CN110632509A - 霍尔开关的测试工装和测试方法 - Google Patents

霍尔开关的测试工装和测试方法 Download PDF

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李永梅
陈章涛
李先亚
赵永兴
简力
王伯淳
马清桃
田�健
王瑞崧
杨帆
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    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/327—Testing of circuit interrupters, switches or circuit-breakers

Abstract

本发明涉及霍尔开关的测试工装和测试方法，工装包括底板和端板，其特征是端板垂直固定在底板的一端，底板上设置有导板，导板之间的底板上设置有可沿导板移动的磁铁座，磁铁座中放置条形磁铁，转接座固定在底板上并且面对条形磁铁，底板上设置有分别与转接座的VCC、GND和OUT端连接的接线柱。方法包括：测试准备；测试工作点磁场BOP、输出低电平电压VOL和输出低电平电源电流ICCL；输出下降时间tf；测试释放点磁场BRP、输出高电平电压VOH和输出高电平电源电流ICCH；输出上升时间tr。本发明用条形磁铁取代恒流源，有效降低了成本。本发明通用性强、操作简便并能保证测试精度。

Description

霍尔开关的测试工装和测试方法
技术领域
本发明涉及的测试工装和测试方法，具体而言是一种霍尔开关的测试工装和测试方法。
背景技术
霍尔开关是一种磁敏元件。当磁性物件接近霍尔开关时，开关检测面上的霍尔元件因产生霍尔效应而使开关内部电路状态发生变化，由此识别附近有磁性物体存在，进而控制开关的通或断，是无刷风扇最理想的器件。
目前对霍尔开关的测试，通常由恒流源提供磁场，通过改变恒流源输出电流控制磁场的大小，配合特斯拉计、电压表、电流表和示波器来实现。该方法可全面测试霍尔开关的电参数和磁参数，但恒流源价值昂贵，投入大。针对现有技术的上述不足，为降低测试成本，增加可操作性，本发明提出一种成本低、通用性强、操作简便并能保证测试精度的霍尔开关测试工装和测试方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种成本低、通用性强、操作简便并能保证测试精度的霍尔开关测试工装和测试方法。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种霍尔开关的测试工装，包括底板和端板，其特征是端板垂直固定在底板的一端，底板上设置有一对相互平行的导板，导板垂直于底板和端板，导板之间的底板上设置有磁铁座，端板的中部开设有通孔，磁铁座的中部开设有螺纹通孔，螺杆穿过通孔后与螺纹通孔配合使磁铁座沿导板移动，磁铁座中放置条形磁铁，转接座固定在底板上并且面对条形磁铁，底板上设置有第一接线柱、第二接线柱和第三接线柱，第一接线柱、第二接线柱和第三接线柱分别与转接座的VCC、GND和OUT端连接。
用上述测试工装对霍尔开关进行测试的方法，包括以下步骤：
S1.测试准备：
S1.1.将测试工装平放，按测试电原理图连接测试设备与测试工装；
S1.2.根据被测器件输入要求的磁场强度，选择条形磁铁(6)；
S1.3.将特斯拉计的探头(9.1)放在转接座(7)上方被测器件受磁面位置，并将条形磁铁(6)放入磁铁座(4)，旋转螺杆(5)，缓慢移动条形磁铁(6)，观察特斯拉计(9)的读数，将读数显示为被测器件详细规范规定的工作点磁场BOP的最高值BOPMAX和最低值BOPMIN、释放点磁场BRP的最高值BRPMAX和最低值BRPMIN四个点时条形磁铁(6)的位置分别标注在导板(3)的外侧；
S1.4.将条形磁铁(6)取出，将磁铁座(4)旋回到端板(2)的位置；
S1.5.将电源(10)设置为器件详细规范规定的电压值；
S1.6将被测器件(14)插入转接座(7)，受磁面对着磁铁座(4)方向；
S1.7接通电源(10)，观察示波器(11)上的波形，应为恒定的高电平；
S2测试工作点磁场BOP、输出低电平电压VOL和输出低电平电源电流ICCL：
S2.1.将条形磁铁(6)的正极性面朝向被测器件放入磁铁座(4)，并旋转螺杆(5)，使条形磁铁(6)缓慢地靠近被测器件；
S2.2.旋转螺杆过程中观察示波器(11)，当波形由高电平跳变为低电平时，停止旋转；
S2.3.记录步骤S2.2所述波形为低电平时直流电压表(12)上记录的数值即为输出低电平电压VOL；
S2.4.记录步骤S2.2所述波形为低电平时直流电流表(13)上记录的数值即为输出低电平电源电流ICCL；
S2.5.观察步骤S2.2所述波形为低电平时条形磁铁(6)的位置，若条形磁铁(6)落在BOPMAX与BOPMIN之间，则工作点磁场BOP测试合格，反之不合格；
S2.6.需要BOP具体数据时，将特斯拉计的探头(9.1)放置在被测器件顶端受磁面位置，重复上述步骤S2.1～S2.2，记录波形跳变时特斯拉计(9)上磁场强度的数值，即为BOP具体值。
S3.输出下降时间tf：
S3.1.将示波器(11)设置为“下降沿触发、单次采样”模式；
S3.2.重复步骤S2.1～S2.2，直至示波器(11)采样到输出下降沿波形，记录波形的下降时间即为输出下降时间tf；
S4.测试释放点磁场BRP、输出高电平电压VOH和输出高电平电源电流ICCH：
S4.1.对单极性霍尔开关，反方向旋转螺杆(5)，使条形磁铁(6)逐渐离开被测器件；若为双极性霍尔开关，将条形磁铁(6)旋回到端板(2)的位置，然后将条形磁铁(6)翻面，使其负极性面朝向转接座(7)，旋转螺杆(5)使条形磁铁(6)逐渐靠近被测器件；
S4.2.旋转螺杆过程中观察示波器波形，当输出从低电平跳变为高电平时，停止旋转；
S4.3.记录步骤S4.2所述波形为高电平时直流电压表(12)上记录的数值，即为输出高电平电压VOH；
S4.4.记录步骤S4.2所述波形为高电平时直流电流表(13)上记录的数值，即为输出高电平电源电流ICCH；
S4.5.观察步骤S4.2所述波形为高电平时条形磁铁(6)的位置，若条形磁铁(6)落在BRPMAX与BRPMIN之间，则释放点磁场BRP测试合格，反之不合格；
S4.6.需要BRP具体数据时，将特斯拉计的探头(9.1)放置在被测器件顶端受磁面位置，重复上述步骤S4.1～S4.2，记录波形跳变时特斯拉计(9)上磁场强度的数值，即为BRP具体值；
S5.输出上升时间tr：
S5.1.将示波器(11)设置为“上升沿触发、单次采样”模式；
S5.2.重复步骤S4.1～S4.2，直至示波器(11)采样到输出上升沿波形，记录波形的上升时间即为输出上升时间tr；
本发明利用条形磁铁取代恒流源来提供磁场，通过改变磁铁与被测器件的距离调节磁场的大小，既能配合特斯拉计、电压表、电流表和示波器实现对霍尔开关电参数和磁参数的全面测试，又有效降低了成本。
本发明通用性强、操作简便并能保证测试精度。
附图说明
图1为本发明的测试工装结构示意图；
图2为本发明的测试工装俯视图；
图3为本发明使用状态示意图。
图中：1-底板；2-端板；2.1-通孔；3-导板；4-磁铁座；4.1-螺纹通孔；5-螺杆；6-条形磁铁；7-转接座；8.1-第一接线柱；8.2-第二接线柱；8.3-第三接线柱；9-特斯拉计；9.1-特斯拉计探头；10-电源；11-示波器；12-直流电压表；13-直流电流表，14-被测器件。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明做进一步的详细描述，但该实施例不应理解为对本发明的限制。
一种霍尔开关的测试工装，包括底板1和端板2，端板2垂直固定在底板1的一端，底板1上设置有一对相互平行的导板3，导板3垂直于底板1和端板2，导板3之间的底板1上设置有磁铁座4，端板2的中部开设有通孔2.1，磁铁座4的中部开设有螺纹通孔4.1，螺杆5穿过通孔2.1后与螺纹通孔4.1配合使磁铁座4沿导板3移动，磁铁座4中放置条形磁铁6，转接座7固定在底板1上并且面对条形磁铁6，底板1上设置有第一接线柱8.1、第二接线柱8.2和第三接线柱8.3，第一接线柱、第二接线柱和第三接线柱分别与转接座7的VCC、GND和OUT端连接。
用上述测试工装对“上海霍通公司生产的MT4103AT型单极霍尔开关”进行测试，按以下步骤进行：
S1.测试准备：
S1.1.将测试工装平放，按测试电原理图连接测试设备与测试工装；
S1.2.选择磁场强度大于230G的条形磁铁6；
S1.3.将特斯拉计的探头9.1放在转接座7上方被测器件受磁面位置，并将条形磁铁6放入磁铁座4，旋转螺杆5，缓慢移动条形磁铁，观察特斯拉计9的读数，将读数显示为被测器件工作点磁场BOP的最高值230G和最低值90G时条形磁铁6的位置标注在导板3的左侧，将释放点磁场BRP的最高值150G和最低值70G时条形磁铁6的位置标注在导板3的右侧；
S1.4.将条形磁铁6取出，将磁铁座4旋回到端板2的位置；
S1.5.将电源10设置为30V；
S1.6将被测器件14插入转接座7，受磁面正对着磁铁座4方向；
S1.7接通电源10，观察示波器11上的波形，应为恒定的高电平；
S2测试工作点磁场BOP、输出低电平电压VOL和输出低电平电源电流ICCL：
S2.1.将条形磁铁6的正极性面朝向被测器件放入磁铁座4，并旋转螺杆5，使条形磁铁6缓慢地靠近被测器件；
S2.2.旋转螺杆过程中观察示波器11，当波形由高电平跳变为低电平时，停止旋转；
S2.3.记录步骤S2.2所述波形为低电平时直流电压表12上记录的数值即为输出低电平电压VOL；
S2.4.记录步骤S2.2所述波形为低电平时直流电流表13上记录的数值即为输出低电平电源电流ICCL；
S2.5.观察步骤S2.2所述波形为低电平时条形磁铁6的位置，条形磁铁落在导板3的左侧标注的90G与230G之间，工作点磁场BOP测试合格；
S2.6.将特斯拉计的探头9.1放置在被测器件14顶端受磁面位置，重复上述步骤S2.1～S2.2，记录波形跳变时特斯拉计9上磁场强度的数值，即为BOP具体值。
S3.输出下降时间tf：
S3.1.将示波器11设置为“下降沿触发、单次采样”模式；
S3.2.重复步骤S2.1～S2.2，直至示波器11采样到输出下降沿波形，记录波形的下降时间即为输出下降时间tf；
S4.测试释放点磁场BRP、输出高电平电压VOH和输出高电平电源电流ICCH：
S4.1.反方向旋转螺杆5，使条形磁铁6逐渐离开被测器件；
S4.2.旋转螺杆过程中观察示波器波形，当输出从低电平跳变为高电平时，停止旋转；
S4.3.记录步骤S4.2所述波形为高电平时直流电压表12上记录的数值，即为输出高电平电压VOH；
S4.4.记录步骤S4.2所述波形为高电平时直流电流表13上记录的数值，即为输出高电平电源电流ICCH；
S4.5.观察步骤S4.2所述波形为高电平时条形磁铁6的位置，条形磁铁6落在导板3的右侧标注的70G与150G之间，释放点磁场BRP测试合格；
S4.6.将特斯拉计的探头9.1放置在被测器件顶端受磁面位置，重复上述步骤S4.1～S4.2，记录波形跳变时特斯拉计9上磁场强度的数值，即为BRP具体值；
S5.输出上升时间tr：
S5.1.将示波器11设置为“上升沿触发、单次采样”模式；
S5.2.重复步骤S4.1～S4.2，直至示波器11采样到输出上升沿波形，记录波形的上升时间即为输出上升时间tr。
用上述测试工装对“上海霍通公司生产的MT4401A-A型双极霍尔开关”进行测试，按以下步骤进行：
S1.测试准备：
S1.1.将测试工装平放，按测试电原理图连接测试设备与测试工装；
S1.2.选择磁场强度大于100G的条形磁铁6；
S1.3.将特斯拉计的探头9.1放在转接座7上方被测器件受磁面位置，并将条形磁铁6放入磁铁座4，旋转螺杆5，缓慢移动条形磁铁6，观察特斯拉计9的读数，将读数显示为被测器件工作点磁场BOP的最高值100G和最低值15G时条形磁铁6的位置标注在导板3的左侧；然后将条形磁铁6翻面放入磁铁座4，使其负极性面朝向转接座7，旋转螺杆5使条形磁铁6缓慢移动；观察特斯拉计9的读数，将释放点磁场BRP的最高值-100G和最低值-15G时条形磁铁6的位置标注在导板3的右侧；
S1.4.将条形磁铁6取出，将磁铁座4旋回到端板2的位置；
S1.5.将电源10设置为12V；
S1.6将被测器件14插入转接座7，受磁面对着磁铁座4方向；
S1.7接通电源10，观察示波器11上的波形，应为恒定的高电平；
S2测试工作点磁场BOP、输出低电平电压VOL和输出低电平电源电流ICCL：
S2.1.将条形磁铁6的正极性面朝向被测器件放入磁铁座4，并旋转螺杆5，使条形磁铁6缓慢地靠近被测器件；
S2.2.旋转螺杆过程中观察示波器11，当波形由高电平跳变为低电平时，停止旋转；
S2.3.记录步骤S2.2所述波形为低电平时直流电压表12上记录的数值即为输出低电平电压VOL；
S2.4.记录步骤S2.2所述波形为低电平时直流电流表13上记录的数值即为输出低电平电源电流ICCL；
S2.5.观察步骤S2.2所述波形为低电平时条形磁铁6的位置，条形磁铁6落在导板3的左侧标注的15G～100G范围之外，该器件工作点磁场BOP测试不合格；
S2.6.将特斯拉计的探头9.1放置在被测器件14顶端受磁面位置，重复上述步骤S2.1～S2.2，记录波形跳变时特斯拉计9上磁场强度的数值，即为BOP具体值。
S3.输出下降时间tf：
S3.1.将示波器11设置为“下降沿触发、单次采样”模式；
S3.2.重复步骤S2.1～S2.2，直至示波器11采样到输出下降沿波形，记录波形的下降时间即为输出下降时间tf；
S4.测试释放点磁场BRP、输出高电平电压VOH和输出高电平电源电流ICCH：
S4.1.将条形磁铁6旋回到端板2的位置，然后将条形磁铁6翻面，使其负极性面朝向转接座7，旋转螺杆5使条形磁铁6逐渐靠近被测器件；
S4.2.旋转螺杆过程中观察示波器波形，当输出从低电平跳变为高电平时，停止旋转；
S4.3.记录步骤S4.2所述波形为高电平时直流电压表12上记录的数值，即为输出高电平电压VOH；
S4.4.记录步骤S4.2所述波形为高电平时直流电流表13上记录的数值，即为输出高电平电源电流ICCH；
S4.5.观察步骤S4.2所述波形为高电平时条形磁铁6的位置，条形磁铁6落在导板3的右侧标注的-15G～-100G范围之外，该器件释放点磁场BRP测试不合格；
S4.6.将特斯拉计的探头9.1放置在被测器件14顶端受磁面位置，重复上述步骤S4.1～S4.2，记录波形跳变时特斯拉计9上磁场强度的数值，即为BRP具体值；
S5.输出上升时间tr：
S5.1.将示波器11设置为“上升沿触发、单次采样”模式；
S5.2.重复步骤S4.1～S4.2，直至示波器11采样到输出上升沿波形，记录波形的上升时间即为输出上升时间tr。
本说明书中未作详细描述的内容，属于本专业技术人员公知的现有技术。

Claims (2)

1.一种霍尔开关的测试工装，包括底板(1)和端板(2)，其特征在于：端板(2)垂直固定在底板(1)的一端，底板(1)上设置有一对相互平行的导板(3)，导板(3)垂直于底板(1)和端板(2)，导板(3)之间的底板(1)上设置有磁铁座(4)，端板(2)的中部开设有通孔(2.1)，磁铁座(4)的中部开设有螺纹通孔(4.1)，螺杆(5)穿过通孔(2.1)后与螺纹通孔(4.1)配合使磁铁座(4)沿导板(3)移动，磁铁座(4)中放置条形磁铁(6)，转接座(7)固定在底板(1)上并且面对条形磁铁(6)，底板(1)上设置有第一接线柱(8.1)、第二接线柱(8.2)和第三接线柱(8.3)，第一接线柱(8.1)、第二接线柱(8.2)和第三接线柱(8.3)分别与转接座(7)的VCC、GND和OUT端连接。
2.一种用权利要求1所述的测试工装对霍尔开关进行测试的方法，包括以下步骤：
S1.测试准备：
S1.1.将测试工装平放，按测试电原理图连接测试设备与测试工装；
S1.2.根据被测器件输入要求的磁场强度，选择条形磁铁(6)；
S1.3.将特斯拉计的探头(9.1)放在转接座(7)上方被测器件受磁面位置，并将条形磁铁(6)放入磁铁座(4)，旋转螺杆(5)，缓慢移动条形磁铁(6)，观察特斯拉计(9)的读数，将读数显示为被测器件详细规范规定的工作点磁场BOP的最高值BOPMAX和最低值BOPMIN、释放点磁场BRP的最高值BRPMAX和最低值BRPMIN四个点时条形磁铁(6)的位置分别标注在导板(3)的外侧；
S1.4.将条形磁铁(6)取出，将磁铁座(4)旋回到端板(2)的位置；
S1.5.将电源(10)设置为器件详细规范规定的电压值；
S1.6将被测器件(14)插入转接座(7)，受磁面对着磁铁座(4)方向；
S1.7接通电源(10)，观察示波器(11)上的波形，应为恒定的高电平；
S2测试工作点磁场BOP、输出低电平电压VOL和输出低电平电源电流ICCL：
S2.1.将条形磁铁(6)的正极性面朝向被测器件放入磁铁座(4)，并旋转螺杆(5)，使条形磁铁(6)缓慢地靠近被测器件；
S2.2.旋转螺杆过程中观察示波器(11)，当波形由高电平跳变为低电平时，停止旋转；
S2.3.记录步骤S2.2所述波形为低电平时直流电压表(12)上记录的数值即为输出低电平电压VOL；
S2.4.记录步骤S2.2所述波形为低电平时直流电流表(13)上记录的数值即为输出低电平电源电流ICCL；
S2.5.观察步骤S2.2所述波形为低电平时条形磁铁(6)的位置，若条形磁铁(6)落在BOPMAX与BOPMIN之间，则工作点磁场BOP测试合格，反之不合格；
S2.6.需要BOP具体数据时，将特斯拉计的探头(9.1)放置在被测器件顶端受磁面位置，重复上述步骤S2.1～S2.2，记录波形跳变时特斯拉计(9)上磁场强度的数值，即为BOP具体值。
S3.输出下降时间tf：
S3.1.将示波器(11)设置为“下降沿触发、单次采样”模式；
S3.2.重复步骤S2.1～S2.2，直至示波器(11)采样到输出下降沿波形，记录波形的下降时间即为输出下降时间tf；
S4.测试释放点磁场BRP、输出高电平电压VOH和输出高电平电源电流ICCH：
S4.1.对单极性霍尔开关，反方向旋转螺杆(5)，使条形磁铁(6)逐渐离开被测器件；若为双极性霍尔开关，将条形磁铁(6)旋回到端板(2)的位置，然后将条形磁铁(6)翻面，使其负极性面朝向转接座(7)，旋转螺杆(5)使条形磁铁(6)逐渐靠近被测器件；
S4.2.旋转螺杆过程中观察示波器波形，当输出从低电平跳变为高电平时，停止旋转；
S4.3.记录步骤S4.2所述波形为高电平时直流电压表(12)上记录的数值，即为输出高电平电压VOH；
S4.4.记录步骤S4.2所述波形为高电平时直流电流表(13)上记录的数值，即为输出高电平电源电流ICCH；
S4.5.观察步骤S4.2所述波形为高电平时条形磁铁(6)的位置，若条形磁铁(6)落在BRPMAX与BRPMIN之间，则释放点磁场BRP测试合格，反之不合格；
S4.6.需要BRP具体数据时，将特斯拉计的探头(9.1)放置在被测器件顶端受磁面位置，重复上述步骤S4.1～S4.2，记录波形跳变时特斯拉计(9)上磁场强度的数值，即为BRP具体值；
S5.输出上升时间tr：
S5.1.将示波器(11)设置为“上升沿触发、单次采样”模式；
S5.2.重复步骤S4.1～S4.2，直至示波器(11)采样到输出上升沿波形，记录波形的上升时间即为输出上升时间tr。
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