頭2和常開(kāi)觸頭3經(jīng)變阻器S8接線(xiàn)705，接主控板開(kāi)關(guān)量輸入電路。如圖8所不，主控板包括CPU、模擬量輸入電路、開(kāi)關(guān)量輸入電路、開(kāi)關(guān)量輸出電路、脈沖信號(hào)輸出電路、RS232串口通信電路和開(kāi)始測(cè)試開(kāi)關(guān)S7，其中主控板的CPU分別與模擬量輸入電路、開(kāi)關(guān)量輸入電路、開(kāi)關(guān)量輸出電路、脈沖信號(hào)輸出電路和RS232串口通信電路相連；模擬量輸入電路與所述測(cè)量電路相連；開(kāi)關(guān)量輸入電路分別與所述測(cè)量電路、所述電動(dòng)平移臺(tái)、所述開(kāi)始測(cè)試開(kāi)關(guān)S7相連；開(kāi)關(guān)量輸出電路與伺服驅(qū)動(dòng)器相連，脈沖輸出電路與伺服驅(qū)動(dòng)器相連。如圖9所示，CPU采用32位基于ARM內(nèi)核的Cortex M3微處理器，型號(hào)為STM32F103VET6, CPU的腳15、1 6、17、18、33、34、63、64接模擬量輸入電路，用于接收消耗電流和導(dǎo)通壓降；CPU的腳97、98、1、2接開(kāi)關(guān)量輸入電路，用于接收電動(dòng)平移臺(tái)的近端限位開(kāi)關(guān)信號(hào)、遠(yuǎn)端限位開(kāi)關(guān)信號(hào)、測(cè)試開(kāi)始信號(hào)、接近開(kāi)關(guān)傳感器導(dǎo)通信號(hào);CPU的腳81、82、83、84接脈沖信號(hào)輸出電路，用于發(fā)出指令脈沖和指令符號(hào)；CPU的腳85、86、87、88接開(kāi)關(guān)量輸出電路，用于向伺服驅(qū)動(dòng)器發(fā)出停止信號(hào)、啟動(dòng)信號(hào)；CPU的腳95、96接RS232串口通信電路，用于和工控機(jī)進(jìn)行串口通訊；C26、C27和Y2晶體為CPU提供時(shí)鐘信號(hào)；C24、C25和Yl晶體為CPU提供備用時(shí)鐘信號(hào)，用于掉電時(shí)提供時(shí)鐘信號(hào)；電池BTl為CPU提供備用電源。如圖10所示，在主控板模擬量輸入電路中，共四路模擬量輸入電路，信號(hào)經(jīng)端子P4輸入，其中兩路為測(cè)量電路采集到的消耗電流、導(dǎo)通壓降信號(hào)，另外兩路為冗余設(shè)計(jì)，備用，模擬信號(hào)分別經(jīng)正半波模擬量輸入電路和負(fù)半波模擬量輸入電路后接所述CPU腳15、
16、17、18、33、34、63、64。如圖11所示，在主控板開(kāi)關(guān)量輸入電路中，電動(dòng)平移臺(tái)的近端限位開(kāi)關(guān)信號(hào)、遠(yuǎn)端限位開(kāi)關(guān)信號(hào)、測(cè)試開(kāi)始信號(hào)、接近開(kāi)關(guān)傳感器導(dǎo)通信號(hào)經(jīng)限流電阻和穩(wěn)壓管組成的穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓后，再經(jīng)電容濾波電路濾波后接光耦，經(jīng)光耦光電隔離后接所述CPU腳97、98、
1、2。如圖12所示，在主控板開(kāi)關(guān)量輸出電路中，所述CPU向伺服驅(qū)動(dòng)器發(fā)出停止信號(hào)、啟動(dòng)信號(hào)，各自分別接一個(gè)發(fā)射極接地的三極管的基極，集電極各接繼電器腳5，該繼電器的腳4接5V電源，該繼電器腳5與5V電源之間還接一個(gè)二極管型號(hào)是IN4148，該繼電器的常開(kāi)觸頭I和常開(kāi)觸頭3分別經(jīng)端子P9輸出到伺服驅(qū)動(dòng)器對(duì)應(yīng)的接口，另外兩路為冗余設(shè)計(jì)，備用。如圖13所示，在主控板脈沖信號(hào)輸出電路中，CPU向伺服驅(qū)動(dòng)器發(fā)出的指令脈沖和指令符號(hào)經(jīng)光耦TLP281-4隔離后，光偶的輸出負(fù)端接達(dá)林頓管ULN2803，達(dá)林頓管的輸出經(jīng)端子P6輸出到伺服驅(qū)動(dòng)器對(duì)應(yīng)的接口，達(dá)林頓管的輸出和5V電源間分別反接一個(gè)二極管，外部電源經(jīng)端子P6輸入，為脈沖信號(hào)輸出電路提供獨(dú)立電源。如圖14所示，在主控板RS232串口通信電路中，RS232串口通信芯片U17型號(hào)為MAX232，CPU腳95發(fā)出的通訊信號(hào)232_TX輸出至U17腳11，U17腳12發(fā)出的通訊信號(hào)232_RX輸出至CPU腳96，U17腳13、14發(fā)出的RS232串口通訊信號(hào)經(jīng)端子CN2輸出，用于與工控機(jī)的通信。
權(quán)利要求
1.接近開(kāi)關(guān)傳感器測(cè)試儀，其特征在于含有依次連接的主控板、工控機(jī)、伺服驅(qū)動(dòng)器、伺服電機(jī)、電動(dòng)平移臺(tái)、標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)體、接近開(kāi)關(guān)傳感器、測(cè)量電路和供電電路，其中 主控板包括CPU、各輸出端分別和所述CPU的各對(duì)應(yīng)輸入端相連接的模擬量輸入電路、開(kāi)關(guān)量輸入電路、各輸入端分別和所述CPU的各對(duì)應(yīng)輸出端相連的開(kāi)關(guān)量輸出電路、脈沖信號(hào)輸出電路和RS232串口通信電路、開(kāi)始測(cè)試開(kāi)關(guān)，其中 CPU，采用型號(hào)為STM32F103VET6的32位基于ARM內(nèi)核的Cortex M3微處理器； 模擬量輸入電路包括消耗電流模擬量輸入電路和導(dǎo)通壓降模擬量輸入電路，其中該消耗電流模擬量輸入電路的輸入端輸入由所述測(cè)量電路從所述接近開(kāi)關(guān)傳感器測(cè)量的消耗電流，該導(dǎo)通壓降模擬量輸入電路的輸入端輸入由所述測(cè)量電路從所述的接近開(kāi)關(guān)傳感器測(cè)量的導(dǎo)通壓降，其中，每一種所述的模擬量輸入電路包括各自分別對(duì)應(yīng)于模擬量輸入信號(hào)正半波和模擬量輸入信號(hào)負(fù)半波的兩類(lèi)電路正半波模擬量輸入電路和負(fù)半波模擬量輸入電路，所述的每一類(lèi)模擬量輸入電路都包括一個(gè)運(yùn)算放大器，輸出端對(duì)地都串接有限流電阻和反向二極管，但是，對(duì)于正半波模擬量輸入電路而言，運(yùn)算放大器輸出端同時(shí)直接和負(fù)輸入端相連，正輸入端依次經(jīng)過(guò)濾波電容、分壓電阻接所對(duì)應(yīng)的傳感器的正半波輸出端，對(duì)于負(fù)半波模擬量輸入電路而言，運(yùn)算放大器負(fù)輸入端在經(jīng)過(guò)反饋電阻與輸出端相連的同時(shí)又依次經(jīng)過(guò)相應(yīng)的濾波電容、分壓電阻與所對(duì)應(yīng)的傳感器各自的負(fù)半波輸出端相連，而正輸入端則經(jīng)電阻接地； 開(kāi)關(guān)量輸入電路包括近端限位開(kāi)關(guān)信號(hào)輸入電路、遠(yuǎn)端限位開(kāi)關(guān)信號(hào)輸入電路、測(cè)試開(kāi)始信號(hào)輸入電路、接近開(kāi)關(guān)傳感器導(dǎo)通信號(hào)輸入電路，其中該近端限位開(kāi)關(guān)信號(hào)輸入電路的輸入端輸入由所述電動(dòng)平移臺(tái)近端限位開(kāi)關(guān)輸出，該遠(yuǎn)端限位開(kāi)關(guān)信號(hào)輸入電路的輸入端輸入由所述電動(dòng)平移臺(tái)遠(yuǎn)端限位開(kāi)關(guān)輸出，測(cè)試開(kāi)始信號(hào)輸入電路的輸入端輸入由12V直流電源經(jīng)開(kāi)始按鍵S7、限流電阻R3輸出，接近開(kāi)關(guān)傳感器導(dǎo)通信號(hào)輸入電路的輸入端輸入由所述測(cè)量電路從所述接近開(kāi)關(guān)傳感器信號(hào)端輸出，其中，每一種所述的開(kāi)關(guān)量輸入電路，所述開(kāi)關(guān)量信號(hào)經(jīng)由端子P1、限流電阻和穩(wěn)壓二極管組成的穩(wěn)壓電路后再經(jīng)濾波電容濾波后接型號(hào)為T(mén)LP281-4的光耦電路后輸入到所述CPU ； 開(kāi)關(guān)量輸出電路，所述CPU發(fā)出的伺服驅(qū)動(dòng)器停止信號(hào)、啟動(dòng)信號(hào)各自分別接一個(gè)發(fā)射極接地的三極管的基極，集電極各接繼電器腳5，該繼電器的腳4接5V電源該繼電器腳5與5V電源之間還接一個(gè)二極管，該繼電器的常閉觸頭I和常開(kāi)觸頭3分別經(jīng)端子P9輸出到伺服驅(qū)動(dòng)器對(duì)應(yīng)的接口； 脈沖信號(hào)輸出電路，所述CPU發(fā)出的指令脈沖脈沖信號(hào)和指令符號(hào)脈沖信號(hào)分別經(jīng)型號(hào)為T(mén)LP281-4的光耦后接型號(hào)為ULN2803A達(dá)林頓管，經(jīng)限流電阻、端子P6輸出到伺服驅(qū)動(dòng)器對(duì)應(yīng)接口，限流電阻后的輸出分別反接另一端接正5V的二極管，外部電源經(jīng)端子P6輸入，為脈沖信號(hào)輸出電路提供獨(dú)立電源； RS232串口通信電路，包括型號(hào)為MAX232A的RS232驅(qū)動(dòng)器Ul7和串口 CNl，所述CPU腳95發(fā)出的232_TX信號(hào)接所述RS232驅(qū)動(dòng)器U17腳11，所述RS232驅(qū)動(dòng)器U17腳12發(fā)出的232_RX信號(hào)接所述CPU腳96，所述RS232驅(qū)動(dòng)器腳13、14輸出的對(duì)應(yīng)于外部的RS232通訊信號(hào)經(jīng)所述串口 CNl輸出； 開(kāi)始測(cè)試開(kāi)關(guān)，采用組合開(kāi)關(guān)，常開(kāi)觸頭2串聯(lián)電阻R3后連接開(kāi)關(guān)量輸入電路，常開(kāi)觸頭I接12V直流電源正端304 ；所述工控機(jī)采用研華工控機(jī)IPC-610Mb，與主控板通過(guò)RS232串口電纜相連； 所述伺服驅(qū)動(dòng)器采用富士 ALPHA5系列的RYT101D5-VV2，與主控板通過(guò)專(zhuān)用電纜相連，與伺服電機(jī)通過(guò)編碼器電路和動(dòng)力線(xiàn)相連； 所述伺服電機(jī)采用富士 GYS101D5-RA2，與電動(dòng)平移臺(tái)通過(guò)聯(lián)軸器相連； 所述電動(dòng)平移臺(tái)為微納光科的WN102TA150M電動(dòng)平移臺(tái)，與主控板通過(guò)電纜相連；所述接近開(kāi)關(guān)傳感器為待檢測(cè)接近開(kāi)關(guān)傳感器，通過(guò)夾具固定在電動(dòng)平移臺(tái)遠(yuǎn)端，與測(cè)量電路相連； 所述標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)體為一塊尺寸為10cm*10cm*lmm、材料為A3鋼的鋼板，固定在電動(dòng)平移臺(tái)的滑塊上； 所述測(cè)量電路包括漏電流測(cè)量電路、導(dǎo)通壓降測(cè)量電路和通斷信號(hào)測(cè)量電路，其中漏電流測(cè)量電路是在接近開(kāi)關(guān)傳感器的信號(hào)輸出端串聯(lián)一 100 Ω高精度電阻R1，電阻Rl兩端接所述主控板的模擬量輸入電路；導(dǎo)通壓降測(cè)量電路是接近開(kāi)關(guān)傳感器的信號(hào)輸出端和模式切換開(kāi)關(guān)S6的第一組開(kāi)關(guān)輸出端分別接所述主控板的模擬量輸入電路，當(dāng)接近開(kāi)關(guān)傳感器為NPN接線(xiàn)方式時(shí)，模式切換開(kāi)關(guān)S6的第一組開(kāi)關(guān)輸入端接接近開(kāi)關(guān)傳感器的電源正極，當(dāng)接近開(kāi)關(guān)傳感器為PNP接線(xiàn)方式時(shí)，模式切換開(kāi)關(guān)S6的第一組開(kāi)關(guān)輸入端接接近開(kāi)關(guān)傳感器的電源負(fù)極；通斷信號(hào)測(cè)量電路是接近開(kāi)關(guān)傳感器的信號(hào)輸出端和串接模式切換開(kāi)關(guān)S6第二組開(kāi)關(guān)的滑動(dòng)變阻器S8分別接所述主控板的開(kāi)關(guān)量輸入電路，當(dāng)接近開(kāi)關(guān)傳感器為NPN接線(xiàn)方式時(shí)，模式切換開(kāi)關(guān)S6的第二組開(kāi)關(guān)輸入端接接近開(kāi)關(guān)傳感器的電源負(fù)極，當(dāng)接近開(kāi)關(guān)傳感器為PNP接線(xiàn)方式時(shí)，模式切換開(kāi)關(guān)S6的第二組開(kāi)關(guān)輸入端接接近開(kāi)關(guān)傳感器的電源正極； 所述的供電電路包括空氣開(kāi)關(guān)QL1、交流繼電器、變壓器BI、變壓器B2、變壓器B3、整流板PB1、整流板PB2、整流板PB3、開(kāi)關(guān)SI、開(kāi)關(guān)S2、開(kāi)關(guān)S3、開(kāi)關(guān)S4、開(kāi)關(guān)S5，外部?jī)上嘟涣?220V供電經(jīng)空氣開(kāi)關(guān)QFl接交流接觸器，開(kāi)關(guān)S4、開(kāi)關(guān)S5控制電路的通斷，220V交流電經(jīng)變壓器BI、變壓器B2、變壓器B3電壓分別降壓為2價(jià)、12￥、2價(jià)，又分別經(jīng)整流板？81、整流板PB2、整流板PB3整流為直流24V、12V、24V，再由開(kāi)關(guān)SI、開(kāi)關(guān)S2、開(kāi)關(guān)S3的組合控制電路的串并聯(lián)為接近開(kāi)關(guān)傳感器提供所需的12V、24V、36V、48V、60V工作電源，另外，供電電路分別與主控板、工控機(jī)、伺服驅(qū)動(dòng)器、電動(dòng)平移臺(tái)和測(cè)量電路相連接，為其提供工作所需電源。
全文摘要
接近開(kāi)關(guān)傳感器測(cè)試儀屬于接近開(kāi)關(guān)傳感器工作參數(shù)檢測(cè)領(lǐng)域，其特征包括主控板、工控機(jī)、伺服驅(qū)動(dòng)器、伺服電機(jī)、電動(dòng)平移臺(tái)、標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)體、接近開(kāi)關(guān)傳感器、測(cè)量電路和供電電路，檢測(cè)時(shí)，主控板向伺服驅(qū)動(dòng)器發(fā)出信號(hào)控制伺服電機(jī)帶動(dòng)電動(dòng)平移臺(tái)滑塊上的標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)體往復(fù)運(yùn)動(dòng)，在此過(guò)程中，主控板從測(cè)量電路、接近開(kāi)關(guān)傳感器獲取接近開(kāi)關(guān)傳感器的導(dǎo)通/復(fù)位信號(hào)、導(dǎo)通壓降、漏電流等參數(shù)，通過(guò)計(jì)算在此過(guò)程中主控板所發(fā)送的正反脈沖數(shù)，可得到接近開(kāi)關(guān)的復(fù)位距離、動(dòng)作回差、檢測(cè)距離等工作參數(shù)，然后將所得接近開(kāi)關(guān)傳感器各工作參數(shù)發(fā)送到工控機(jī)顯示并根據(jù)設(shè)定值判斷接近開(kāi)關(guān)傳感器是否合格。
文檔編號(hào)G01D18/00GK102680015SQ20121013524
公開(kāi)日2012年9月19日 申請(qǐng)日期2012年5月2日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月2日
發(fā)明者盧振洋, 張軍, 張大森, 蘇國(guó)火 申請(qǐng)人:北京工業(yè)大學(xué)