一种无刷直流电机中霍尔板的自动化测试系统及方法与流程

本发明涉及集成电路测试领域，具体是涉及一种无刷直流电机中霍尔板的自动化测试系统及方法。

背景技术：

无刷直流电机广泛应用在家用电器、汽车、电动车等行业中。霍尔传感器能检测磁场的位置，每当南磁极靠近时，传感器输出低电平；当北磁极经过传感器时，传感器输出高电平，因此可以根据传感器输出的高电平或者低电平分别判断北磁极或南磁极经过。

无刷直流电机由定子和转子两部分组成，定子由线圈绕组组成，转子由永磁铁组成。无刷直流电机采用电子换向而非机械换向，所以控制电路需要根据霍尔传感器获取的转子位置信息按一定顺序给定子绕组通电，以使无刷直流电机连续转动。

通常无刷直流电机中嵌入一块含多个霍尔传感器的霍尔板，霍尔板通过螺钉或者胶带固定在无刷直流电机的定子的PCB(Printed Circuit Board，即印制电路板)上，由于转子旋转时经过霍尔元件的磁极发生变化时就会被霍尔元件检测到，这样就可以知道转子的位置变化。通常测试霍尔板的方法是：在固定霍尔板并装备电机后，给电机通电，通过查看电机是否正常转动来判断霍尔板是否有效。如果霍尔板焊接时出现短路或者断路，又或者霍尔板上的霍尔传感器功能失效，则需要拆开电机并换另一块霍尔板。该方法费时费力且效率低，同时对操作工人的操作能力要求高。

技术实现要素：

鉴于现有技术存在的不足，本发明提供了一种操作简单、检测效率和自动化程度高的无刷直流电机中霍尔板的自动化测试系统及方法。

为了实现上述的目的，本发明采用了如下的技术方案：

一种无刷直流电机中霍尔板的自动化测试系统，包括：

基座，所述基座上形成有测试磁场，具有霍尔传感器的霍尔板放置于所述 测试磁场内；

机械模块，所述机械模块上设置有测试探针；

主控单元，与所述机械模块电连接，用于控制所述测试探针与相应的所述霍尔传感器的导通或断开，并根据所述霍尔传感器的输出信号判断所述霍尔板的正常与否；

人机交互模块，连接所述主控单元，用于与所述主控单元通信并控制所述主控单元完成测试指令并记录测试结果。

其中，所述机械模块还包括机械手，所述测试探针固定在所述机械手的端部，所述机械手与所述基座间隔设置，并可在所述主控单元的控制下靠近或远离所述基座，以相应实现所述测试探针与相应的所述霍尔传感器的电性接触或断开。

其中，所述基座上开设有与多个供所述霍尔板插入的插槽。

其中，所述人机交互模块包括用于显示测试结果的显示装置。

其中，所述基座上间隔地固定有两个电磁铁，两个所述电磁铁分别与所述主控单元电连接，用以在所述主控单元的控制下产生所述测试磁场。

其中，所述主控单元包括片选模块、单片机和通信模块，所述片选模块为多通道芯片，每个所述片选模块与相应的多个所述测试探针电连接；所述单片机用于判断所述霍尔板的正常与否；所述通信模块与所述人机交互模块连接，用于传递测试命令和测试结果。

本发明的另一目的在于提供一种无刷直流电机中霍尔板的自动化测试方法，包括：

S1、人机交互模块发送启动测试的测试命令到主控单元；

S2、所述主控单元控制机械模块下降，使测试探针与霍尔板上的霍尔传感器一一电接触；

S3、激发所述霍尔传感器周围的测试磁场；

S4、开启连接所述测试探针的电源，记录所述霍尔传感器的输出信号后，关闭连接所述测试探针的电源；

S5、改变测试磁场方向，并再次开启连接所述测试探针的电源，记录所述 霍尔传感器的输出信号后，关闭连接所述测试探针的电源；

S6、对比所述霍尔传感器两次的输出信号，判断所述霍尔传感器正常与否形成测试结果。

其中，所述步骤S6后，还包括：S7、将所述测试结果发送给人机交互模块。

其中，所述霍尔板为多个，所述霍尔板上的霍尔传感器与所述测试探针数量相同。

其中，每个所述霍尔传感器旁设有一个与所述霍尔传感器电连接的焊点，用于与所述测试探针电连接。

本发明提供了一种能够方便、快速地对无刷直流电机中单块或者多块霍尔板进行自动化测试的系统及方法，解决了需要在装备完电机后才能对霍尔板进行测试的问题。该自动化测试系统具有结构简单，操作方便，测试成本低，自动化程度高等优点，同时可扩充待测霍尔板数量，实现了自动化测试，大大提高了电机的生产效率。

附图说明

图1为本发明实施例的单块霍尔板的结构示意图。

图2为本发明实施例的无刷直流电机中霍尔板的自动化测试系统的结构示意图。

图3为本发明实施例的无刷直流电机中霍尔板的自动化测试方法的原理图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

参阅图1，本实施例中，用于检测的每个霍尔板1上连接有多个霍尔传感器1a，这里，优选以每个霍尔板1上具有3个霍尔传感器为例进行说明。每个霍尔板上有vdd，gnd和a、b、c共5个焊点1b，外部电源通过将5根接线连接至这5个焊点1b即可同时对3个霍尔传感器进行供电。

如图2所示，本发明的无刷直流电机中霍尔板的自动化测试系统包括基座10、机械模块20、主控单元30和人机交互模块40，其中基座10上形成有测试 磁场，具有霍尔传感器1a的霍尔板1放置于测试磁场内；机械模块20上设置有测试探针21；主控单元30与机械模块20电连接，用于控制测试探针21与相应的霍尔传感器1a的导通或断开，并根据霍尔传感器1a的输出信号判断霍尔板1的正常与否；人机交互模块40连接主控单元30，用于与主控单元30通信并控制主控单元30完成测试指令并记录测试结果。

具体地，基座10包括分别固定设置在其两侧的电磁铁11和中间开设的多个插槽(图未标)，电磁铁11由通电线圈构成，用于给霍尔板1上的霍尔传感器1a提供测试的磁场。由于基座10上开设有可供多个霍尔板1的多个插槽，检测时，操作者可以一次插入多个霍尔板1，同时对多个霍尔板1进行检测，可以有效提高检测效率。优选地，基座10上的两个电磁铁11分别与主控单元30电连接，用以在主控单元30的控制下产生测试磁场。

机械模块20包括测试探针21和机械手22，多排测试探针21固定在机械手22的端部，测试探针21的排数与基座10上插槽的数量一致，每排测试探针21对应一个插槽和一个霍尔板1。机械手22与基座10间隔设置，优选机械手22在基座10的上方，霍尔传感器1a与测试探针21一一对应，机械手22可在主控单元30的控制下上下运动而靠近或远离基座10，以相应实现测试探针21与相应的霍尔传感器1a的电性接触或断开。

人机交互模块40包括用于显示测试结果的显示装置，其可以是计算机、手机、平板电脑等终端设备，人机交互模块40可以通过RS-232或者USB、无线连接等方式进行通信。

主控单元30具体包括片选模块31、单片机32和通信模块33，片选模块31为多通道芯片，每个片选模块31与相应的多个测试探针21电连接，用于为相应的霍尔传感器1a选择信号通道，通过将片选模块31设置成多通道可以增加一次测试霍尔传感器1a的个数，有利于提高测试效率；单片机32用于判断霍尔板1的正常与否，获得测试结果；通信模块33优选为RS-232或USB等串口通信芯片，用于与人机交互模块40连接，传递人机交互模块40发出的测试命令和主控单元30得出的测试结果。

通过将主控单元30连接在人机交互模块40和机械模块20之间，一方面可以利用测试探针21为基座10上的霍尔传感器1a提供电源；另一方面，还可以根据人机交互模块40发送的启动测试的测试命令控制电磁铁11产生磁场、控制机械手22的移动动作、根据接收到的霍尔传感器1a的输出信号判断相应的 霍尔传感器1a的工作状态的正常与否，并将测试结果发送给人机交互模块40进行显示。

作为本实施例的优选方式，设置基座10上插槽的数量为8个，可以同时测量8块霍尔板1，则主控单元30上有24个对应霍尔传感器1a的信号通道，当当一个8通道的片选芯片无法一次性实现24个信号通道时，可以设置3块8通道的片选芯片组合在一起来实现。这样，即可一次实现8块具有3个霍尔传感器1a的霍尔板1的自动化测试，测试效率高。

结合图3所示，该无刷直流电机中霍尔板的自动化测试系统的操作方式按如下步骤进行：

S1、人机交互模块40发送启动测试的测试命令到主控单元30；

S2、主控单元30接收启动测试的测试命令，并控制机械模块20下降，使测试探针21与霍尔板1上的霍尔传感器1a一一电接触；

S3、主控单元30激发霍尔传感器1a周围的测试磁场；

S4、主控单元30开启连接测试探针21的电源，为霍尔传感器1a供电，记录霍尔传感器1a的输出信号后，关闭连接测试探针21的电源；

S5、主控单元30控制电磁铁11中的电流方向，改变测试磁场方向，并再次开启连接测试探针21的电源，记录霍尔传感器1a的输出信号后，关闭连接测试探针21的电源；

S6、对比霍尔传感器1a两次的输出信号，判断霍尔传感器1a正常与否形成测试结果。

S7、将测试结果发送给人机交互模块40。

步骤S6完成后，主控单元30控制机械手22上升，测试探针21与霍尔板上的焊点不再接触。步骤S6中，若霍尔传感器1a两次的输出信号并无变化，则可以据此很快确定霍尔传感器1a故障。

为避免其他干扰因素的影响，步骤S5和S6可以重复多次，通过不断改变测试的磁场来使霍尔传感器的工作状态改变多次，以提高测试结果的可靠性和准确性。

本发明通过一次性测试多块霍尔板1，使机械手22上的测试探针21与霍尔 板1上的霍尔传感器1a的数量相同，提高了测试便利性。

具体在测试过程中，可以在人机交互模块40上以不同颜色显示或不同编码清晰地表示出不同的霍尔传感器1a的工作状态。如以红色表示霍尔传感器功能失效，以绿色表示霍尔传感器功能正常；或者以奇数表示霍尔传感器功能正常，以偶数表示霍尔传感器功能失效，一次测试8块霍尔板即24个霍尔传感器，需要48个编码。

利用本发明的自动化测试系统可以很方便、快速地对无刷直流电机中单块或者多块霍尔板进行测试，自动化程度高，解决了现有技术中需要在装备完电机后才能对霍尔板进行测试的问题，同时还可根据需要扩充待测霍尔板数量，实现了自动化测试，大大提高了电机的生产效率。

以上仅是本申请的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。