专利名称：小型永磁体磁场均匀性检测方法
技术领域：
本发明涉及一种小型圆柱形永磁体垂直于中心轴、并以中心轴为圆心的同一圆周磁场均勻性检测的方法，特别是涉及一种霍尔式汽车ABS轮速传感器上使用的圆柱形永磁体的磁场均勻性检测的方法。
背景技术：
永磁体广泛用于汽车、电子通讯、航空航天等领域，并向小型化发展，对永磁体的磁场均勻性也提出了更高的要求。轮速信息是现代汽车ABS和ESP等的ECU所必须的判断依据，由于具有频率响应快、抗电磁波干扰能力强等优点，霍尔式轮速传感器的应用已成为国内外ABS轮速传感器的发展趋势。一般ABS的ECU要求霍尔式轮速传感器输出信号的占空比为30% 70%，否则，会将其判定为干扰信号而剔除。圆柱形永磁体是霍尔式轮速传感器的主要组成部件之一，其垂直于中心轴、并以中心轴为圆心的同一圆周磁场的均勻性将直接影响传感器输出信号的占空比。现有制造工艺很难保证永磁体磁场的良好均勻性， 且在轮速传感器生产线上没有快速有效的检测手段，因此不能保证霍尔式轮速传感器的生产质量。目前对磁体的磁场均勻性检测的方法主要有以下几种图像均勻度检测法、霍尔探头法、磁共振法。由于影响图像均勻性的因素很多，所以图像的均勻度并不能完全说明主磁场的均勻性；后两种方法是直接测量物理磁场，但由于其使用的传感器尺寸较大，采样点数受限，分辨率不高，不适用于体积较小的磁体(如一般霍尔式ABS轮速传感器用圆柱形永磁体的直径为5mm左右，长度均为4mm左右)的检测。中国专利ZL200610151116. 0提供了一种小型永磁体空间磁场的三维测量装置及其测量方法，能对多种形状的小型永磁体进行磁场测量，但其测量装置和测量操作复杂，用于磁场均勻性测量时检测效率低，成本高。目前，在霍尔式ABS轮速传感器生产过程中，永磁体磁场的均勻性没有合适的检测方法。
发明内容
为了克服现有技术对小型圆柱形永磁体的磁场均勻性测量精度不高、检测效率低和成本高等不足，本发明提供一种小型圆柱形永磁体磁场均勻性检测方法，它可实现小型圆柱形永磁体垂直于中心轴、并以中心轴为圆心的同一圆周磁场均勻性的快速高效检测。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是由调速电机⑴通过联轴器O)，带动被测永磁体(6)旋转，永磁体(6)安装在定位装夹杆(4)端部的中心孔内，该中心孔与定位装夹杆同轴且与被测永磁体为过盈配合，定位装夹杆用不导磁材料(如尼龙棒)制造，定位装夹杆由轴承( 和轴承( 支承定位。在永磁体的轴向中间位置安装磁头传感器(8) 感应永磁体旋转时磁场的变化并输出感应电压，计算机(11)通过数据采集卡(10)测量经过信号处理电路(9)调理过的电压信号，并对采集数据进行处理和分析，以信号的方差和峭度系数等统计量作为特征量，与设定特征量的阈值对比，判断被测永磁体的磁场均勻性是否符合要求。
本发明的有益效果是可以对小型圆柱形永磁体的磁场均勻性实现快速、精确检测，系统结构简单，投资少，检测成本低，用于永磁体质量检验，可控制其质量。
图1是本发明的系统组成示意图。图2是磁场分布均勻度较好永磁体的感应电压波形图。图3是磁场分布均勻度较差永磁体的感应电压波形图。图4是磁场分布均勻度不同的永磁体测试电压的方差分布图。图中1.调速电机，2.联轴器，3.轴承，4.定位装夹杆，5.轴承，6.永磁体，7.底座， 8.磁头传感器，9.信号处理电路，10.采集卡，11.计算机，12，轴承底座，13，轴承底座。
具体实施例方式下面结合附图进一步说明本发明所述磁场均勻性检测方法的具体实施方式
和实施例。首先将被测永磁体(6)放入定位装夹杆⑷端部的中心孔内夹紧，磁头传感器⑶ 安装在永磁体的轴向中间并与被测永磁体周向保持在适当距离，其次调节调速电机(1)以合适的转速转动，通过联轴器( 带动被测永磁体(6)旋转，磁头传感器感应永磁体旋转时磁场的变化并向信号处理电路(9)输出感应电压，信号处理电路(9)将调理后的电压信号送入数据采集卡(10)，供计算机(11)采集，计算机对采集的数据进行处理和分析，计算所采集数据的方差和峭度系数等统计量作为特征量，与特征量的设定阈值对比，判断被测永磁体的磁场均勻性是否符合要求。以某型霍尔式汽车ABS轮速传感器上使用的小型圆柱形永磁体磁场均勻性检测为例，被测永磁体大小05mmX4mm，材料N38UE，表面镀锌。采用APX-2112N型号单声道磁头、转速范围为0 3000rpm的无极调速电机、NI公司的NI9243集成采集板、NIUSB-9162 和PC机构建图1所示的磁场均勻性检测系统，定位装夹杆采用尼龙制成，磁头与永磁体表面间距2mm。基于LABVIEW平台开发系统软件，采样频率为50kHz，信号放大倍数为1000倍。 电机转速为HOOrpm时，磁场分布均勻度较好的永磁体旋转一周的电压波形如图2所示，磁场分布均勻度较差的永磁体旋转一周的电压波形如图3所示。选取同型号磁场分布均勻度较好和较差的永磁体各30个，其测试电压的方差分布如图4所示。若设定方差阈值为0. 16， 则小于0. 16的永磁体可判断为均勻度合格的永磁体；方差大于0. 16的永磁体可判断为均勻度不合格的永磁体。以上所述的具体实施方式
和实施例子，包括所列举的计算机数据采集系统、台架布置设计、定位装夹装置的形式与数量，在本发明内容和权利要求所覆盖的范围内可以有多种变型和改变。因此，所述的实施方式并不构成对本发明权利要求保护范围的限制。
权利要求
1.一种小型圆柱形永磁体垂直于中心轴、并以中心轴为圆心的同一圆周磁场均勻性检测的方法，其特征是由电机驱动定位装夹装置带动永磁体以永磁体的中心轴为轴线转动， 安装在永磁体轴向中间位置的磁头传感器感应永磁体旋转时的磁场变化并输出感应电压信号，计算机采集调理过的磁头传感器输出信号，并对采集数据进行处理和分析，计算出采集数据的特征量，与特征量的设定阈值对比，判断被测永磁体的磁场均勻性是否符合要求。
2.根据权利要求1所述的小型圆柱形永磁体垂直于中心轴、并以中心轴为圆心的同一圆周磁场均勻性检测的方法，其特征是用于判断被测永磁体磁场均勻性的特征量包括磁头传感器输出电压信号的方差和峭度系数。
全文摘要
一种小型永磁体磁场均匀性检测方法，主要适用于小型圆柱形永磁体垂直于中心轴、并以中心轴为圆心的同一圆周磁场均匀性的检测。采用本发明所述的方法检测时，由电机驱动定位装夹杆带动永磁体以永磁体的中心轴为轴线转动，安装在永磁体轴向中间位置的磁头传感器感应永磁体旋转时的磁场变化并输出感应电压信号，计算机通过数据采集卡测量经过信号处理电路调理过的感应电压信号，并对采集数据进行处理和分析，以采集数据的方差和峭度系数作为特征量，与特征量的设定阈值对比，判断被测永磁体的磁场均匀性是否符合要求。该方法检测速度快，成本低。
文档编号G01R33/12GK102508176SQ20111031385
公开日2012年6月20日 申请日期2011年10月17日 优先权日2011年10月17日
发明者吕立亚, 周菊, 张永辉, 甘英俊, 闵永军 申请人:南京林业大学