CN219811033U - 一种电磁铁动态参数综合测试系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电磁铁动态参数综合测试系统，旨在测试电磁铁以下性能：电磁铁衔铁在不同位置时的电磁力大小；电磁铁线圈在不同电流下产生电磁力的大小；电磁铁线圈通电到线圈电流达到稳定状态过程中电流的变化。除上述关系的测量，并可实现通电时间‑线圈电流‑衔铁行程‑线圈吸力的综合测量。本实用新型采用的技术方案是这样的：测量系统包括底座（1）、电磁铁装夹机构（3、4、5、7）、电磁铁（6）、力传感器支架（10）、传动机构（11、12、13、15）、步进电机（14）、力传感器（9）、光栅位移传感器（18、19）、信号处理与控制单元（17）、程控电源（置于信号处理与控制单元内部）和上位机（16）。

Description

一种电磁铁动态参数综合测试系统

技术领域

本实用新型涉及多参数综合测量技术领域，具体涉及一种电磁铁动态参数综合测试系统。

背景技术

电磁铁已广泛地运用于生产生活的各个领域，并在多种自动化设备中作为力、行程的传递和执行机构有着不可替代的重要作用，例如超重吊车上的制动电磁铁、机床上的电磁卡盘、航空电磁阀的驱动等都离不开电磁铁的应用，电磁铁的性能优劣将直接影响整个自动化控制系统的可靠性和安全性。由于电磁铁在工程系统中的重要作用，在研制和选用电磁铁时，需测试多个性能参数以及参数之间的关系，以便于电磁铁的优化设计和选择。但是在我国，电磁铁多参数检测技术较为落后，现有检测装置一般只能检测1、2个参数而不能完成多参数综合检测，有的企业甚至没有电磁铁相关性能的检测技术而依据人工经验判断，因此设计合理的电磁铁性能测试系统，以便对电磁铁性能进行综合测试和优化设计显得尤为重要。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：针对上述存在的问题，提供一种电磁铁动态参数综合测试系统，用于测试电磁铁以下性能：测量电磁铁线圈通电到衔铁完全吸合的过渡过程中，衔铁在不同位置时电磁力，即实现衔铁行程-吸力的测量；测量电磁铁线圈在不同电流下产生电磁力的大小，即实现测量电流-吸力的测量；测量电磁铁线圈通电到线圈电流达到稳定状态过程中电流的变化，即实现动态电流的测量，并可实现通电时间-线圈电流-衔铁行程-线圈吸力等参数的综合测量。

本实用新型采用的技术方案是这样的：包括底座、电磁铁装夹机构、电磁铁、力传感器支架、传动机构、力传感器、光栅位移传感器、信号处理与控制单元以及上位机。

所述底座用于固定包含电磁铁装夹机构在内的其他部件；所述电磁铁两端部均固定在电磁铁装夹机构之间；所述电磁铁装夹机构可随电磁铁型号而调整装夹距离；所述力传感器支架固定于传动机构顶部；所述光栅位移传感器安装于传动机构上；所述力传感器固定于力传感器支架上；所述信号处理与控制单元和力传感器、光栅位移传感器、电磁铁之间具有信号连接以获取待测信号，从而反应装置在上电过程中电磁铁的电流变化规律及不同电流情况下电磁力的大小。

进一步，所述电磁铁装夹机构包括支撑平台、压紧螺杆、螺丝法兰、前支座，后支座。所述前支座、后支座安装于支撑平台上，所述螺丝法兰安装于前支座上，所述压紧螺杆安装于螺丝法兰上，用于夹紧电磁铁。

进一步，所述传动机构包括步进电机、联轴器、精密导轨、丝杆和滑块。所述联轴器用于连接丝杆与步进电机的输出轴。

进一步，所述力传感器以螺纹连接的方式安装于力传感器支架上。

进一步，所述力传感器前端安装有顶杆，所述顶杆用于限制电磁铁衔铁的运动，且顶杆以螺纹连接的方式安装在力传感器上。

进一步，所述光栅位移传感器包含主光栅和指示光栅，所述主光栅安装在精密导轨上，所述指示光栅安装在滑块上。所述光栅位移传感器用于测量位移数据。

进一步，所述主光栅和指示光栅可以相互交换位置。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：

本实用新型可以同时自动测量衔铁行程-吸力、电流-吸力、动态电流等参数以及各参数之间的关系，提高了电磁铁性能检测自动化程度、不全面的问题。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型实施例中所测得的衔铁行程-吸力曲线图；

图3是本实用新型实施例中所测得的电流-吸力曲线图；

图4是本实用新型实施例中所测得的动态电流曲线图；

图5是本实用新型根据同步测得的衔铁行程-吸力、电流-吸力、动态电流等参数绘制的时间-电流-行程-吸力的多参数动态曲线图；

图中标记：1为底座；2为支撑平台；3为前支座；4为压紧螺杆；5为螺丝法兰；6为电磁铁；7为后支座；8为顶杆；9为力传感器；10为力传感器支架；11为滑块；12为丝杆；13为联轴器；14为步进电机；15为精密导轨；16为上位机；17为信号处理与控制单元；18为主光栅；19为指示光栅。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚完整的描述，显然所描述的实施例仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1，本实用新型提供的一种技术方案：一种电磁铁动态参数综合测试系统，包括底座1、电磁铁装夹机构、电磁铁6、力传感器支架10、传动机构、力传感器9、光栅位移传感器、信号处理与控制单元17、上位机16。所述底座1用于固定包含电磁铁装夹机构在内的其他部件；所述电磁铁6两端部均固定在电磁铁装夹机构之间；所述电磁铁装夹机构可随电磁铁6的型号而调整装夹距离；所述力传感器支架10固定于传动机构顶部；所述光栅位移传感器安装于传动机构上；所述力传感器9固定于力传感器支架10上；所述信号处理与控制单元17和力传感器9、光栅位移传感器、电磁铁6通过导线连接以获取待测信号，从而反应装置在上电过程中电磁铁6的电流变化规律及不同电流情况下电磁力的大小。

为了正确装夹电磁铁6，采用电磁铁装夹机构，包括支撑平台2、压紧螺杆4、螺丝法兰5、前支座3，后支座7。前支座3、后支座7安装于支撑平台2上，螺丝法兰5安装于前支座3上，压紧螺杆4安装于螺丝法兰5上，用于夹紧电磁铁6。

为了检测动态参数，采用传动机构，包括步进电机14、联轴器13、精密导轨15、丝杆12和滑块11。联轴器13用于连接丝杆12与步进电机14的输出轴。

为了检测衔铁在不同位置时的电磁力，采用力传感器9。力传感器9以螺纹连接的方式安装于力传感器支架10上，力传感器支架10安装在滑块11顶部。

为了限制电磁铁6的衔铁运动，力传感器前端安装有顶杆8，且顶杆8以螺纹连接的方式安装在力传感器9上。

为了测得电磁铁6衔铁的行程，采用光栅位移传感器，包含主光栅18和指示光栅19，所述主光栅18安装在精密导轨15上，所述指示光栅19安装在滑块11上。所述主光栅18和指示光栅19可以相互交换位置。

本实用新型的使用原理以及工作流程：本实用新型在指定实验地点安装好后，分别将电磁铁6、力传感器9、步进电机14、光栅位移传感器接入信号处理与控制单元17，并将信号处理与控制单元17连接到计算机。计算机发送指令，控制步进电机14以不同的速度转动指定的距离。首先控制步进电机14致使顶杆8运动至电磁铁6衔铁吸合前位置，再接通电磁铁6电源，使得电磁铁6产生运动的趋势。进行了上述准备过程后，即可通过信号处理与控制单元17为电磁铁6供电，并控制步进电机14向远离电磁铁6的方向缓慢运动，从而释放电磁铁6的衔铁，在此过程中，通过信号处理与控制单元17对待测数据进行采集并上传至计算机进行后续处理。

本实用新型已经过实验与测试，使用效果与预期相符，实验测试结果如图2、图3、图4、图5。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种电磁铁动态参数综合测试系统，其特征在于，包括底座(1)、电磁铁装夹机构(2、3、4、5、7)、电磁铁(6)、力传感器支架(10)、传动机构(11、12、13、15)、步进电机(14)、力传感器(9)、光栅位移传感器(18、19)、信号处理与控制单元(17)和上位机(16)；所述底座用于固定包含电磁铁装夹机构在内的其他部件；所述电磁铁两端部均固定在电磁铁装夹机构之间；所述电磁铁装夹机构可随电磁铁型号而调整装夹距离；所述力传感器支架固定于传动机构顶部；所述光栅位移传感器安装于传动机构上；所述力传感器固定于力传感器支架上；所述信号处理与控制单元和力传感器、光栅位移传感器、电磁铁之间具有信号连接以获取待测信号，从而反应装置在上电过程中电磁铁的电流变化规律及不同电流情况下电磁力的大小。

2.根据权利要求1所述的一种电磁铁动态参数综合测试系统，其特征在于电磁铁装夹机构(2、3、4、5、7)包括支撑平台(2)、压紧螺杆(4)、螺丝法兰(5)、前支座(3)，后支座(7)；所述前支座(3)、后支座(7)安装于支撑平台(2)上，所述螺丝法兰(5)安装于前支座(3)上，所述压紧螺杆(4)安装于螺丝法兰(5)上，用于夹紧电磁铁(6)。

3.根据权利要求1所述的一种电磁铁动态参数综合测试系统，其特征在于传动机构(11、12、13、15)包括步进电机(14)、联轴器(13)、精密导轨(15)、丝杆(12)和滑块(11)，所述联轴器(13)用于连接丝杆(12)与步进电机(14)的输出轴。

4.根据权利要求1所述的一种电磁铁动态参数综合测试系统，其特征在于所述力传感器(9)以螺纹连接的方式安装于力传感器支架(10)上。

5.根据权利要求1所述的一种电磁铁动态参数综合测试系统，其特征在于所述力传感器(9)前端安装有顶杆(8)，所述顶杆(8)用于限制电磁铁(6)衔铁的运动，且顶杆(8)以螺纹连接的方式安装在力传感器(9)上。

6.根据权利要求1所述的一种电磁铁动态参数综合测试系统，其特征在于所述光栅位移传感器(18、19)包含主光栅(18)和指示光栅(19)，所述主光栅(18)和指示光栅(19)可以相互交换位置，所述主光栅(18)安装在精密导轨上，所述指示光栅(19)安装在滑块(11)上，所述光栅位移传感器(18、19)用于测量位移数据。

7.根据权利要求1所述的一种电磁铁动态参数综合测试系统，其特征在于信号处理与控制单元(17)可以按程序设置输出额定电压并反馈实时电流大小。