CN113391205A - 一种恒定磁场抗扰度验证装置和系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种恒定磁场抗扰度验证装置和系统，其中，恒定磁场抗扰度验证装置包括：磁感应铁芯、探头、第一直流电源、磁感应检测仪、接近开关、第二直流电源、标靶刻度尺及示波记录仪；磁感应铁芯包括铁芯感应线圈，铁芯感应线圈的两端分别与第一直流电源的正负极连接，探头与磁感应检测仪连接；接近开关的两端分别与第二直流电源的正负极连接，接近开关的输出端还与示波记录仪连接；本申请通过调节第一直流电源的电流值，控制磁感应铁芯之间的磁感应强度，有效验证了接近开关在不同恒定磁场下的性能和有效动作距离，符合EN60947 5‑2Annex E测试标准要求，并且可以调节磁感应铁芯之间的距离，可适用于大部分接近开关恒定磁场抗扰度的验证。

Description

一种恒定磁场抗扰度验证装置和系统

技术领域

本发明涉及抗扰度验证技术领域，尤其是涉及一种恒定磁场抗扰度验证装置和系统。

背景技术

接近开关是一种无需与运动部件进行机械直接接触而可以操作的检测装置，主要原理为通过感应磁性材料作为信号触发，并传递至逻辑控制系统，作为设备进行下一步动作的判断依据。当有物体移向接近开关，并接近到一定距离时，接近开关才有“感知”，才会动作，通常把这个距离叫“动作距离”，也即轧制的金属标靶沿基准轴向感应面移动时能引起输出信号变化的距离。

现有技术，接近开关测试验证只是在普通没有磁场的环境条件下，验证开关的检测距离以及相应的性能，而接近开关很多时候需要应用在强磁场强度等苛刻的恶劣环境中，目前市面上尚未有专门针对接近开关在强磁场强度等苛刻的恶劣环境中距离检测的稳定性和可靠性的试验装置，无法对接近开关性能做进一步的综合性评估。

基于此，本发明提出了一款应用于接近开关领域、符合EN60947 5-2Annex E标准要求的恒定磁场抗扰度验证试验装置和系统。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种恒定磁场抗扰度验证装置和系统，以在恒定磁场环境下，测量接近开关的有效动作距离以及验证接近开关抗磁场干扰的能力。

第一方面，本发明实施例提供了一种恒定磁场抗扰度验证装置，包括：磁感应铁芯、探头、第一直流电源、磁感应检测仪、接近开关、第二直流电源、标靶刻度尺及示波记录仪；磁感应铁芯包括铁芯感应线圈，铁芯感应线圈的两端分别与第一直流电源的正负极连接，探头与磁感应检测仪连接；接近开关的两端分别与第二直流电源的正负极连接，接近开关的输出端还与示波记录仪连接；探头设置于磁感应铁芯之间，用于测量磁感应铁芯之间的磁感应强度，当磁感应强度达到预设值时被移除；磁感应检测仪，用于获取探头测量的磁感应强度；第一直流电源，用于为铁芯感应线圈提供第一直流电流，磁感应强度基于第一直流电流确定；当磁感应强度达到预设值时，接近开关用于设置于磁感应铁芯之间；第二直流电源，用于为接近开关提供第二直流电流；标靶刻度尺，用于测量接近开关的有效动作距离；示波记录仪，用于获取接近开关的信号波形，并对有效动作距离和信号波形进行验证。

在本发明较佳的实施例中，恒定磁场抗扰度验证装置还包括铁芯固定板，铁芯固定板用于固定磁感应铁芯。

在本发明较佳的实施例中，恒定磁场抗扰度验证装置还包括接近开关固定架，接近开关固定架用于固定接近开关。

在本发明较佳的实施例中，恒定磁场抗扰度验证装置还包括试验装置底座，铁芯固定板和接近开关固定架均安装在试验装置底座上。

在本发明较佳的实施例中，试验装置底座包括底座刻度尺，底座刻度尺用于测量磁感应铁芯之间的间距。

在本发明较佳的实施例中，磁感应铁芯的材料为45号钢，磁感应铁芯的内径为100毫米，磁感应铁芯之间的间隙为40毫米至200毫米。

在本发明较佳的实施例中，铁芯感应线圈被纯紫铜漆包线绕制，铁芯感应线圈最高承受的电流值为40A。

在本发明较佳的实施例中，恒定磁场抗扰度验证装置还包括标靶，标靶刻度尺沿标靶的轴线方向移动测量接近开关的有效动作距离。

第二方面，本发明实施例还提供一种恒定磁场抗扰度验证系统，包括：通讯模块、云服务器以及上述恒定磁场抗扰度验证装置，恒定磁场抗扰度验证装置通过通讯模块与云服务器通信连接；通讯模块，用于为恒定磁场抗扰度验证装置提供网络环境；恒定磁场抗扰度验证装置，用于将有效动作距离和信号波形的验证结果上传至云服务器；云服务器，用于接收验证结果。

在本发明较佳的实施例中，恒定磁场抗扰度验证系统还包括终端设备，终端设备与云服务器通信连接；终端设备用于从云服务器获取验证结果。

本发明实施例带来了以下有益效果：

本发明提供了一种恒定磁场抗扰度验证装置和系统，其中，恒定磁场抗扰度验证装置包括：磁感应铁芯、探头、第一直流电源、磁感应检测仪、接近开关、第二直流电源、标靶刻度尺及示波记录仪；磁感应铁芯包括铁芯感应线圈，铁芯感应线圈的两端分别与第一直流电源的正负极连接，探头与磁感应检测仪连接；接近开关的两端分别与第二直流电源的正负极连接，接近开关的输出端还与示波记录仪连接；本申请通过调节第一直流电源的电流值，控制磁感应铁芯之间的磁感应强度，有效验证了接近开关在不同恒定磁场下的性能和有效动作距离，符合EN60947 5-2Annex E测试标准要求，并且可以调节磁感应铁芯之间的距离，可适用于大部分接近开关恒定磁场抗扰度的验证。

本公开的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，或者，部分特征和优点可以从说明书推知或毫无疑义地确定，或者通过实施本公开的上述技术即可得知。

为使本公开的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种恒定磁场抗扰度验证装置的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的另一种恒定磁场抗扰度验证装置的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种恒定磁场抗扰度验证系统的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的另一种恒定磁场抗扰度验证系统的结构示意图。

图标：恒定磁场抗扰度验证装置-100；磁感应铁芯-101；探头-102；第一直流电源-103；磁感应检测仪-104；第二直流电源-105；标靶刻度尺-106；示波记录仪-107；铁芯固定板-108；接近开关固定架-109；试验装置底座-110；底座刻度尺-111；标靶-112；恒定磁场抗扰度验证系统-120；通讯模块-121；云服务器-122；终端设备-123。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

如前述在背景技术中所提及的，现有技术接近开关测试验证只是在普通没有磁场的环境条件下，验证开关的检测距离以及相应的性能，而接近开关很多时候需要应用在强磁场强度等苛刻的恶劣环境中，目前市面上尚未有专门针对接近开关在强磁场强度等苛刻的恶劣环境中距离检测的稳定性和可靠性的试验装置，无法对接近开关性能做进一步的综合性评估。

基于此，本发明实施例提供的一种恒定磁场抗扰度验证装置和系统，可以在恒定磁场环境下，测量接近开关的有效动作距离以及验证接近开关抗磁场干扰的能力。

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或模块，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与模块，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图示中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。本说明书的附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

为便于对本实施例进行理解，首先对本发明实施例所公开的一种恒定磁场抗扰度验证装置进行详细介绍。

实施例1

本发明实施例提供了一种恒定磁场抗扰度验证装置，参见图1所示一种恒定磁场抗扰度验证装置的结构示意图，该恒定磁场抗扰度验证装置100包括：磁感应铁芯101、探头102、第一直流电源103、磁感应检测仪104、接近开关(图中未示出，接近开关所在位置与探头的位置相同)、第二直流电源105、标靶刻度尺106及示波记录仪107；

磁感应铁芯101包括铁芯感应线圈，铁芯感应线圈的两端分别与第一直流电源103的正负极连接，探头102与磁感应检测仪104连接；接近开关的两端分别与第二直流电源105的正负极连接，接近开关的输出端还与示波记录仪107连接；

探头102设置于磁感应铁芯101之间，用于测量磁感应铁芯101之间的磁感应强度，当磁感应强度达到预设值时被移除；将测量磁感应强度的探头102置于磁感应铁芯101之间空隙的中间部位，第一直流电源103通电，调节第一直流电源103的输出电流，直到磁感应检测仪104显示磁感应强度达到100mT(毫特斯拉)，移走探头102，并在电流表上记录此时第一直流电流源的输出电流值Iref。

磁感应检测仪104，用于获取探头102测量的磁感应强度；调节第一直流电源103的输出电流，磁感应铁芯101之间的磁感应强度也随之改变，磁感应检测仪104显示调节第一直流电源103的输出电流过程中，磁感应铁芯101之间的磁感应强度。磁感应检测仪104可以为高精度磁感应强度检测仪器-数字特斯拉计，精准的测量出磁感应强度。

第一直流电源103，用于为铁芯感应线圈提供第一直流电流，磁感应强度基于第一直流电流确定；通过改变第一直流电源103的输出电流控制磁感应铁芯101之间的磁感应强度，第一直流电源103可以按照以下顺序直流电流值A进行调节，比如：0Iref，0.2Iref，0.4Iref，0.6Iref，0.8Iref，1.0Iref。第一直流电源103可以为爱德克斯高精度直流电流源，可为铁芯感应线圈提供可靠、稳定和有效的直流电，以产生需要的恒定磁场环境。

当磁感应强度达到预设值时，接近开关用于设置于磁感应铁芯101之间；在磁感应铁芯101之间的磁感应强度达到100mT时移走探头102，并将接近开关设置于磁感应铁芯101之间空隙的中央部位，接近开关的感应面与磁感应铁芯101的外表面平行；可以根据待测量的接近开关直径大小，来确定磁感应铁芯101之间的距离，移动其中的一块铁芯，通过底座刻度线调节两个铁芯之间的间隙，并固定好位置；磁感应铁芯101之间的间隙Δs为40毫米至200毫米，可调范围广泛，适应于大部分接近开关的测试。

第二直流电源105，用于为接近开关提供第二直流电流；第二直流电源105根据接近开关的工作电压值，给接近开关供电启动。

标靶刻度尺106，用于测量接近开关的有效动作距离；改变磁感应铁芯101之间的磁感应强度，在不同恒定磁场环境下，测量接近开关的有效动作距离。磁感应铁芯101可以产生0-250mT的磁场，远远超出标准0-100mT，并且产生的恒定磁场磁感应强度稳定，波动量小于等于±3％(标准要求允许的最大波动量为±5％)，验证范围更加广泛，可以满足验证不同标准的测试需求。

示波记录仪107，用于获取接近开关的信号波形，并对有效动作距离和信号波形进行验证。改变磁感应铁芯101之间的磁感应强度，在不同恒定磁场环境下，显示接近开关的信号波形，验证接近开关有效动作距离Sr的偏差是否满足标准要求的不超过规定值的±30％，以及开关相应性能变化。示波记录仪107可以为横河示波记录仪107，有效记录验证个过程中待验证接近开关的性能/波形等指标。验证结果根据EN60947 5-2Annex E标准或者接近开关的设计标准判断得出。

本发明提供了一种恒定磁场抗扰度验证装置包括：磁感应铁芯、探头、第一直流电源、磁感应检测仪、接近开关、第二直流电源、标靶刻度尺及示波记录仪；磁感应铁芯包括铁芯感应线圈，铁芯感应线圈的两端分别与第一直流电源的正负极连接，探头与磁感应检测仪连接；接近开关的两端分别与第二直流电源的正负极连接，接近开关的输出端还与示波记录仪连接；本申请通过调节第一直流电源的电流值，控制磁感应铁芯之间的磁感应强度，有效验证了接近开关在不同恒定磁场下的性能和有效动作距离，符合EN60947 5-2Annex E测试标准要求，并且可以调节磁感应铁芯之间的距离，可适用于大部分接近开关恒定磁场抗扰度的验证。

实施例2

本发明实施例提供了另一种恒定磁场抗扰度验证装置，参见图2所示的另一种恒定磁场抗扰度验证装置，该恒定磁场抗扰度验证装置100还包括：铁芯固定板108、接近开关固定架109、试验装置底座110及标靶112；

上述铁芯固定板108用于固定磁感应铁芯101；

上述接近开关固定架109用于固定接近开关；

铁芯固定板108和接近开关固定架109均安装在试验装置底座110上，试验装置底座110包括底座刻度尺111，底座刻度尺111用于测量磁感应铁芯101之间的间距。

上述标靶112，用于为标靶刻度尺106提供移动方向，标靶刻度尺106沿标靶112的轴线方向移动测量接近开关的有效动作距离。

磁感应铁芯101的材料为45号钢，磁感应铁芯101的内径为100毫米，磁感应铁芯101之间的间隙为40毫米至200毫米。恒定磁场抗扰度验证装置100整体采用钢板结构，坚固可靠耐用，表面电镀处理高档美观；磁感应铁芯101采用具有更高强度和抗变形能力的45#钢加工而成(纯铁制作，铁芯内径d＝100mm)。

铁芯感应线圈被纯紫铜漆包线绕制，铁芯感应线圈最高承受的电流值为40A。磁感应线圈由耐高温150℃、φ2.0mm纯紫铜漆包线绕制而成，2个线圈最高承受电流值为40A。

实施例3

本发明实施例提供了一种恒定磁场抗扰度验证系统，参见图3所示的一种恒定磁场抗扰度验证系统，该恒定磁场抗扰度验证系统120包括：通讯模块121、云服务器122以及上述恒定磁场抗扰度验证装置100，恒定磁场抗扰度验证装置100通过通讯模块121与云服务器122通信连接；

通讯模块121，用于为恒定磁场抗扰度验证装置100提供网络环境；通讯模块121可以是WiFi(Wireless Fidelity，无线保真)模块或GPRS(General Packet Radio Service，分组无线服务技术)模块中的一种。

恒定磁场抗扰度验证装置100，用于将有效动作距离和信号波形的验证结果上传至云服务器122；

云服务器122，用于接收验证结果。

本发明实施例提供了另一种恒定磁场抗扰度验证系统，参见图4所示的另一种恒定磁场抗扰度验证系统，该恒定磁场抗扰度验证系统120还包括：终端设备123，终端设备123与云服务器122通信连接；终端设备123用于从云服务器122获取验证结果。

上述终端设备123可以是手机、平板电脑、个人电脑、智能电视和可穿戴智能设备中的一种。

本发明实施例提供的恒定磁场抗扰度验证系统，与上述实施例提供的恒定磁场抗扰度验证装置具有相同的技术特征，所以也能解决相同的技术问题，达到相同的技术效果。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统和装置的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

另外，在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

上述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例的方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或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。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

最后应说明的是：以上实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种恒定磁场抗扰度验证装置，其特征在于，包括：磁感应铁芯、探头、第一直流电源、磁感应检测仪、接近开关、第二直流电源、标靶刻度尺及示波记录仪；

所述磁感应铁芯包括铁芯感应线圈，所述铁芯感应线圈的两端分别与所述第一直流电源的正负极连接，所述探头与所述磁感应检测仪连接；所述接近开关的两端分别与所述第二直流电源的正负极连接，所述接近开关的输出端还与所述示波记录仪连接；

所述探头设置于所述磁感应铁芯之间，用于测量所述磁感应铁芯之间的磁感应强度，当所述磁感应强度达到预设值时被移除；

所述磁感应检测仪，用于获取所述探头测量的磁感应强度；

所述第一直流电源，用于为所述铁芯感应线圈提供第一直流电流，所述磁感应强度基于所述第一直流电流确定；

当所述磁感应强度达到所述预设值时，所述接近开关用于设置于所述磁感应铁芯之间；

所述第二直流电源，用于为所述接近开关提供第二直流电流；

所述标靶刻度尺，用于测量所述接近开关的有效动作距离；

所述示波记录仪，用于获取所述接近开关的信号波形，并对所述有效动作距离和所述信号波形进行验证。

2.根据权利要求1所述的恒定磁场抗扰度验证装置，其特征在于，所述恒定磁场抗扰度验证装置还包括铁芯固定板，所述铁芯固定板用于固定所述磁感应铁芯。

3.根据权利要求2所述的恒定磁场抗扰度验证装置，其特征在于，所述恒定磁场抗扰度验证装置还包括接近开关固定架，所述接近开关固定架用于固定所述接近开关。

4.根据权利要求3所述的恒定磁场抗扰度验证装置，其特征在于，所述恒定磁场抗扰度验证装置还包括试验装置底座，所述铁芯固定板和所述接近开关固定架均安装在所述试验装置底座上。

5.根据权利要求4所述的恒定磁场抗扰度验证装置，其特征在于，所述试验装置底座包括底座刻度尺，所述底座刻度尺用于测量所述磁感应铁芯之间的间距。

6.根据权利要求1所述的恒定磁场抗扰度验证装置，其特征在于，所述磁感应铁芯的材料为45号钢，所述磁感应铁芯的内径为100毫米，所述磁感应铁芯之间的间隙为40毫米至200毫米。

7.根据权利要求1所述的恒定磁场抗扰度验证装置，其特征在于，所述铁芯感应线圈被纯紫铜漆包线绕制，所述铁芯感应线圈最高承受的电流值为40A。

8.根据权利要求1所述的恒定磁场抗扰度验证装置，其特征在于，所述恒定磁场抗扰度验证装置还包括标靶，所述标靶刻度尺沿所述标靶的轴线方向移动测量所述接近开关的有效动作距离。

9.一种恒定磁场抗扰度验证系统，其特征在于，所述恒定磁场抗扰度验证系统包括：通讯模块、云服务器以及权利要求1-8任一项所述的恒定磁场抗扰度验证装置，所述恒定磁场抗扰度验证装置通过所述通讯模块与所述云服务器通信连接；

所述通讯模块，用于为所述恒定磁场抗扰度验证装置提供网络环境；

所述恒定磁场抗扰度验证装置，用于将所述有效动作距离和所述信号波形的验证结果上传至所述云服务器；

所述云服务器，用于接收所述验证结果。

10.根据权利要求9所述的恒定磁场抗扰度验证系统，其特征在于，所述恒定磁场抗扰度验证系统还包括终端设备，所述终端设备与所述云服务器通信连接；

所述终端设备用于从所述云服务器获取所述验证结果。

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