一种制动吸盘电磁铁释放时间测量方法及电路与流程

本发明涉及吸盘电磁铁测量技术领域，尤其涉及一种制动吸盘电磁铁释放时间测量方法及电路。

背景技术：

吸盘类电磁铁作为电磁铁的一种特殊种类，对释放时间的要求非常重要，如应用于在汽车刹车上的电磁制动器，其内就设置有制动吸盘电磁铁,应用在汽车上的制动吸盘电磁要求其必须快速响应以及时刹车，以确保汽车驾驶人员的安全性。

如图1所示，电磁制动器包括制动吸盘电磁铁和连接吸盘电磁铁的刹车部分，刹车部分包括刹车片、刹车鼓及固定板，制动吸盘电磁铁与刹车部分通过连接螺钉固定连接，固定板则将整个电磁制动器安装在车轮位置。

制动吸盘电磁铁包括金属的吸盘壳体，装在吸盘壳体内的线圈，吸盘壳体的端面通过弹簧连接有衔铁。

在线圈通电后,吸盘壳体成为为一个整体的大磁铁,由于磁力，吸盘壳体的端面将衔铁拉近吸合，弹簧处于压缩状态，此时衔铁与刹车片脱离接触，故车轮可旋转。

由于线圈是感性存储元件，当断电后,其上的电流并不是马上降为零，故断电后线圈在短时间内仍然有电流通过，这样断电后吸盘壳体仍然有磁性将衔铁吸合住，但是因为电流在减小直至慢慢降为零，故吸盘壳体的吸力也在减弱，当吸盘壳体的吸力小于弹簧的反向弹力时，衔铁将会被弹开而脱离吸盘壳体的端面，衔铁脱离吸盘壳体后在弹力作用下与刹车片紧密接触，而起到刹车作用。

当电磁制动器断电后直至衔铁脱离吸盘壳体起刹车作用的时间称为制动吸盘电磁铁释放时间，也就是制动吸盘电磁铁释放衔铁的反应时间长度。制动吸盘电磁铁的释放反应时间长度是衡量制动吸盘电磁铁是否合格的关键参数。故制动吸盘电磁铁出厂前进行释放反应时间长度的测量是重要的测试工序。

但是现有制动吸盘电磁铁的释放反应时间长度测量采用的是外加电机，让电机旋转，然后测量制动吸盘电磁铁什么时候把电机刹住的而得到释放反应时间长度,整个装置结构复杂,并需要配置有一套复杂的系统来配合执行,测量不方便、快捷，测量效率低且成本高。

因此，现有技术还有待改进。

技术实现要素：

鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种制动吸盘电磁铁释放时间测量方法及电路，旨在使得制动吸盘电磁铁释放时间的测量简单，快速，直观，且成本低。

为实现上述目的，本发明采取了以下技术方案：

一种制动吸盘电磁铁释放时间测量方法，其中，包括如下步骤：

s10，将制动吸盘电磁铁接入测量电路，所述测量电路包括串联设置的电源，开关电路，及电流传感器，还包括与电流传感器连接的示波器，制动吸盘电磁铁接入测量电路后与电源，开关电路，及电流传感器串联；

s20，导通开关电路使得整个测量电路通电，示波器上显示制动吸盘电磁铁的电流波形；

s30，关断开关电路，获取电流波形上由平直段开始下降的位置，将该开始下降位置的时间作为计时起始时刻；

s40，获取该电流波形上的由平直段下降然后再上升到最高处的至少一个位置，将该至少一个最高处位置的中间点的时间作为计时结束时刻；

s50，将计时结束时刻与计时起始时刻相减后得到制动吸盘电磁铁的释放反应时间长度。

其中，在步骤s40中：

当最高处位置只有一个时,将该最高处位置视为中间点，并将该中间点的时间作为计时结束时刻,

当最高处位置有多个时,将该多个最高处位置的中间点的时间作为计时结束时刻。

其中，所述制动吸盘电磁铁的电流波形数据采用智能电子设备进行计算分析并显示该制动吸盘电磁铁的释放反应时间长度。

其中，所述测量电路还包括并联设置在电源与制动吸盘电磁铁之间的释放电路，用于断电后为制动吸盘电磁铁提供电流释放回路。

其中，所述开关电路由一波形发生器及一mos管组成，所述mos管串接在测量电路中并由波形发生器控制通断。

本发明还提出一种制动吸盘电磁铁释放时间测量电路，其中，该电路采用前述的方法测量制动吸盘电磁铁的释放反应时间长度，所述测量电路包括：

串联设置的电源，开关电路，及电流传感器，还包括与电流传感器连接的示波器，制动吸盘电磁铁接入测量电路后与电源，开关电路，及电流传感器串联，示波器获取制动吸盘电磁铁断电后至完全释放过程的电流并将该电流的波形进行显示。

其中，所述开关电路包括一波形发生器及一mos管，所述mos管串接在测量电路中并由波形发生器控制通断。

其中，所述波形发生器为方波发生器。

其中，所述测量电路还包括并联设置在电源与制动吸盘电磁铁之间的释放电路，用于断电后为制动吸盘电磁铁提供电流释放回路。

其中，所述释放电路为并联在电源与制动吸盘电磁铁之间的续流二极管。

本发明的制动吸盘电磁铁释放时间测量方法，通过使用示波器获取制动吸盘电磁铁在断电后的电流波形，并在电流波形上得到由平直段开始下降的位置的时间，以及得到由平直段下降然后再上升到最高处位置点时间，两者相减即得到了制动吸盘电磁铁的释放反应时间长度，整个测量电路简单，测量过程快速，测量结果直观易获取且成本低，提高了制动吸盘电磁铁释放时间的测量效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明制动吸盘电磁铁用于电磁制动器的结构示意图；

图2为本发明制动吸盘电磁铁释放时间测量方法第一实施例的流程示意图；

图3为本发明制动吸盘电磁铁释放时间测量电路第一实施例的原理示意图；

图4为本发明制动吸盘电磁铁释放时间测量电路的具体电路连接示意图；

图5为断电后如果衔铁没有释放的电流波形示意图；

图6为本发明制动吸盘电磁铁断电后至衔铁完全释放的电流波形示意图。

附图标记说明：

100-制动吸盘电磁铁，200-测量电路，1-电源，2-开关电路，21-波形发生器，22-mos管，3-电流传感器，4-示波器，5-释放电路。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

请参考图2，本发明提出一种制动吸盘电磁铁释放时间测量方法，其；流程包括如下步骤：

s10，将制动吸盘电磁铁100接入测量电路200，所述测量电路200包括串联设置的电源1，开关电路2，及电流传感器3，还包括与电流传感器3连接的示波器4，制动吸盘电磁铁100接入测量电路200后与电源1，开关电路2，及电流传感器3串联。

优选地，如图3所示,本发明测量电路200中电源1的输出端(正极)与电流传感器3的输入端连接，电流传感器3的输出端与开关电路2的输入端之间设置有测量接入点用于接入带测量的制动吸盘电磁铁100，开关电路3的输出端连接电源1的输入端(负极)。

即本发明在测量制动吸盘电磁铁100时,只需将制动吸盘电磁铁100接入本发明的测量电路200即可。

本发明的电源1可使用直流稳压电源。

s20，导通开关电路2使得整个测量电路200通电，示波器4上显示制动吸盘电磁铁100的电流波形。

因为电流传感器3与制动吸盘电磁铁100串联，故电流传感器3上的电流变化反应制动吸盘电磁铁100的电流变化。电流传感器3将采集到的电流信号发送至示波器4，示波器4对电流传感器3发送的数据进行分析处理后得到电流波形图，如图5和图6所示的电流波形图。

s30，关断开关电路2，获取电流波形上由平直段开始下降的位置，将该开始下降位置的时间作为计时起始时刻。

关断电路前，制动吸盘电磁铁100处于稳定的吸合状态，其上的电流是一个稳定值，故示波器上的电流波形曲线是一条平直的直线。

关断开关电路2时，电源1不再输出电流。制动吸盘电磁铁100是一电感元件，其上的电流不会马上降为零，而是逐步减小直至为零，故关断开关电路2的电流波形呈现逐渐下降的曲线，如图5和图6中所示。

电流波形上由平直段开始下降的位置，是电路断电的开始时刻，但是由于制动吸盘电磁铁100的电感作用，其上的衔铁并没有立即释放，故将此时作为制动吸盘电磁铁100释放衔铁反应时间长度的起始时刻t1。

s40，获取该电流波形上的由平直段下降然后再上升到最高处的至少一个位置，将该至少一个最高处位置的中间点的时间作为计时结束时刻。

而当断电后，吸盘壳体内线圈电流的逐渐减弱，吸盘壳体对衔铁的吸力减弱，当弹簧的反向弹力大于该吸力时，衔铁被弹开而与吸盘壳体的端面脱离接触。由于在脱开之前衔铁与吸盘壳体吸合形成一个共同的磁场，而在衔铁被弹开后，该磁场产生突变，而线圈会阻碍该磁场的突变，而产生一个增大磁场的感生电流，此时在示波器的电流波形上会在原下降曲线后面产生一个向上的曲线，当前曲线上升到最高点时，衔铁与吸盘壳体完全脱开，如图6所示。该最高点可能只有一个，也可能有多个数值相同的最高点。

如果断电后，使用外力挡住制动吸盘电磁铁100内的衔铁，使得衔铁没有脱离吸盘壳体而没有得到释放，则制动吸盘电磁铁100内线圈电流的波形最终如图5所示，其没有下降后再上升的曲线。

优选地，本发明测量方法中，当最高处位置只有一个时,将该最高处位置视为中间点，并将该中间点的时间作为计时结束时刻；当最高处位置有多个时,将该多个最高处位置的中间点的时间作为计时结束时刻。

多个数值相同的最高处位置存在时，上升段曲线在最高位置是一短直线，然后又开始下降。

s50，将计时结束时刻与计时起始时刻相减后得到制动吸盘电磁铁100的释放反应时间长度。

如图6所示，将t2与t1相减后即可得到制动吸盘电磁铁100的释放反应时间长度t。整个测量过程简单快速，测量电路也简单易于实现。

示波器4经过设置后可以直接自动对选取的t2，t1值进行相减，得到t并在示波器4上显示出来，测试者能非常直观地得到结果，提高测试效率。

本发明测量方法的原理在于：

制动吸盘电磁铁100内的线圈作为一个电感元件，在测试电路200断电后,电流并不是从原来的工作电流直接降到”零”,而是在线圈的电感性原理的作用,做缓慢下降的趋势。但是由于磁力的减弱，在弹簧的作用力下衔铁最终会脱离吸盘，而这个时候吸盘的磁场由于衔铁的脱离,会发生了很大的变化，根据”麦克斯韦”的电磁场理论,制动吸盘电磁铁100的线圈将会产生出一个感应电压,根据愣次定理,当磁场强度减小时,线圈产生的感应电流方向将是试图增大原磁场的方向,这样在理论上制动吸盘电磁铁100的线圈就将在这个时候会产生一个电流上升的现象。而本发明的测量方法用示波器4观察到这个上升沿的最高点,就得到了制动吸盘电磁铁100的释放时间点，用这个时间点与断电时间点相减后即可得到制动吸盘电磁铁100释放衔铁的反应时间长度，然后用该释放反应时间长度与标准参考值进行比较，就判断出该制动吸盘电磁铁100是否合格。

相对于现有技术中采用制动吸盘电磁铁100外接电机，然后通过检测制动吸盘电磁铁100断电后电机旋转的停止时间而计算释放反应时间长度，本发明的测量方法简单，快速，直观，节省测试成本。

优选地，本发明方法中，制动吸盘电磁铁100的电流波形数据采用智能电子设备进行计算分析并显示该制动吸盘电磁铁的释放反应时间长度。智能电子设备可以是手机，计算机等，电流波形数据通过导入到手机，计算机后经过手机，计算机内的程序进行分析、计算、对比后直接显示产品是否合格，进一步提高测量效率。

如图5所示，本发明还提出一种制动吸盘电磁铁释放时间测量电路200，该电路采用上述的方法测量制动吸盘电磁铁100的释放反应时间长度，所述测量电路200包括：

串联设置的电源1，开关电路2，及电流传感器3，还包括与电流传感器3连接的示波器4，制动吸盘电磁铁100接入测量电路后与电源1，开关电路2，及电流传感器3串联，示波器4获取制动吸盘电磁铁100断电后至完全释放过程的电流并将该电流的波形进行显示。由于该电流波形中能反应出断电时间及制动吸盘电磁铁100内衔铁完成释放而脱开吸盘的时间，故能从该电流波形中计算出制动吸盘电磁铁100的释放反应时间长度。

优选地，如图6所示，本发明的测量电路200中，开关电路2包括一波形发生器21及一mos管22，所述mos管22串接在测量电路200中并由波形发生器21控制通断。

波形发生器21由电源1供电，其输出端连接在mos管22的g栅极，输出脉冲信号以控制mos管22的通断，mos管22的d漏极与制动吸盘电磁铁100的输出端连接，mos管22的s源极连接电源1的负极，故mos管22的通断能控制制动吸盘电磁铁100所在回路的通断。本发明测量电路中，波形发生器21的输出端与在mos管22的g栅极之间还连接有一个限压电阻r2，以提供合适的导通电压。

优选地，所述波形发生器21为方波发生器。方波发生器发送的方波信号使得mos管22的关断导通迅速。

进一步地，本发明的测量电路100还包括并联设置在电源1与制动吸盘电磁铁100之间的释放电路5，用于断电后为制动吸盘电磁铁100提供电流释放回路。释放电路5可以加快制动吸盘电磁铁100释放衔铁的时间，缩短制动吸盘电磁铁100的释放反应时间长度t。

优选地，本发明的释放电路5为并联在电源1与制动吸盘电磁铁100之间的续流二极管d1。

本发明实施例提出的制动吸盘电磁铁释放时间测量方法及测量电路200，通过使用示波器4获取制动吸盘电磁铁100在断电后的电流波形，并在电流波形上得到由平直段开始下降的位置的时间，以及得到由平直段下降然后再上升到最高处位置点时间，两者相减即得到了制动吸盘电磁铁100的释放反应时间长度，整个测量电路简单，测量过程快速，测量结果直观易获取且成本低，提高了制动吸盘电磁铁100释放时间的测量效率。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。