CN111458671A - 磁钢磁极判断检测电路、检测装置及检测方法 - Google Patents

磁钢磁极判断检测电路、检测装置及检测方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种磁钢磁极判断检测电路、装置及检测方法，包括霍尔元件、电压比较电路和检测输出指示电路，检测输出指示电路与电压比较电路输出端电连接，霍尔元件输出信号端与电压比较电路的比较输入端电连接，电压比较器的正相比较输入端与霍尔元件输出信号端电连接，霍尔元件正面朝向待检测磁钢极性的磁钢，检测输出指示电路用于点亮输出指示被测磁钢极性，当磁钢S极朝向霍尔元件正面时，霍尔元件输第一发光二极管LED灯亮，朝向霍尔正面的磁钢为S极。当磁钢N极朝向霍尔元件正面时，第一发光二极管LED灯不亮，朝向霍尔正面的磁钢为N极。快速简单识别朝向霍尔正面的磁钢极性，检测操作简便便捷有效，检测效率高。

Description

磁钢磁极判断检测电路、检测装置及检测方法
技术领域
本发明涉及一种磁钢磁极检测技术，尤其是涉及一种使用在电机类产品中对磁瓦型或磁环型磁钢进行磁极判断的磁钢磁极判断检测电路、检测装置及检测方法。
背景技术
通常在对磁瓦型或磁环型磁钢进行应用到电机产品生产制造时或维护时，需要对磁钢的磁性磁极进行检测检验，而现有磁钢磁极检测检验较多的采用人工利用磁钢进行磁极检测，或者是采用结构复杂的检测机构进行检测，存在着检测成本高，检测效率低或者是检测设备投入成本高等问题。
发明内容
本发明为解决现有磁钢磁极检测检验较多的采用人工利用磁钢进行磁极检测，或者是采用结构复杂的检测机构进行检测，存在着检测成本高，检测效率低或者是检测设备投入成本高等问题现状而提供的一种检测简单便捷，检测简单准确有效，操作识别简单快捷的磁钢磁极判断检测电路、检测装置及检测方法。
本发明为解决上述技术问题所采用的具体技术方案为：一种磁钢磁极判断检测电路，其特征在于：包括霍尔元件、电压比较电路和检测输出指示电路，检测输出指示电路与电压比较电路输出端电连接，霍尔元件输出信号端与电压比较电路的比较输入端电连接，电压比较电路包括电压比较器和比较参考电压电路，比较参考电压电路电连接于电压比较器的反相比较输入端，电压比较器的正相比较输入端与霍尔元件输出信号端电连接，霍尔元件正面朝向待检测磁钢极性的磁钢，检测输出指示电路用于点亮输出指示被测磁钢极性，霍尔元件输出信号端串联第二电阻后与检测电路供电电源连接。检测简单便捷，检测简单准确有效，操作识别简单快捷，快速简单把磁钢正面极性的磁性信号转换输出成检测输出指示电路所指示的输出信号，检测操作简便便捷有效，检测效率高。
作为优选，所述的电压比较电路采用芯片型号为LM393的电压比较器，比较参考电压电路包括第四电阻和第五电阻，其中第四电阻一端与电压比较器反相比较输入端电连接，第四电阻另一端与检测电路供电电源连接，第五电阻一端与电压比较器反相比较输入端电连接，第五电阻另一端与检测电路电源地极电连接。提高检测电压获得与比较输出简单便捷有效性。
作为优选，所述的检测输出指示电路包括第一电阻和第一发光二极管，其中第一发光二极管负极与电压比较器的比较输出端电连接，第一发光二极管正极串联第一电阻，第一电阻另一端与检测电路供电电源连接。提高检测输出指示简单便捷有效性。
作为优选，所述的霍尔元件的信号检测输入端串联第三电阻，第三电阻另一端与检测电路供电电源电连接，霍尔元件的信号检测输入端与电源地极端串联第二电容器，霍尔元件输出信号端与电源地极端串联第三电容器。提高检测信号输入转换简单可靠有效性。
作为优选，所述的霍尔元件采用型号为US1881KUA的混合信号双极锁存霍尔元件。提高检测信号输入转换简单可靠有效性。
本发明的另一发明目的在于提供一种磁钢磁极判断检测装置，包括检测机箱，其特征在于：检测机箱内设有上述技术方案之一所述的磁钢磁极判断检测电路所需供电电源的供电电源电路，供电电源电路为+5V供电电源电路，+5V供电电源电路为220VAC转5VDC电源适配器。检测机箱正面板上设有霍尔元件正面安装检测用露出位和检测输出指示电路的指示灯安装位及其检测状态标识区。提高检测装置的制作简单便捷有效性，制作成本低，检测效率高，检测操作简单便捷。
作为优选，所述的磁钢磁极判断检测电路的供电电源采用220VAC转5VDC电源适配器。提高磁钢磁极判断检测电路的工作稳定可靠性，降低磁钢磁极判断检测电路的受外界干扰因素。
本发明的又一发明目的在于提供一种磁钢磁极判断检测方法，其特征在于：包括如下检测步骤
8-1开机自检上述技术方案之一所述的磁钢磁极判断检测装置本身电源供电是否正常、电路状态是否正确及检测工位各状态是否正常；
8-2使用准备好的两块已分别确定磁钢正面极性面的磁钢，两块磁钢正面的要求是分别对应具有N极极性和S极极性，然后执行利用已确定磁性极性面的磁钢进行对磁钢正面朝向磁钢磁极判断检测装置中的霍尔元件正面，对磁钢磁极判断检测装置的磁性检测做核校检测确认，确认权利要求1～5之一所述的磁钢磁极判断检测电路正常无误后才可执行下面后续步骤；
8-3取待检测磁钢，将其磁钢正面朝向权利要求6～7之一所述的磁钢磁极判断检测装置中的霍尔元件正面进行检测磁钢正面极性，并观察权利要求6～7之一所述的磁钢磁极判断检测装置中的第一发光二极管的工作状态；
8-4 若第一发光二极管不点亮工作，则代表朝向霍尔元件正面的被检测的磁钢正面极性为N极；
8-5 若第一发光二极管点亮工作，则代表朝向霍尔元件正面的被检测的磁钢正面极性为S极；
8-6 重复执行上述步骤中第8-2步骤和第8-3步骤，对后续的另一个待检测磁钢正面极性的磁钢或磁瓦进行检测判断其朝向霍尔元件正面的一面磁钢极性，直至检测完当班工作任务；
上述步骤中若发现任何异常现象，均暂停执行对待检磁钢的磁性检测，并执行上述第8-2步骤进行核校检测确认。
提高检测操作便捷简单可靠灵活有效性，检测成本低，检测效率高。
作为优选，每间隔一定天数时间或指定每月的检测日，对磁钢磁极判断检测装置的检测工作状态进行核校检测确认，每间隔一定天数时间可根据磁钢磁极判断检测装置本身实际情况及核校需求情况确定。提高对检测装置的核校检测可靠有效性。
本发明的有益效果是：检测简单便捷，检测简单准确有效，操作识别简单快捷，快速简单把磁钢正面极性的磁性信号转换输出成检测输出指示电路所指示的输出信号，检测操作简便便捷有效，检测效率高，检测成本低。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的详细说明。
图1是本发明磁钢磁极判断检测电路的电路结构示意图。
图2是本发明磁钢磁极判断检测电路中所用霍尔元件的应用结构示意图。
图3是本发明磁钢磁极判断检测电路中所用模拟霍尔元件输出信号的信号输出示意图。
图4是本发明磁钢磁极判断检测电路中所用数字霍尔元件输出信号的信号输出示意图。
图5是本发明磁钢磁极判断检测电路的检测电路输出信号示意图。
图6是本发明磁钢磁极判断检测装置的检测机箱前面板结构示意图。
具体实施方式
实施例1：
图1、图2、图3、图4、图5所示的实施例中，一种磁钢磁极判断检测电路，包括霍尔元件U1、电压比较电路和检测输出指示电路，检测输出指示电路与电压比较电路输出端电连接，霍尔元件输出信号端与电压比较电路的比较输入端电连接，电压比较电路包括电压比较器U2和比较参考电压电路，比较参考电压电路电连接于电压比较器的反相比较输入端(见图1中U2的第2功能引脚)，电压比较器U2的正相比较输入端(见图1中U2的第3功能引脚)与霍尔元件U1输出信号端电连接，霍尔元件正面朝向待检测磁钢极性的磁钢，检测输出指示电路用于点亮输出指示被测磁钢极性，霍尔元件输出信号端串联第二电阻R2后与检测电路供电电源连接。电压比较电路采用芯片型号为LM393的电压比较器U2，比较参考电压电路包括第四电阻R4和第五电阻R5，其中第四电阻R4一端与电压比较器反相比较输入端电连接，第四电阻R4另一端与检测电路供电电源连接，第五电阻R5一端与电压比较器反相比较输入端电连接，第五电阻R5另一端与检测电路电源地极GND电连接。检测输出指示电路包括第一电阻R1和第一发光二极管L1，其中第一发光二极管负极与电压比较器的比较输出端电连接，第一发光二极管正极串联第一电阻，第一电阻另一端与检测电路供电电源连接。霍尔元件U1的信号检测输入端串联第三电阻R3，第三电阻R3另一端与检测电路供电电源连接，霍尔元件U1的信号检测输入端与电源地极端串联第二电容器C2，霍尔元件输出信号端与电源地极端串联第三电容器C3。LM393的电压比较器U2的供电电源也使用+5V供电电源。霍尔元件采用型号为US1881KUA的混合信号双极锁存霍尔元件。当然也可以根据实际情况将霍尔元件使用为模拟霍尔元件输出如图3所示正弦波信号给电压比较器的正相比较输入端中进行检测判断朝向霍尔元件正面的磁钢正面极性。霍尔元件可以感应磁钢磁极的变化，当磁钢N极朝向霍尔元件正面时（见图1、图2），霍尔元件输出高电平VCC（+5V）；当磁钢S极朝向霍尔元件正面时，霍尔元件输出低电平（0V）；电压比较器是对输入信号进行鉴别与比较的电路，它可用作模拟电路和数字电路的接口，还可以用作波形产生和变换电路等，利用简单电压比较器可将正弦波变为同频率的方波或矩形波。而有些霍尔元件是模拟式的，输出波形是一个正弦波信号（见图3），霍尔元件是数字式的，输出波形是一个方波信号（见图4）；可以利用电压比较器将霍尔元件的输出波形转换为方波（见图5）。电压比较器电路中通常VI是电压比较器的输入信号（本发明采用霍尔元件的输出信号作为磁钢正面极性的电压比较器的输入信号），VREF是电压比较器的比较参考电压，VO是电压比较器的输出信号，当VI电压大于VREF电压时，VO为高电平；当VI电压小于VREF电压时，VO为低电平；本发明申请方案中使用第四电阻R4和第五电阻R5采用霍尔元件输出高电平获得比较参考电压电路的比较参考电压，并与尔元件输出高电平进行比较，当磁钢N极朝向霍尔元件正面时，霍尔元件检测磁钢正面的磁场60情况；霍尔元件输出高电平VCC，大于VREF电压，VO为高电平，第一发光二极管LED灯不亮，因此可以判断朝向霍尔正面的磁钢为N极，当磁钢S极朝向霍尔元件正面时，霍尔元件输出低电平0V，小于VREF电压，VO为低电平，第一发光二极管LED灯亮，因此可以判断朝向霍尔正面的磁钢为S极。VCC的电压值为5VDC。将霍尔元件U1输出信号接到电压比较器U2的输入端，通过电压比较器输出相应的方波（见图5）。
实施例2：
图1、图2、图3、图4、图5、图6所示的实施例中，一种磁钢磁极判断检测装置，包括检测机箱，检测机箱内设有实施例1所述的磁钢磁极判断检测电路所需供电电源的供电电源电路，供电电源电路为+5V供电电源电路，+5V供电电源采用220VAC转5VDC电源适配器，检测机箱正面板上安装有霍尔元件正面安装检测用露出位20和检测输出指示电路的指示灯安装位40及其检测状态标识区30。指示灯安装位40用于安装实施例1的第一发光二极管L1的LED发光灯管。检测状态标识区30用于识别第一发光二极管L1在检测到磁钢正面为S极时的S极点亮发光二极管，以及检测到磁钢正面为N极时的N极不点亮发光二极管识别提示效果。提高检测人员的简单识别效果，提高操作识别效率。
磁钢磁极判断检测电路和供电电源电路采用220VAC转5VDC电源适配器，，提高磁钢磁极判断检测电路的工作稳定可靠性，降低磁钢磁极判断检测电路的受外界干扰因素。检测机箱10前面板上安装有电源开关11和电源工作指示灯12。
实施例3：
图1、图2、图3、图4、图5、图6所示的实施例中，一种磁钢磁极判断检测方法，包括如下检测步骤：
8-1开机自检实施例2所述的磁钢磁极判断检测装置本身电源供电是否正常、电路状态是否正确及检测工位各状态是否正常；
8-2使用准备好的两块已分别确定磁钢正面极性面的磁钢，两块磁钢正面的要求是分别对应具有N极极性和S极极性，然后执行利用已确定磁性极性面的磁钢进行对磁钢正面朝向磁钢磁极判断检测装置中的霍尔元件正面，对磁钢磁极判断检测装置的磁性检测做核校检测确认，确认权实施例1所述的磁钢磁极判断检测电路正常无误后才可执行下面后续步骤；
8-3取待检测磁钢，将其磁钢正面朝向实施例2所述的磁钢磁极判断检测装置中的霍尔元件正面进行检测磁钢正面极性，并观察实施例2所述的磁钢磁极判断检测装置中的第一发光二极管的工作状态；
8-4 若第一发光二极管不点亮工作，则代表朝向霍尔元件正面的被检测的磁钢正面极性为N极；
8-5 若第一发光二极管点亮工作，则代表朝向霍尔元件正面的被检测的磁钢正面极性为S极；
8-6 重复执行上述步骤中第8-2步骤和第8-3步骤，对后续的另一个待检测磁钢正面极性的磁钢或磁瓦进行检测判断其朝向霍尔元件正面的一面磁钢极性，直至检测完当班工作任务；
上述步骤中若发现任何异常现象，均暂停执行对待检磁钢的磁性检测，并执行上述第8-2步骤进行核校检测确认。
每间隔一定天数时间或指定每月的检测日，对磁钢磁极判断检测装置的检测工作状态进行核校检测确认，每间隔一定天数时间可根据磁钢磁极判断检测装置本身实际情况及核校需求情况确定。
在本发明位置关系描述中，出现诸如术语“内”、“外”、“上”、“下”、“左”、“右”等指示方位或者位置关系的为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了方便描述实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或者元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

Claims (9)

1.一种磁钢磁极判断检测电路，其特征在于：包括霍尔元件、电压比较电路和检测输出指示电路，检测输出指示电路与电压比较电路输出端电连接，霍尔元件输出信号端与电压比较电路的比较输入端电连接，电压比较电路包括电压比较器和比较参考电压电路，比较参考电压电路电连接于电压比较器的反相比较输入端，电压比较器的正相比较输入端与霍尔元件输出信号端电连接，霍尔元件正面朝向待检测磁钢极性的磁钢，检测输出指示电路用于点亮输出指示被测磁钢极性，霍尔元件输出信号端串联第二电阻后与检测电路供电电源连接。
2.按照权利要求1所述的磁钢磁极判断检测电路，其特征在于：所述的电压比较电路采用芯片型号为LM393的电压比较器，比较参考电压电路包括第四电阻和第五电阻，其中第四电阻一端与电压比较器反相比较输入端电连接，第四电阻另一端与检测电路供电电源连接，第五电阻一端与电压比较器反相比较输入端电连接，第五电阻另一端与检测电路电源地极电连接。
3.按照权利要求1所述的磁钢磁极判断检测电路，其特征在于：所述的检测输出指示电路包括第一电阻和第一发光二极管，其中第一发光二极管负极与电压比较器的比较输出端电连接，第一发光二极管正极串联第一电阻，第一电阻另一端与检测电路供电电源连接。
4.按照权利要求1所述的磁钢磁极判断检测电路，其特征在于：所述的霍尔元件的信号检测输入端串联第三电阻，第三电阻另一端与检测电路供电电源连接，霍尔元件的信号检测输入端与电源地极端串联第二电容器，霍尔元件输出信号端与电源地极端串联第三电容器。
5.按照权利要求1所述的磁钢磁极判断检测电路，其特征在于：所述的霍尔元件采用型号为US1881KUA的混合信号双极锁存霍尔元件。
6.一种磁钢磁极判断检测装置，包括检测机箱，其特征在于：检测机箱内设有权利要求1～5之一所述的磁钢磁极判断检测电路所需供电电源的供电电源电路，供电电源电路正极为+5V，负极为电源地GND，检测机箱正面板上设有霍尔元件，正面安装检测用露出位和检测输出指示电路的指示灯安装位及其检测状态标识区。
7.按照权利要求6所述的磁钢磁极判断检测装置，其特征在于：所述的磁钢磁极判断检测电路的供电电源采用220VAC转5VDC电源适配器。
8.种磁钢磁极判断检测方法，其特征在于：包括如下检测步骤
8-1开机自检权利要求6～7之一所述的磁钢磁极判断检测装置本身电源供电是否正常、电路状态是否正确及检测工位各状态是否正常；
8-2使用准备好的两块已分别确定磁钢正面极性面的磁钢，两块磁钢正面的要求是分别对应具有N极极性和S极极性，然后执行利用已确定磁性极性面的磁钢进行对磁钢正面朝向磁钢磁极判断检测装置中的霍尔元件正面，对磁钢磁极判断检测装置的磁性检测做核校检测确认，确认权利要求1～5之一所述的磁钢磁极判断检测电路正常无误后才可执行下面后续步骤；
8-3取待检测磁钢，将其磁钢正面朝向权利要求6～7之一所述的磁钢磁极判断检测装置中的霍尔元件正面进行检测磁钢正面极性，并观察权利要求6～7之一所述的磁钢磁极判断检测装置中的第一发光二极管的工作状态；
8-4 若第一发光二极管不点亮工作，则代表朝向霍尔元件正面的被检测的磁钢正面极性为N极；
8-5 若第一发光二极管点亮工作，则代表朝向霍尔元件正面的被检测的磁钢正面极性为S极；
8-6 重复执行上述步骤中第8-2步骤和第8-3步骤，对后续的另一个待检测磁钢正面极性的磁钢或磁瓦进行检测判断其朝向霍尔元件正面的一面磁钢极性，直至检测完当班工作任务；
上述步骤中若发现任何异常现象，均暂停执行对待检磁钢的磁性检测，并执行上述第8-2步骤进行核校检测确认。
9.按照权利要求1所述的磁钢磁极判断检测方法，其特征在于：每间隔一定天数时间或指定每月的检测日，对磁钢磁极判断检测装置的检测工作状态进行核校检测确认，每间隔一定天数时间可根据磁钢磁极判断检测装置本身实际情况及核校需求情况确定。
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CN113030806A (zh) * 2021-03-16 2021-06-25 北京华能新锐控制技术有限公司 一种检测永磁阵列磁极排布的工装仪器

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