专利名称：智能式吸力特性测试仪的制作方法
技术领域：
本发明属于智能式吸力特性测试仪。
目前对电磁铁吸力特性的测式大部分还是采用尺和弹簧秤进行测量，然后再进行计算，手工绘制特性曲线，因而测量不准确，误差大，劳动强度大，效率低。在US4887461专利文件中公开了一种力矩传感器，其结构是在轴上有一个交流激磁线圈，轴套上有四个组成电桥的感应线圈，当轴和被测件一起转动时，在感应线圈里产生感应电压，从而改变轴套和轴的相对位置，因而改变两个线圈的互感从而得到力矩的大小。该感应器只能作为一个元件使用，如要测量力矩还必须配上测量的机械机构和测量电路。单独作一个元件使用结构复杂，造价高。在WO88/09489专利文件中公开了一种通用的测量仪表，该表是用微机处理方法测量电路或元件的电参数，但不能测试电磁铁的吸力特性。
本发明的目的在于克服现有技术中的不足之处而提供一种采用微机处理方法，精确的显示各种数据及绘制特性曲线的吸力特性测试仪。
本发明的目的是这样实现的智能式吸力特性测试仪的结构是在具有滑道的支架底板上装有工作台板，工作台板上固装有导柱，导柱的另一端装有设有调整长孔的夹具底板，其上装有试件夹具，调节丝杠穿过支架底板上的中间滑道和工作台板与夹具底板相连接，在固装在支架底板上的两个转轴支座上装有转轴，转轴中间部位的调整长孔上装有试件衔铁支架，转轴的一端通过弹性联轴节与固装在底板上的传感器座相连接，传感器座上装有角度传感器，另一端通过轴套与扭矩传感器相连接，扭矩传感器的一端连接定角杠杆后装在固装在支架底板上的传感器座上，传感器座上还装有顶部与定角杠杆一端相抵的定角丝杠，角度传感器和扭矩传感器用电缆与电器箱内的微机处理电路相连接，其电路输出与数字显示电路相连接。
测试电路的连接方法是测试仪机械机构上的角度传感器的输出通过电缆接入微机与接口电路，其扭矩传感器的输出用导线接入放大电路，放大电路输出接模数转换电路，逻辑控制电路一端接入微机与接口电路，另一端接被测件，被测件与线性整流电路之间接有电流传感器和电压传感器，线性整流电路的输出接模数转换电路，模数转换电路输出接微机与接口电路，微机与接口电路输出接电器扭矩显示电路、转角显示电路、电压显示电路、电流显示电路、打印机和停电保护电路。
附图的图面说明如下
图1为本发明正面示意图;
图2为图1A向视图;
图3为转角机构示意图;
图4为本发明电器箱正面视图;
图5为图4的B向视图;
图6为本发明电路方框图;
图7、图8、图9、图10为本发明电路原理图。
下面结合附图对本发明实施例作进一步详述在支架1上固装着有三个滑道的底板3，底板上装有工作台板4，工作台板上固装有四根导柱5，导柱的另一端装有在6处设有调整长孔的夹具底板7，通过底板上的调整长孔用螺栓固装着试件夹具8，调节丝杠9穿过底板上的中间滑道和工作台板与夹具底板相连接。固装在底板上的两个转轴支座10上装有转轴11，转轴的中间部位12处的调整长孔上固装着试件衔铁支架13。转轴的一端通过弹性联轴节14与传感器座15相连接，在传感器座上装有角度传感器16。转轴的另一端通过轴套17连接着扭矩传感器18，扭矩传感器的另一端装有定角杠杆19和传感器座20。传感器座上还装有定角丝杠21。定角丝杆的顶端与定角杠杆的一端相抵，通过改变定角杠杆的角度，改变被测件之间的距离。
电器箱22的面板上23处是控制按钮，24处是调零旋钮，25处是电源开关，26处是扭矩显示，27处是转角显示，28处是电压显示，29处是电流显示。
测试电路原理图如图7、图8、图9、图10所示。图7中“SPCJX”为试件线圈，它的“通”“断”由继电器J1控制，线圈上的电压接电压传感器(由R1、R2和R3组成)，线圈电流接电流传感器(由R5、R6、R7、R8组成)。并经继电器J3触点J3-1切换分别将分压后的电压、分流后的电流信号送至线性整流器LZIN。
力矩传感器信号经“335”放大器放大后，由继电器J4的触头J4-1、J4-2切换和经线性整流器整流后的LZOUT信号分别送入模数转换器7135，7135将转换的数字量送入图8的八线驱动器2441、2442，由它们通过数据总线与单片机8048DB相连，键盘由2443与总线DB相连，角度传感器OPTCODER输入信号由2444连总线DB，打印机输出口由锁存器273与总线DB相连。2441-4和273的片选信号由4-16译码器45151提供。45151与图9的单片机8048相连。七路达林顿驱动器陈列MC1413用于驱动继电器J2、J3、J4，它的1-3端接单片机I/O端口P24-6。图9中八D锁存器373与EPROM2732组成程序存贮器扩展电路，单片机8048的总线DB0-7通过八同相三态收发器245将数据信号B5-8送至图8的45151的A、B、C、D端，将B1-4送至图10的2445的O1-4端，图10中的BCD-7段锁存/译码/驱动器45111-16与七段显示器LED1-16组成显示电路、45111的片选信号由4-16译码器45152提供。以上4图构成测试仪的电路部分。
使用时，将被测衔铁装在试件衔铁支架上，可根据试件大小在转轴的调节长孔上更换衔铁支架。试件铁芯装在试件夹具上，夹具可根据铁芯的大小在底板上的调节长孔内沿X方向调整。夹具底板可在导柱上沿Z方向移动进行调整，通过丝杠自锁固定。工作台板可在支架底板上的滑道内沿Y方向上下移动，然后用螺栓固定。因此本装置可根据试件尺寸大小，实现X-Y-Z方向自由调整。试件装好后，转动定角丝杠并自锁，使定角杠杆带动转轴转动一个角度，被测衔铁与铁芯离开一个距离，接通电源，铁芯与衔铁相互吸引，使转轴转动，转动扭矩通过扭矩传感器送入微机处理系统，通过电器箱面板上的扭矩显示以数字显示出来，定角丝杠转动的角度通过角度传感器送入微机处理系统通过电器箱面板上的角度显示以数字显示出来，试件线圈内的电流、电压通过电流传感器、电压传感器、经过放大电路，微机处理系统在电流、电压显示处以数字显示出来，若把转角从零度逐步调整到最大转角，可测得不同转角时的扭矩、电流、电压值，接通打印机，即可输出特性曲线M＝f(θ)或F＝f(θ)，F＝f(I)。
本发明测试仪的测量范围如下力矩0-500牛顿·米;
精度分别为0.05%、0.1%、0.5%三个等级;
转角0-360度;
测角误差(均方根误差)±15′、±20′、±40′三个等级;
激磁线圈电压0-660伏特、精度±0.0025%;
激磁线圈电流0-10安培、精度±0.0025%。
本发明与现有技术相比有如下优点该测试仪使用方便、测试迅速，可同时以数字显示转角、力矩、电流和电压;并可根据需要打印出特性曲线;所配微机可同时承担控制管理数据运算和处理、故障监控、自检、误差修正等任务，具有智能化的功能。适用于测量各种尺寸的转动式交流电磁系统。
权利要求
1.一种智能式吸力特性测试仪，其特征在于在具有滑道的支架底板上装有工作台板，工作台板上固装有导柱，导柱的另一端装有设有调整长孔的夹具底板，其上装有试件夹具，调节丝杠穿过支架底板上的中间滑道和工作台板与夹具底板连接，在固装在支架底板上的两个转轴支座上装有转轴，转轴中间部位的调整长孔上装有试件衔铁支架，转轴的一端通过弹性联轴节与固装在底板上的传感器座相连接，传感器座上装有角度传感器，另一端通过轴套与扭矩传感器连接，扭矩传感器的一端连接定角杠杆后装在固装在支架底板上的传感器座上，传感器座上还装有顶部与定角杠杆一端相抵的定角丝杠，角度传感器和扭矩传感器用电缆与电器箱内的微机数据处理电路相连接，其电路输出与数字显示电路相连接。
2.按照权利要求1所说的测试仪，其特征在于测试电路的连接方法是测试仪机械机构上的角度传感器的输出通过电缆接入微机与接口电路，其扭矩传感器的输出用导线接入放大电路，放大电路输出接模数转换电路，逻辑控制电路一端接入微机与接口电路，另一端接被测件，被测件与线性整流电路之间接有电流传感器和电压传感器，线性整流电路的输出接模数转换电路，模数转换电路输出接微机与接口电路，微机与接口电路输出接扭矩显示电路、转角显示电路、电压显示电路、电流显示电路、打印机及停电保护电路。
全文摘要
一种智能式吸力特性测试仪，是在支架底板上装有试件夹具工作台，该工作台可使试件完成X-Y-Z方向调整。在固装在支架底板上的转轴支座上装有安装试件支架的转轴，其两端分别安装着定转角机构、扭矩传感器和转角传感器，试件及传感器与微机处理、数据显示、打印电路相连接。该测试仪使用方便，测试精确，功能齐全，具有智能化特点。适用于测量各种尺寸的转动式交流电磁系统。
文档编号G01L3/00GK1055996SQ9110258
公开日1991年11月6日 申请日期1991年4月25日 优先权日1991年4月25日
发明者张云峰, 李志刚, 郑加强, 孟庆龙 申请人:河北工学院