比例电磁阀控制信号检测装置及比例电磁阀性能测试系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及比例电磁阀信号检测领域，特别涉及一种比例电磁阀控制信号检 测装置及比例电磁阀性能测试系统。
【背景技术】
[0002] 通过比例电磁阀接收到的控制信号与其输出信号形成的输入一输出特性曲线是 衡量一个电磁阀性能优劣的重要标准之一，也是技术人员使用、研究和设计比例电磁阀关 注的重点。
[0003] 由于比例电磁阀信号尤其是对PWM信号采集的难度较大，目前还没有采集比例电 磁阀信号的专有检测系统。这对比例电磁阀元件本身性能研究和提升的进程，对于掌握比 例电磁阀在实际系统中的性能发挥和衡量其对实际系统的影响也造成了较大的障碍。 【实用新型内容】
[0004] 鉴于以上技术问题，本实用新型提供了一种比例电磁阀控制信号检测装置及比例 电磁阀性能测试系统，可以采集比例电磁阀的控制信号，并能抗干扰便捷地输送精确的采 集信号。
[0005] 根据本实用新型的一个方面，提供一种比例电磁阀控制信号检测装置，包括霍尔 检测器，其中，所述霍尔检测器包括C形磁环、原边被测信号线、副边补偿线圈、霍尔元件、 放大电路、测量电阻，其中：
[0006] 副边补偿线圈缠绕在磁环上，霍尔元件设置在磁环缺口处，霍尔元件的输出端通 过放大电路与副边补偿线圈的一端连接，副边补偿线圈的另一端与测量电阻连接，原边被 测信号线穿过磁环；
[0007] 磁环在原边被测信号线有被测电流通过时，将原边被测信号线上产生的第一磁场 聚集到霍尔元件上，其中所述被测电流信号是比例电磁阀控制信号；霍尔元件在感应到磁 环聚集的第一磁场时，输出霍尔电压；放大电路对霍尔电压进行放大，并在磁环的副边补偿 线圈上形成副边补偿电流，以便副边补偿电流在磁环上通过多匝绕组产生第二磁场，以补 偿第一磁场；测量电阻将第一磁场等于第二磁场时的副边补偿电流转换为测量电压信号输 出。
[0008] 在本实用新型的一个实施例中，所述放大电路包括运算放大器和功率放大器。
[0009] 在本实用新型的一个实施例中，所述霍尔检测器还包括外部电源，外部电源与功 率放大器连接，为功率放大器供电。
[0010] 在本实用新型的一个实施例中，所述外部电源是外部双极性供电电源。
[0011] 在本实用新型的一个实施例中，所述原边被测信号线设置在C形磁环内孔的中心 位置。
[0012] 在本实用新型的一个实施例中，所述装置还包括用于固定安装所述霍尔检测器的 安装防护设备。
[0013] 在本实用新型的一个实施例中，所述安装防护设备采用铝合金材质。
[0014] 在本实用新型的一个实施例中，所述装置还包括抗干扰设备，所述抗干扰设备包 括电阻和电容组成的阻容网络，所述抗干扰设备一端与霍尔检测器测量电压输出端的负极 连接，另一端与模拟地连接。
[0015] 在本实用新型的一个实施例中，所述装置还包括输出接口，所述输出接口与霍尔 检测器连接，以向外输出所述被测信号。
[0016] 根据本实用新型的另一方面，提供一种比例电磁阀性能测试系统，其特征在于，包 括控制信号输出装置、比例电磁阀、比例电磁阀控制信号检测装置、比例电磁阀性能测试装 置和数据采集仪，其中控制信号输出装置分别与比例电磁阀、比例电磁阀控制信号检测装 置连接，比例电磁阀性能测试装置分别与比例电磁阀控制信号检测装置和数据采集仪连 接，其中：
[0017] 比例电磁阀控制信号检测装置，是上述任一实施例中所述的比例电磁阀控制信号 检测装置；
[0018] 控制信号输出装置产生和输出比例电磁阀控制信号；比例电磁阀根据比例电磁阀 控制信号输出相应的电磁阀信号；比例电磁阀性能测试装置根据比例电磁阀控制信号检测 装置输出的被测电流信号和比例电磁阀输出的电磁阀信号确定电磁阀性能；数据采集仪采 集比例电磁阀控制信号检测装置输出的被测电流信号。
[0019] 本实用新型将磁平衡原理结合霍尔效应应用于比例电磁阀信号的采集，通过补偿 电流得到被测信号，被测信号的任何变化都能敏锐的被检测到，因此可以测量任意波形的 电流和电压包括脉冲波形，因此该检测装置性能稳定，线性度好，精度高，测量范围广。
【附图说明】
[0020] 为了更清楚地说明本实用新型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 是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前 提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0021] 图1为本实用新型一个实施例中比例电磁阀控制信号检测装置的霍尔检测器的 示意图。
[0022] 图2为本实用新型另一实施例中比例电磁阀控制信号检测装置的霍尔检测器的 示意图。
[0023] 图3为本实用新型比例电磁阀控制信号检测装置一个实施例的示意图。
[0024] 图4为本实用新型一个实施例中安装防护设备的示意图。
[0025] 图5为本实用新型比例电磁阀控制信号检测装置另一实施例的示意图。
[0026] 图6为本实用新型一个实施例中抗干扰设备的示意图。
[0027] 图7为本实用新型比例电磁阀控制信号检测装置又一实施例的示意图。
[0028] 图8为本实用新型一个实施例中输出接口的示意图。
[0029] 图9为本实用新型比例电磁阀性能测试系统一个实施例的示意图。
【具体实施方式】
[0030] 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、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的 实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用 新型及其应用或使用的任何限制。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
[0031] 除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表 达式和数值不限制本实用新型的范围。
[0032] 同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际 的比例关系绘制的。
[0033] 对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适 当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。
[0034] 在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不 是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。
[0035] 应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一 个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
[0036] 根据本实用新型的一个方面，提供一种比例电磁阀控制信号检测装置，包括霍尔 检测器，其中：
[0037] 霍尔检测器，用于根据副边补偿电流确定原边的被测电流，其中所述被测电流信 号是比例电磁阀控制信号，副边补偿电路的测量电阻将副边补偿电流转换为测量电压信 号，以便于采集；而比例电磁阀是用电磁控制的工业设备，用在工业控制系统中调整介质的 方向、流量、速度和其他的参数，电磁阀可以配合不同的电路来实现预期的控制，电磁阀中 的信号以电流信号和PWM(Pulse-Width Modulation，脉宽调制）信号为主；PWM是利用微处 理器的数字输出来对模拟电路进行控制的一种非常有效的技术。
[0038] 图1为本实用新型一个实施例中比例电磁阀控制信号检测装置的霍尔检测器的 示意图。如图1所示，所述霍尔检测器包括C形磁环、原边被测信号线、副边补偿线圈、霍尔 元件、放大电路、测量电阻，其中：
[0039] 副边补偿线圈缠绕在磁环上，霍尔元件设置在磁环缺口处，霍尔元件的输出端通 过放大电路与副边补偿线圈的一端连接，副边补偿线圈的另一端与测量电阻连接，原边被 测信号线穿过磁环。
[0040] 磁环在原边被测信号线有被测电流通过时，将原边被测信号线上产生的第一磁场 聚集到霍尔元件上，其中所述被测电流信号是比例电磁阀控制信号。
[0041] 霍尔元件在感应到磁环聚集的第一磁场时，输出霍尔电压。其中，霍尔元件是人们 根据霍尔效应，用半导体材料制成的元件，霍尔元件具有对磁场敏感、结构简单、体积小、频 率响应宽、输出电压变化大和使用寿命长等优点；而霍尔效应是在半导体薄片两端通以控 制电流I，并在薄片的垂直方向施加磁感应强度为B的匀强磁场，则在垂直于电流和磁场的 方向上，将产生电势差为UH的霍尔电压的现象。
[0042] 放大电路对霍尔电压进行放大，并在磁环的副边补偿线圈上形成副边补偿电流， 以便副边补偿电流在磁环上通过多匝绕组产生第二磁场，以补偿第一磁场。
[0043] 测量电阻将第一磁场等于第二磁场时的副边补偿电流转换为测量电压信号输出， 以便确定副边补偿电流值，进而确定原边被测电流。
[0044] 基于本实用新型上述实施例提供的比例电磁阀控制信号检测装置，将磁平衡原理 结合霍尔效应应用于比例电磁阀信号的采集，通过补偿电流得到被测信号，被测信号的任 何变化都能敏锐的被检测到，因此可以测量任意波形的电流和电压包括脉冲波形，因此该 检测装置性能稳定，线性度好，精度高，测量范围广；采用磁平衡原理，被测电路和副边补偿 电路有良好的电气隔离性，几乎不影响被测电路；从磁场失衡到再次平衡，所需的时间理论 上不到1 μ s，因此带宽很宽；采用磁平衡式霍尔检测器无触点、无磨损、输出波形清晰、无 抖动、无回跳、位置重复精度高。
[0045] 在本实用新型的一个实施例中，如图2所示，所述放大电路可以包括运算放大器 和功率放大器。
[0046] 在本实用新型的上述实施例中，在霍尔元件输出霍尔电压后，该电压信号经运算 放大器功率放大后驱动功率放大器并使其导通，外部电源可以通过导通的功率放大器在磁 芯上