一种直流电磁铁响应时间的测试方法与流程

本发明涉及直流电磁铁测试技术领域，具体地说是一种直流电磁铁响应时间的测试方法。

背景技术：

直流电磁铁广泛营运于各个领域中，其响应时间的定义为：从给电磁铁施加励磁电压开始,到动铁芯与静铁芯吸合为止，动铁芯完成这段位移所需的时间。

目前常规在用的直流电磁铁响应时间的测试方法，是将电磁铁安装于定制的阀块夹具上，在阀块夹具上装上专用感应模块，通过感应模块来检测电磁铁内动铁芯的运动，从而测量出电磁铁响应时间。此种测试方法对于不同大小的电磁铁都要定制不同的阀块夹具，并安装感应模块；另外，它所测试的响应时间的精确性完全由感应模块的精度决定的。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的现状，提供使用通用仪器，步骤简便，测量准确的一种直流电磁铁响应时间的测试方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：

一种直流电磁铁响应时间的测试方法，包括以下步骤：

步骤一、将信号发生器的输出端连接到功率放大器上，再将被测电磁铁的两端与功率放大器的输出两端相连；将示波器的探头一端连接到示波器的ch2输入端，探头的另一端与功率放大器的输出两端相连；将电流钳探头连接到示波器的ch1输入端，并将被测电磁铁连接到功率放大器输出端的一根连线通过电流钳的钳口内；

步骤二、给信号发生器通电，并将输出信号调整到方波，给示波器通电，给功率放大器接入直流稳压电源；

步骤三、按下示波器的自动测量键，通过示波器的窗口观察ch1通道的电流信号波形与ch2通道的电压波形，直接读取被测电磁铁的响应时间。

优化的技术措施还包括：

上述的步骤二中，信号发生器的输出幅度为6v，方波的频率调整为1hz，占空比调整为3%。

上述的步骤二中，示波器的探头的衰减倍率开关设定为“10×”。

上述的直流稳压电源的电压为24v。

上述的步骤三中，使用水平scale旋钮改变水平单元格对应的时间值。

上述的步骤三中，读取响应时间前，使用水平position旋钮调整信号在波形窗口的水平位置使电磁铁电流变化的拐点清楚地显示在示波器的窗口上，且波形的起始点位置在时基线的整数线上。

本发明的一种直流电磁铁响应时间的测试方法，其使用通用仪器作为测量工具，根据直流电磁铁吸合时的电流波形特性，测试结果直接从示波器的窗口读取，测试步骤简单，方法简便，且准确性高。

附图说明

图1是本发明测试时仪器设备之间的连接关系图；

图2是直流电磁铁的结构示意图；

图3是直流电磁铁吸合过程的电流曲线图；

图4是示波器上显示的测试结果图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

如图1至图4所示为本发明的结构示意图，

其中的附图标记为：信号发生器1、功率放大器2、被测电磁铁3、励磁线圈31、动铁芯32、静铁芯33、气隙δ、示波器4、直流稳压电源5。

如图1至图4所示，

一种直流电磁铁响应时间的测试方法，包括以下步骤：

步骤一、将信号发生器1的输出端连接到功率放大器2上，再将被测电磁铁3的两端与功率放大器2的输出两端相连；将示波器4的探头一端连接到示波器4的ch2输入端，探头的另一端与功率放大器2的输出两端相连；将电流钳探头连接到示波器的ch1输入端，并将被测电磁铁3连接到功率放大器2输出端的一根连线通过电流钳的钳口内；

步骤二、给信号发生器1通电，并将输出信号调整到方波，调节信号发生器1的输出幅度为6v，方波的频率调整为1hz，占空比调整为3%；给示波器4通电，给功率放大器2接入24v直流稳压电源5，调节示波器4的探头的衰减倍率开关设定为“10×”；

步骤三、按下示波器4的自动测量键，通过示波器4的窗口观察ch1通道的电流信号波形与ch2通道的电压波形，使用水平scale旋钮改变水平单元格对应的时间值；使用水平position旋钮调整信号在波形窗口的水平位置使电磁铁电流变化的拐点清楚地显示在示波器4的窗口上，且波形的起始点位置在时基线的整数线上，直接读取被测电磁铁3的响应时间。

测试原理：

直流电磁铁的工作过程，将如图2所示直流电磁铁的开关s1合上，励磁线圈31通入直流电源u后，其电流逐渐从零开始增大。励磁线圈31除了纯电阻外，还有感抗；所以通电的瞬间电流上升不能立即进入稳态，而是按一定的指数曲线逐渐上升，如图3所示。电流的激励产生磁通，所以磁通增长的规律和电流相同。磁通随着电流的增长而增长，并且当增长到一定值时，使电磁铁所产生的电磁吸力足以使动铁芯32开始运动，此时通过励磁线圈31的电流值称为触动电流，即图3中的a点位置。

从给励磁线圈31通电至电流达到触动电流值所需要的时间称为触动时间，在图3中用t1表示。经过t1时间后，动铁芯32就开始运动了；动铁芯32运动后，它和静铁芯31的距离逐渐变小，也就是气隙δ减小了，气隙δ改变使磁阻也发生改变，从而使励磁线圈31的电感量发生了变化，根据楞次定律它会引起了一个反电动势idl/dt,产生的电流与励磁线圈31的工作电流反向，使励磁线圈31中的电流减小。当动铁芯32与静铁芯33吸合到位而停止运动时，气隙δ不再发生变化，励磁线圈31的电感量也不再改变，反电动势也不存在了；之后，励磁线圈31中的电流和磁通又继续上升直至稳定。

动铁芯32从一开始运动至停止运动，在这段时间内，励磁线圈31中的电流变化如图3中a点到b点所示。从a点到b点这段时间，叫做动铁芯的运动时间，即如图3中t2；t2后电流和磁通就逐渐增加到它的稳定值。电磁铁的动作时间就是从励磁线圈31接通电源开始到动铁芯32与静铁芯33吸合而停止运动所需的全部时间：

t=t1+t2

其中，t为电磁铁的动作时间；t1为触动时间；t2为动铁芯32运动时间。

下面通过具体实验来证明该测试方法的可行性：

实验中所使用的设备如下：双踪示波器、示波器电流探头、可调占空比和周期的方波信号发生器、直流稳压电源、功率放大器以及待测直流电磁铁。

步骤一、将方波信号发生器的输出端连接到功率放大器上，再将待测直流电磁铁的两端与功率放大器的输出两端相连；将双踪示波器的探头一端连接到双踪示波器的ch2输入端，探头的另一端与功率放大器的输出两端相连；将示波器电流探头连接到双踪示波器的ch1输入端，并将待测直流电磁铁连接到功率放大器输出端的一根连线通过示波器电流探头内；

步骤二、给方波信号发生器通电，并将输出信号调整到方波，调节方波信号发生器的输出幅度为6v，方波的频率调整为1hz，占空比调整为3%；给双踪示波器通电，给功率放大器接入24v直流稳压电源，调节双踪示波器的探头的衰减倍率开关设定为“10×”；此时可以听到电磁铁按1秒一次吸合的动静铁芯撞击声；

步骤三、按下双踪示波器的自动测量键，通过双踪示波器的窗口观察ch1通道的电流信号波形与ch2通道的电压波形；使用水平scale旋钮改变水平时基档位到10ms(即每个水平单元格对应的时间为10ms)；使用水平position旋钮调整信号在波形窗口的水平位置使电磁铁电流变化的拐点清楚地显示在双踪示波器的窗口上，且波形的起始点位置在时基线的整数线上；测试结果如图4所示，图4中，下方的电流波形，上方的电压波形，从图4中可以简单、清晰地看到2个拐点(已分别标记为a和b)，直接读取b点所在位置横坐标对应的时间值即可。图4中，示波器横坐标一大格为10ms，一小格为2ms，b点横坐标对应的时间值为15ms，即被测直流电磁铁的响应时间为15ms。

本发明的测试方法，使用通用仪器作为测量工具，根据直流电磁铁吸合时的电流波形特性，测试结果直接从示波器的窗口读取，测试步骤简单，方法简便，且准确性高。

本发明的最佳实施例已阐明，由本领域普通技术人员做出的各种变化或改型都不会脱离本发明的范围。