一种电感式传感器模拟测试方法与流程

本发明涉及传感器测试技术领域，具体涉及一种电感式传感器模拟测试方法。

背景技术：

电感式传感器利用线圈自感或互感系数的变化来实现非电量电测的一种装置。利用电感式传感器，能够对位移、压力、振动、应变、流量、速度等参数进行测量。具有结构简单、灵敏度高、输出功率大、输出阻抗小，抗干扰能力强及测量精度高等一系列优点，因此在机电控制系统中得到广泛应用。

为了准确测量传感器的测试精度，一般传感器都需要设计制造专用测试设备用以计量传感器产品。根据传感器产品实际安装环境和测试条件，进行传感器的测试计量，得到的传感器性能最为真实。但在实际应用中，部分传感器安装位置结构特殊，无法实现传感器真实安装条件下的测试计量，或传感器测试时，需要借助的资源太大，开发真实测试设备成本太高，因此需要开发模拟测试设备，模拟产品的测试条件，尽量满足传感器的准确测量。

当前，传统的电感式传感器的测试多以静态测试为主，但很多传感器实际实用时，传感器与被测物之间存在一个较高的相对移动速度，如某型电感式速度传感器，被测件的速度最高达到近200m/s，如果采用常规的测试方法，需要设计一台满足运作速度要求的设备，具有很大的难度，因此，传感器一般只测低速时的测试精度。当前传统的测试方法存在以下缺点：多以静态测试为主，无法方便模拟实际产品应用场景测试；且对于大型产品的测试，无法实现小型化；测试设备开发成本高。

技术实现要素：

本发明提供了一种电感式传感器模拟测试方法，其目的是实现对于多类型电感式传感器的快速高效测试，以及实现对传感器高频率测试下的响应速度测试，并降低传感器专用测试设备的开发难度和成本。

为了实现上述发明目的，本发明提供了如下的技术方案：一种电感式传感器模拟测试方法，包括以下：

(1)根据测试要求设计模拟线圈板，并将模拟线圈板上的模拟线圈两端接入开关控制器中；

(2)设计控制电路，通过控制开关控制器的开关来实现模拟线圈的导通；

(3)通过控制模拟线圈的导通，使模拟线圈形成闭合线圈，进而在电感式传感器测试端面形成闭合导体面，以模拟被测物体经过电感式传感器测试端；

(4)改变电感式传感器测试端的电感，电感式传感器输出对应测试物理量；

(5)将步骤(4)得到的测试物理量对比控制电路的控制信号，计算并获得电感式传感器的测量精度。

优选地，所述模拟线圈为同心多圈结构，为了增强测试效果也可布置多层线圈结构。

优选地，所述模拟线圈为若干个，若干个模拟线圈一起并按一定的规律组合进行通断，可用于电感式相对位置传感器的标定。

优选地，所述开关控制器以较低的频率切换时，则模拟线圈板上的模拟线圈则可等效为一静态金属体，用于电感式位移传感器的标定。

优选地，所述开关控制器以较高的频率切换时，用于电感式速度传感器的标定。

优选地，所述模拟线圈板由pcb板制作，或采用金属材料加工对应模拟线圈，将对应模拟线圈固定在绝缘材料上。

优选地，所述控制电路还留有通讯口，控制电路通过usb、网线或rs232串口与上位机通讯，可以在上位机上方便快捷地进行测试操作。

本发明所达到的有益效果是：本发明大大地提高了产品测试的集成化、组合化和通用化，降低了测试系统复杂度和重量，具有很好的经济性；依据本发明测试方法可设计多型测试设备并进行相关测试，可实现对多类型电感式传感器的模拟测试；与传统的实物测试进行对比，其整体性能满足设计要求，能够实现电感式速度传感器、电感式间隙传感器、电感式相对位置传感器等的准确模拟测试。

附图说明

图1是本发明一种电感式传感器模拟测试方法的主要组成及原理框图。

具体实施方式

以下结合附图1对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

一种电感式传感器模拟测试方法，包括以下：

(1)根据测试要求设计模拟线圈板，并将模拟线圈板上的模拟线圈两端接入开关控制器中；

(2)设计控制电路，通过控制开关控制器的开关来实现模拟线圈的导通；

(3)通过控制模拟线圈的导通，使模拟线圈形成闭合线圈，进而在电感式传感器测试端面形成闭合导体面，以模拟被测物体经过电感式传感器测试端；

(4)改变电感式传感器测试端的电感，电感式传感器输出对应测试物理量；

(5)将步骤(4)得到的测试物理量对比控制电路的控制信号，计算并获得电感式传感器的测量精度。

本发明一种电感式传感器模拟测试方法，能够很好实现对多种电感式传感器的模拟测试，在满足常规静态测试的基础上，还能实现模拟被测物高速移动条件下的传感器模拟测试。

本发明中的模拟线圈板，其板上的模拟线圈的面积、单个线圈的宽度，可以根据被测传感器结构和被测物理量进行设计，常见的为同心多圈结构，根据单次测试被测传感器的数量，可以在单块模拟测试板上布置多个模拟线圈。模拟线圈板一般由pcb板制成；也可根据需要，采用金属材料加工对应模拟线圈，并粘接或固定在绝缘材料上制成模拟线圈板。

所述控制模拟线圈的导通，通过开关控制器和开关控制电路实现，开关控制器选用机械开关和开关类电子器件，如模拟开关或继电器。

模拟线圈板上的所有线圈的两端都要接入开关控制器中，对于单个模拟线圈，当开关控制器切换至导通时，模拟线圈形成闭合回路。此时在传感器测试端形成导体平面，改变传感器的电感值，进而使传感器输出对应测试值。

开关控制器一般有传统的机械开关和开关类电子器件等，传统的机械开关能够满足较低频率的测试要求，若要进行高速模拟测试，需要选用开关类电子器件作为开关控制器，如模拟开关、继电器等。

若开关控制器变化频率较低，则模拟线圈板上的模拟线圈则可等效为一静态金属体，可用于电感式位移传感器的标定；若开关控制器以较高的频率切换，则可用于电感式速度传感器的标定；若多个模拟线圈一起，按一定的规律组合进行通断，则可用于电感式相对位置传感器的标定。

模拟线圈板与开关控制器的连接，可以直接通过pcb布线连接外，也可以通过接插件，导线等连接。

控制电路主要根据测试需要，产生控制开关控制器的控制信号，一般可以采用单片机、mcu、fpga等控制芯片，利用控制芯片产生稳定的频率信号，控制电子类开关控制器的导通，满足传感器的高速测试需要，也可以只用利用信号发射器等设备直接产生频率信号控制开关控制器。控制电路与开关控制器之间，可以通过pcb布线、电连接器、导线等多种方式连接。为了满足多种测试需要，控制电路还留有通讯口，一般通过usb，网线或rs232等串口与上位机通讯，可以在上位机上方便快捷地进行测试操作。

传感器信号采集分析电路，主要根据传感器的输出信号特点，对传感器的输出信号进行采集，根据信号采集结果对比控制电路的控制信号，确定传感器是否满足测试要求。

本发明专利巧妙利用电感式传感器的测量原理，通过设计模拟线圈板，通过控制电路，控制开关控制器的开关，实现模拟线圈的导通，在电感式传感器测试端形成导体面，模拟被测物体经过电感式传感器被测面，根据电感式传感器的输出，对比控制电路的控制信号，计算电感式传感器的测量精度。

以传统的电感式速度测试设备为例，一般由电机，变速箱，音轮，测试夹具，控制柜等多部件组成，设备整体结构尺寸大，运行中噪音大，安全防护要求高，且功耗大，一般只能用于单一型号产品使用，通用性差。

根据该发明制作的测试设备，主要由一块模拟线圈板，一块开关控制器(板)，一块控制电路板等组成，产品结构大大简化，针对不同产品，选择不同的模拟线圈即可满足产品测试需要，大大地提高了产品测试的集成化、组合化和通用化，降低了测试系统复杂度和重量，具有很好的经济性。

本发明适用于电感式传感器产品的模拟测试上。