CN110231561A - 一种磁簧开关测试的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种磁簧开关测试的方法，涉及磁簧开关测试技术领域；它的测试方法如下：步骤一：设计磁簧开关测试仪；步骤二：测试顺序的方法及选择；步骤三：测试机误差源的影响设置或补偿的实现；步骤四：测试仪外部磁场影响补偿的实现；本发明通过串口进行不同测试产品型号的设定，并且有效的克服测试过程中带来的机械误差，环境误差和采样电路中产生的误差，通过单片机可以设置校正偏差；采用的标准做法是将磁簧开关的触点间隙置于线圈中心，通过目视或测量及重新放置，直到获得最低灵敏值，来使磁簧开关置中；还有测试仪通过4线制的测量来确保测试仪的测试精度，符合工业生产应用。

Description

一种磁簧开关测试的方法

技术领域

本发明属于磁簧开关测试技术领域，具体涉及一种磁簧开关测试的方法。

背景技术

通常测试有两种方式可以令磁簧开关的簧片动作导通，一种通过外加磁铁来激励；另外一种通过使用外加线圈来激励，磁簧开关可做成非常小尺寸体积的切换组件，并且切换速度非常快速、且具有非常优异的信赖性。由于产品的种类尺寸大小不一，选用第二种方式来测试的话更加方便灵活激励源的变化输出。

目前客户开发的磁簧开关主要应用于汽车行业，作为汽车液位传感器、家用小家电传感器开关、工业接近传感器核心元件等有着广泛的应用。

客户需要供应商来开发设计磁簧开关生产配套的专用测试仪，并且对于产品的测试要求提出了设计需求：1.可以兼容测试产品的多种型号尺寸，2. 需要显示测量值及判定结果，3.采用外加线圈激励方式，4.自动控制线圈电流的测量；但是目前还是没有相关的设备。

发明内容

为解决背景技术中的问题；本发明的目的在于提供一种磁簧开关测试的方法。

本发明的一种磁簧开关测试的方法，它的测试方法如下：

步骤一：设计磁簧开关测试仪：基于AT89S51单片机为主芯片，同时测试仪自带串口通讯可设定修改参数，采用并联双线圈施加测试外加磁场激励，电源稳压电路提供线圈的工作电压，通过数模转换芯片TLC5615及OPA541功放电路来调节线圈二端施加的激励源，通过LED显像管来显示实际测量的值以及触点电阻值，通过门电路74HC240来控制测试仪的实际工作状态显示灯，操作人员清楚的了解测试仪器的当前工作状态；

步骤二：测试顺序的方法及选择：

(2.1)、在任何情况下，将闭合或打开时的电流乘以测试线圈的匝数即可得出灵敏值与回动值；而且，在任何情况下，通过反转线圈升降方向及监控反转开关状态来确定回动值；

(2.2)、自动升降、自动读数方法；使用电路升降线圈，首选数字控制电路；此外，使用微处理器或其它控制电路控制线圈电流的测量， 使上面显示的整个测试顺序波形自动重复执行；

步骤三：测试机误差源的影响设置或补偿的实现：测试仪为了获得准确、稳定的灵敏值及回动值读数，需要重点考虑若干偏差或误差源；

(3.1)、由于磁簧开关对磁场作出响应，而线圈磁场强度则直接与通过线圈的电流成比例，因此，需要控制或测量线圈的电流；由于温度的影响，测量线圈电压并无帮助；铜金属有0.393%/°C的电阻温度系数，因此，环境温度或线圈自热都很容易影响使用线圈电压获得的测量结果；

(3.2)、应控制线圈内的磁簧开关位置；标准做法是将磁簧开关的触点间隙置于线圈中心；如果无法通过目视或测量来确定触点中心，则可以通过测量及重新放置，直到获得最低灵敏值，来使磁簧开关置中；

(3.3)、需要考虑外部磁场；

(3.4)、测试线圈附近的铁材料通过改变磁场来形成误差；

(3.5)、对磁簧开关玻璃或引线施加过大的压力可能通过轻微改变磁簧开关的触点间隙来影响开关的灵敏值读数；

(3.6)、磁簧开关内的线有少量磁记忆；这些线的磁记忆可以通过消磁或中和来清除；

(3.7)、测量CR时，应首选4线连接，以使测试连接对磁簧开关的影响最小化。Hamlin触点间隙标准为25.4毫米；铁磁簧开关线的电阻比较明显；根据线的直径，磁簧开关引线的电阻约为1.2-3.0莫姆/毫米；因此，2毫米的测试触点间隙误差对触点电阻的影响即可达到若干莫姆；

步骤四：测试仪外部磁场影响补偿的实现：

要确定是否有外部磁场影响读数，只要交换线圈的连接来反转线圈极性；如果读数没有明显变化，则表示没有明显的外部磁场影响。如果有明显变化，则有若干方法可以补偿外部磁场；

(4.1)、旋转线圈轴并重新测试，直到正常及反转线圈极性之间的读数没有明显变化；这将使线圈及磁簧开关轴与外部磁场正交，防止干扰；

(4.2)、为线圈增加补偿电流，以补偿外部磁场；

(4.3)、将测量的读数增加或减去适当数量；

(4.4)、始终使用双线圈记性进行测试，并计算测试结果的平均值。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

一、通过串口进行不同测试产品型号的设定，并且有效的克服测试过程中带来的机械误差，环境误差和采样电路中产生的误差，通过单片机可以设置校正偏差；

二、采用的标准做法是将磁簧开关的触点间隙置于线圈中心，通过目视或测量及重新放置，直到获得最低灵敏值，来使磁簧开关置中；还有测试仪通过4线制的测量来确保测试仪的测试精度，符合工业生产应用。

附图说明

为了易于说明，本发明由下述的具体实施及附图作以详细描述。

图1为本实施例中测试程序参考图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面通过附图中示出的具体实施例来描述本发明。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。

在此，还需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本发明，在附图中仅仅示出了与根据本发明的方案密切相关的结构和/或处理步骤，而省略了与本发明关系不大的其他细节。

本具体实施方式采用以下技术方案：它的测试方法如下：

步骤一：设计磁簧开关测试仪：基于AT89S51单片机为主芯片，同时测试仪自带串口通讯可设定修改参数，采用并联双线圈施加测试外加磁场激励，电源稳压电路提供线圈的工作电压，通过数模转换芯片TLC5615及OPA541功放电路来调节线圈二端施加的激励源，通过LED显像管来显示实际测量的值以及触点电阻值，通过门电路74HC240来控制测试仪的实际工作状态显示灯，操作人员清楚的了解测试仪器的当前工作状态；

步骤二：测试顺序的方法及选择：在任何情况下，将闭合或打开时的电流乘以测试线圈的匝数即可得出灵敏值与回动值；而且，在任何情况下，通过反转线圈升降方向（减或增）及监控反转开关状态（打开或闭合）来确定回动值；

1）、手动升降、手动读数方法。对于此方法，通过使用经调整的电源或其它可控电路手动缓慢增加线 圈电压或电流。当仪表、呼叫器或指示灯显示开关闭合时，线圈停止升降，并使用与线圈串联安装的电流表来测量线圈电流。人们执行测试的反应时间在限制此手动方法的准确性方面是重要因素。使用更慢的DMM来监控开关闭合也是一个重要因素。

2）、手动升降、采样与保持方法。如上所述，手动升降线圈。但是，开关闭合时，会触发电路或仪表快速记录线圈电流。完成此操作的通用电路称为采样与保持电路。此类电路会对线圈在升降时 的电流进行采样，或许是通过测量与线圈串联的电阻的电压来实现。开关闭合时，电路会保持采样值，比如保持到较低的漏电电容。此方法的优势在于人们对于开关闭合的反应所产生的差别，但此方法仍然需要手动升降线圈。

3）、自动升降、手动读数方法。在此方法中，线圈电流的升降是使用电路来实现的，例如控制DAC（模拟转换器）的数字电路或使用电容充电的模拟电路。开关闭合时，电路系统可快速停止电路升降。然后，即可以轻松地测量线圈电流。如前面所述的方法一样，消除了人们反应时间的差异， 而且可控制升降速率。

4）、自动升降、自动读数方法。如前面所述方法一样，使用电路升降线圈，首选数字控制电路。此外，可使用微处理器或其它控制电路控制线圈电流的测量，使上面显示的整个测试顺序波形自动重复 执行。其优势在于减少了测试时间，并改善了测量的可重复性与准确性。

综合以上实现方法，采用了自动升降、自动读数方法。

步骤三：测试机误差源的影响设置或补偿的实现：测试仪为了获得准确、稳定的灵敏值及回动值读数，需要重点考虑若干偏差或误差源。

3.1、由于磁簧开关对磁场作出响应，而线圈磁场强度则直接与通过线圈的电流成比例，因此，需要控制或测量线圈的电流；由于温度的影响，测量线圈电压并无帮助。铜金属有0.393%/°C的电阻温度系数，因此，环境温度或线圈自热都很容易影响使用线圈电压获得的测量结果。

3.2、应控制线圈内的磁簧开关位置；标准做法是将磁簧开关的触点间隙置于线圈中心；如果无法通过目视或测量来确定触点中心，则可以通过测量及重新放置，直到获得最低灵敏值，来使磁簧开关置中；

3.3、需要考虑外部磁场；地球磁场可能使读数误差达到大约1AT；可通过补偿静态磁场以使用以下所述的技巧；附近的风扇、马达或移动磁体可能产生动态磁场，因此，应该防止动态磁场。

3.4、测试线圈附近的铁材料可能通过改变磁场来形成误差；铁材料物品可能包括比较近的螺丝、铁架、连接器与桌面；

3.5、对磁簧开关玻璃或引线施加过大的压力可能通过轻微改变磁簧开关的触点间隙来影响开关的灵 敏值读数。

3.6、磁簧开关内的线有少量(0.5-2AT)磁记忆。这些线的磁记忆可以通过消磁或中和来清除。中和因为更简单而作为标准方法。

3.7、测量CR时，应首选4线(Kelvin)连接，以使测试连接对磁簧开关的影响最小化。Hamlin触点间隙标准为25.4毫米 （1.0英寸）。镍铁磁簧开关线的电阻比较明显。根据线的直径，磁簧开关引线的电阻约为1.23.0莫姆/毫米（3075莫姆/英寸）。因此，2毫米（0.1英寸）的测试触点间隙误差对触点电阻的影响即可达到若干莫姆。

步骤四：测试仪外部磁场影响补偿的实现：

有若干方法可以补偿无变化的外部磁场，例如地球产生的磁场。要确定是否有外部磁场影响读数，只要交换线圈的连接来反转线圈极性。如果读数没有明显变化，则表示没有明显的外部磁场影响。如果有明显变化，则有若干方法可以补偿外部磁场。

4.1、旋转线圈轴并重新测试，直到正常及反转线圈极性之间的读数没有明显变化。这将使线圈及磁簧开关轴与外部磁场正交，因此可以防止干扰。

4.2、为线圈增加补偿电流，以补偿外部磁场。

4.3、将测量的读数增加或减去适当数量。

4.4、始终使用双线圈记性进行测试，并计算测试结果的平均值。

实施例：

测试程序的实现：

以下按年月顺序列示了测试程序，并适用于SPST（A型）磁簧开关。以下测试顺序图表显示了线 圈驱动与时间。

1)、对线圈施加相对大的脉冲以中和磁簧开关线及其中的任何磁记忆。多数开关的合适水平为100AT。脉冲宽度必须足够宽，以使电流有足够时间上升到该水平。上升时间将受制于磁簧开关作为铁芯时的线圈感应系数。10ms的中和脉冲宽度适合标准小线圈。

2)、施加电流脉冲后，请等候电流回落为零及磁簧开关打开。对于标准小脉冲，10ms已经足够。

3)、线性增加（斜线上升）线圈电流，直到磁簧开关闭合。磁簧开关闭合时，测量通过线圈的电流，乘以线圈匝数，计算出开关的灵敏值（安匝，AT）；斜线上升速率必须足够缓慢；

4)、以使磁簧开关有时间作出反应。另外，线圈电感可导致电流落后于施加的电压并导致补偿误差。Hamlin的标准斜线上升率为100AT/s，但略慢或略快都可以。可手动斜线上升首选电流驱动模式的电源，但其准确性将受制于操作员对触点闭合作出反应的精确度。

5)、对线圈施加额外驱动水平以测量触点电阻。Hamlin标准增加值为10AT。施加额外的线圈驱动后，为线圈驱动及开关留出小段处理时间，例如10ms。然后，使用4线Kelvin连接来测量触点电阻。Hamlin使用25.4毫米（1英寸）作为标准触点间隙。

6）、如第3步一样，线性减少（斜线下跌）线圈电流，直到磁簧开关打开。如第3步一样，测量线圈电流，乘以匝数，以确定开关的回动值。然后，将线圈供应设置为零。

测试程序参考图1所示。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (1)

1.一种磁簧开关测试的方法，其特征在于：它的测试方法如下：

步骤一：设计磁簧开关测试仪：基于AT89S51单片机为主芯片，同时测试仪自带串口通讯可设定修改参数，采用并联双线圈施加测试外加磁场激励，电源稳压电路提供线圈的工作电压，通过数模转换芯片TLC5615及OPA541功放电路来调节线圈二端施加的激励源，通过LED显像管来显示实际测量的值以及触点电阻值，通过门电路74HC240来控制测试仪的实际工作状态显示灯，操作人员清楚的了解测试仪器的当前工作状态；

步骤二：测试顺序的方法及选择：

(2.1)、在任何情况下，将闭合或打开时的电流乘以测试线圈的匝数即可得出灵敏值与回动值；而且，在任何情况下，通过反转线圈升降方向及监控反转开关状态来确定回动值；

(2.2)、自动升降、自动读数方法；使用电路升降线圈，首选数字控制电路；此外，使用微处理器或其它控制电路控制线圈电流的测量， 使上面显示的整个测试顺序波形自动重复执行；

步骤三：测试机误差源的影响设置或补偿的实现：测试仪为了获得准确、稳定的灵敏值及回动值读数，需要重点考虑若干偏差或误差源；

(3.1)、由于磁簧开关对磁场作出响应，而线圈磁场强度则直接与通过线圈的电流成比例，因此，需要控制或测量线圈的电流；由于温度的影响，测量线圈电压并无帮助；铜金属有0.393%/°C的电阻温度系数，因此，环境温度或线圈自热都很容易影响使用线圈电压获得的测量结果；

(3.2)、应控制线圈内的磁簧开关位置；标准做法是将磁簧开关的触点间隙置于线圈中心；如果无法通过目视或测量来确定触点中心，则可以通过测量及重新放置，直到获得最低灵敏值，来使磁簧开关置中；

(3.3)、需要考虑外部磁场；

(3.4)、测试线圈附近的铁材料通过改变磁场来形成误差；

(3.5)、对磁簧开关玻璃或引线施加过大的压力可能通过轻微改变磁簧开关的触点间隙来影响开关的灵敏值读数；

(3.6)、磁簧开关内的线有少量磁记忆；这些线的磁记忆可以通过消磁或中和来清除；

(3.7)、测量CR时，应首选4线连接，以使测试连接对磁簧开关的影响最小化；Hamlin触点间隙标准为25.4毫米；铁磁簧开关线的电阻比较明显；根据线的直径，磁簧开关引线的电阻约为1.2-3.0莫姆/毫米；因此，2毫米的测试触点间隙误差对触点电阻的影响即可达到若干莫姆；

步骤四：测试仪外部磁场影响补偿的实现：

要确定是否有外部磁场影响读数，只要交换线圈的连接来反转线圈极性；如果读数没有明显变化，则表示没有明显的外部磁场影响；如果有明显变化，则有若干方法可以补偿外部磁场；

(4.1)、旋转线圈轴并重新测试，直到正常及反转线圈极性之间的读数没有明显变化；这将使线圈及磁簧开关轴与外部磁场正交，防止干扰；

(4.2)、为线圈增加补偿电流，以补偿外部磁场；

(4.3)、将测量的读数增加或减去适当数量；

(4.4)、始终使用双线圈记性进行测试，并计算测试结果的平均值。