本发明公开一种针对霍尔传感器质量的专用检测装置及检测方法，属于传感器检测的技术领域。
背景技术
霍尔传感器可检测力矩,压力,应力,位置,位移,速度,加速度,角度,角速度,转数等物理量，在工作在恶劣环境中，对零点误差和各种情况下的线性具有很高的要求。为了检测霍尔传感器的质量，需要检测长时间不同温度中的零点误差和正反行程线性和正拉偏、负拉偏电压情况下的线性度。
现有技术中，针对霍尔传感器检测需要人工不断手动调整输入电压和检测电路，再对应将检测结果与标准值比对，并对统计的各个检测点数据进行线性计算。如中国专利cn202255446u公开了一种霍尔传感器检测装置，在利用其进行检测时，通过控制单元向检测单元发出检测信号，控制感应磁头移动经过第一待测霍尔传感器和第二待测霍尔传感器，通过判断传感器是否感应到检测信号来实现对于霍尔传感器的快速高效检测，从而降低装配后出现传感器故障的概率。然而上述检测装置只能同时针对2个霍尔传感器进行检测，并不能满足多个传感器检测，进一步讲，所述检测装置只能检测霍尔传感器是否故障，但是针对霍尔传感器的其它特性参数都未做任何检测和统计。
2003年在《电子报》登载的名称为《集成霍尔传感器简介与检测方法》的论文，也记载了通过简易方法确定霍尔传感器是否损坏，依然没有对批量检测霍尔传感器特性参数做任何描述和介绍。
如将现有技术的检测方案应用至本发明所述的方法中，其检测时间长，手动调整参数复杂，因此易造成产品检测成本高，生产效率低，降低了产品市场竞争力。
综上，为了提高对霍尔传感器检测的效率，本技术领域需要一款高效检测、复合检测的霍尔传感器质量专用检测装置，以实现：一次性、批量检测霍尔传感器零点误差、正行程线性检测、反行程线性检测、正拉偏线性检测和负拉偏线性检测任意组合检测。
技术实现要素：
针对现有技术的不足，本发明提供了一种针对霍尔传感器质量的专用检测装置。
本发明还提供了一种利用上述检测装置对霍尔传感器质量进行检测的方法。
本发明的技术方案如下：
一种针对霍尔传感器质量的专用检测装置，包括：
霍尔传感器批量检测板、霍尔传感器批量测量装置和用于对检测数据进行处理的计算机；
所述霍尔传感器批量检测板用于对批量霍尔传感器进行并联电路连接；
所述霍尔传感器批量测量装置包括集成连接的：双端电源单元、标准源输出单元和数据采集单元；
所述双端电源单元为进行同时上电或间隔上电的正、负电源；所述标准源输出单元给待测霍尔传感器提供标准源输出；通过霍尔传感器批量检测板分别对每个所述霍尔传感器分别进行正负电源输入和标准源输入，然后由所述数据采集单元分别针对霍尔传感器的信号输出进行实时采集；
所述计算机通过控制总线分别对双端电源单元和标准源输出单元进行控制，所述数据采集单元通过控制总线向所述计算机传输霍尔传感器的输出信号。
根据本发明优选的，所述双端电源单元包括正电源、正电源接通继电器、负电源和负电源接通继电器；正电源的负极与负电源的正极相连，所述正电源的正极通过正电源接通继电器与所述霍尔传感器相连，所述负电源的负极通过负电源接通继电器与所述霍尔传感器相连。该技术方案实现了基于双路同步继电器的正负电源同步上电。
一种利用上述检测装置对霍尔传感器质量进行检测的方法，包括：
1、设置霍尔传感器检测数值：
设置霍尔传感器的标准电源电压、零点误差限值、正反行程线性标准限值、正负拉偏电压限值；设定霍尔传感器的行程电流最小值、最大值、行程点数，按照(最大值-最小值)/行程点数+1的方法，自动计算行程点电流设定值；比如最小值0，最大值50a,行程点10按照计算公式形成(50-0)/10+1＝11个检测点，分别为0a、1a、2a、3a、4a、5a、6a、7a、8a、9a、10a；上述霍尔传感器的行程电流来自计算机控制的标准源模块，数字化输入设定值，模拟量输出标准电流值；
2、检测霍尔传感器各类参数；检测不分先后，可单独进行检测，也可组合检测：
2.1)对霍尔传感器的零点误差进行检测
将霍尔传感器连接至所述霍尔传感器批量检测板后，将其整体放入高低温检测箱，计算机控制标准源输出单元输出标准电压+vc和-vc，并定时检测霍尔传感器输出的检测电压vs，将其与标准电压比较：当所述误差超出零点误差限值时，则判定被测的霍尔传感器质量不合格，计算机根据用户需要进行提示和/或记录保存；
2.2)对霍尔传感器的正行程进行检测
计算机控制双端电源单元输出设置正负电压作为被检测霍尔传感器电源+vc和-vc，控制标准源电流ip从最小值到最大值依次按照行程节点控制值输出，每次电流稳定在行程点控制值时，开始采集霍尔传感器输出电压检测值vs，并计算误差，再进行下一个行程点电流调整，直至达到最大值电流并检测完毕，计算线性值和显示是否小于正行程线性标准限值：当大于正行程线性标准限值，则判定被测的霍尔传感器质量不合格，计算机根据用户需要进行提示和/或记录保存；
2.3)对霍尔传感器的反行程进行检测
计算机控制双端电源单元输出设置正负电压作为被检测霍尔传感器电源+vc和-vc，控制标准源电流ip从最大值到最小值依次按照行程节点控制值输出，每次电流稳定在行程点控制值时，开始采集霍尔传感器检测值vs，并计算误差，再进行下一个行程点电流调整，直至达到最小值电流并检测完毕，计算线性值和显示是否在正行程线性标准限值内：当大于负行程线性标准限值时，则判定被测的霍尔传感器质量不合格，计算机根据用户需要进行提示和/或记录保存；
2.4)对霍尔传感器的正偏拉进行检测
计算机控制双端电源单元输出设置正拉偏电压到霍尔传感器电源+vc和标准负电压霍尔传感器电源-vc，计算机控制标准源电流ip从最小值到最大值依次按照行程节点控制值输出，每次电流稳定在行程点控制值，开始采集霍尔传感器检测值vs，并计算误差，再进行下一个行程点电流调整，直至达到最大值并检测完毕，计算线性值和显示是否在线性误差限值内：当大于正偏拉线性误差限值时，则判定被测的霍尔传感器质量不合格，计算机根据用户需要进行提示和/或记录保存；
2.5)对霍尔传感器的负偏拉进行检测
计算机控制双端电源单元输出设置标准正电压到霍尔传感器电源+vc和负拉偏电压作到霍尔传感器电源-vc，计算机控制标准源电流ip从最大值到最小值依次按照行程节点控制值输出作为源信号，每次电流稳定在行程点控制值，开始采集霍尔传感器检测值vs，并计算误差，再进行下一个行程点电流调整，直至达到最小值并检测完毕，计算线性值和显示是否在线性误差限值内：当大于负偏拉电压限值时，则判定被测的霍尔传感器质量不合格，计算机根据用户需要进行提示和/或记录保存；
2.6)线性度计算方法
采用最小二乘法获得霍尔传感器的线性拟合特性方程，并计算最大拟合误差，最大拟合误差除以霍尔传感器平均误差获得线性度，计算公式如下：
霍尔传感器h1的拟合特性方程为
y＝ax+b(1)
在公式(1)其中：
y:霍尔传感器h1的输出值；
x:霍尔传感器h1检测点标准值；
a:斜率；
b:截距；
其中，a,b计算方法如下：
在公式(2)、(3)中：
xi是第i个标准检测点霍尔传感器电流输入值；
yi是第i个标准检测点霍尔传感器电压输出值；
k是检测点数；
线性度γl，
公式(4)中：
δlmax是校准曲线与拟合直线之间的最大偏差；
根据用户需求分别单独按照2.1)-2.5)对应的检测方法进行检测，或者，将所述步骤2.1)-2.5)中任意两种或两种以上检测方法进行组合检测。所述计算机可将上述检测结果记录保存并打印输出。
本发明的技术优势在于：
1、本发明采用霍尔传感器批量检测板、霍尔传感器批量测量装置和用于对检测数据进行处理的计算机整体结合，实现了对霍尔传感器的批量快速检测和每个传感器校准表，生产人员可以根据校准表进行更换电子器件进行校准，大大提高传感器生产效率，降低生产、检测单只霍尔传感器的人力成本。本发明将记载的检测方法以程序形式固化至所述计算机内，也可根据具体应用对所述程序进行调整，最终实现对霍尔传感器的批量检测。
2、本发明中所述霍尔传感器批量检测装置中将双端电源、标准源和数据采集单元进行有效集成，使霍尔传感器批量校准一致性好，无人工干预误差；本发明还可实现的上述双端电源同步方法，能够实现双端电源上电误差在ms级，保证正负电源同步上电，从而有效避免双端供电的霍尔传感器上电过程中产生的磁偏差。
附图说明
图1是本发明所述检测装置的整体模块构架图；
图2是本发明中所述双端电源单元的电路原理图；
图3是霍尔传感器原理图。
本发明中，所述双端电源单元提供+vc和-vc电源，标准源单元提供电流ip,数据采集模块检测vs电压信号。
具体实施方式
下面结合实施例和说明书附图对本发明做详细的说明，但不限于此。
实施例1、
如图1、2、3所示。
一种针对霍尔传感器质量的专用检测装置，包括：
霍尔传感器批量检测板、霍尔传感器批量测量装置和用于对检测数据进行处理的计算机；
所述霍尔传感器批量检测板用于对批量霍尔传感器进行并联电路连接；
所述霍尔传感器批量测量装置包括集成连接的：双端电源单元、标准源输出单元和数据采集单元；
所述双端电源单元为进行同时上电或间隔上电的正、负电源；所述标准源输出单元给待测霍尔传感器提供标准源输出；通过霍尔传感器批量检测板分别对每个所述霍尔传感器分别进行正负电源输入和标准源输入，然后由所述数据采集单元分别针对霍尔传感器的信号输出进行实时采集；
所述计算机通过控制总线分别对双端电源单元和标准源输出单元进行控制，所述数据采集单元通过控制总线向所述计算机传输霍尔传感器的输出信号。
所述双端电源单元包括正电源、正电源接通继电器、负电源和负电源接通继电器；正电源的负极与负电源的正极相连，所述正电源的正极通过正电源接通继电器与所述霍尔传感器相连，所述负电源的负极通过负电源接通继电器与所述霍尔传感器相连。该技术方案实现了基于双路同步继电器的正负电源同步上电。
实施例2、
一种利用如实施例1所述检测装置对霍尔传感器质量进行检测的方法，其区别在于，所述方法包括：
1、设置霍尔传感器检测数值：
设置霍尔传感器的标准电源电压、零点误差限值、正反行程线性标准限值、正负拉偏电压限值；设定霍尔传感器的行程电流最小值、最大值、行程点数，按照(最大值-最小值)/行程点数+1的方法，自动计算行程点电流设定值；比如最小值0，最大值50a,行程点10按照计算公式形成(50-0)/10+1＝11个检测点，分别为0a、1a、2a、3a、4a、5a、6a、7a、8a、9a、10a；上述霍尔传感器的行程电流来自计算机控制的标准源模块，数字化输入设定值，模拟量输出标准电流值；
2、对霍尔传感器的零点误差进行检测：
将霍尔传感器连接至所述霍尔传感器批量检测板后，将其整体放入高低温检测箱，计算机控制标准源输出单元输出标准电压+vc和-vc，并定时检测霍尔传感器输出的检测电压vs，将其与标准电压比较：当所述误差超出零点误差限值时，则判定被测的霍尔传感器质量不合格，计算机根据用户需要进行提示和/或记录保存。
采用最小二乘法获得霍尔传感器的线性拟合特性方程，并计算最大拟合误差，最大拟合误差除以霍尔传感器平均误差获得线性度，计算公式如下：
霍尔传感器h1的拟合特性方程为
y＝ax+b(1)
在公式(1)其中：
y:霍尔传感器h1的输出值；
x:霍尔传感器h1检测点标准值；
a:斜率；
b:截距；
其中，a,b计算方法如下：
在公式(2)、(3)中：
xi是第i个标准检测点霍尔传感器电流输入值；
yi是第i个标准检测点霍尔传感器电压输出值；
k是检测点数；
线性度γl，
公式(4)中：
δlmax是校准曲线与拟合直线之间的最大偏差；
所述计算机可将上述检测结果记录保存并打印输出。
实施例3、
一种利用如实施例2所述检测的方法，其区别在于，步骤2中，对霍尔传感器的正行程进行检测：
计算机控制双端电源单元输出设置正负电压作为被检测霍尔传感器电源+vc和-vc，控制标准源电流ip从最小值到最大值依次按照行程节点控制值输出，每次电流稳定在行程点控制值时，开始采集霍尔传感器输出电压检测值vs，并计算误差，再进行下一个行程点电流调整，直至达到最大值电流并检测完毕，计算线性值和显示是否小于正行程线性标准限值：当大于正行程线性标准限值，则判定被测的霍尔传感器质量不合格，计算机根据用户需要进行提示和/或记录保存。
采用最小二乘法获得霍尔传感器的线性拟合特性方程，并计算最大拟合误差，最大拟合误差除以霍尔传感器平均误差获得线性度，计算公式如下：
霍尔传感器h1的拟合特性方程为
y＝ax+b(1)
在公式(1)其中：
y:霍尔传感器h1的输出值；
x:霍尔传感器h1检测点标准值；
a:斜率；
b:截距；
其中，a,b计算方法如下：
在公式(2)、(3)中：
xi是第i个标准检测点霍尔传感器电流输入值；
yi是第i个标准检测点霍尔传感器电压输出值；
k是检测点数；
线性度γl，
公式(4)中：
δlmax是校准曲线与拟合直线之间的最大偏差；
所述计算机可将上述检测结果记录保存并打印输出。
实施例4、
一种利用如实施例2所述检测的方法，其区别在于，步骤2中，对霍尔传感器的反行程进行检测：
计算机控制双端电源单元输出设置正负电压作为被检测霍尔传感器电源+vc和-vc，控制标准源电流ip从最大值到最小值依次按照行程节点控制值输出，每次电流稳定在行程点控制值时，开始采集霍尔传感器检测值vs，并计算误差，再进行下一个行程点电流调整，直至达到最小值电流并检测完毕，计算线性值和显示是否在正行程线性标准限值内：当大于负行程线性标准限值时，则判定被测的霍尔传感器质量不合格，计算机根据用户需要进行提示和/或记录保存。
采用最小二乘法获得霍尔传感器的线性拟合特性方程，并计算最大拟合误差，最大拟合误差除以霍尔传感器平均误差获得线性度，计算公式如下：
霍尔传感器h1的拟合特性方程为
y＝ax+b(1)
在公式(1)其中：
y:霍尔传感器h1的输出值；
x:霍尔传感器h1检测点标准值；
a:斜率；
b:截距；
其中，a,b计算方法如下：
在公式(2)、(3)中：
xi是第i个标准检测点霍尔传感器电流输入值；
yi是第i个标准检测点霍尔传感器电压输出值；
k是检测点数；
线性度γl，
公式(4)中：
δlmax是校准曲线与拟合直线之间的最大偏差；
所述计算机可将上述检测结果记录保存并打印输出。
实施例5、
一种利用如实施例2所述检测的方法，其区别在于，步骤2中，对霍尔传感器的正偏拉进行检测：
计算机控制双端电源单元输出设置正拉偏电压到霍尔传感器电源+vc和标准负电压霍尔传感器电源-vc，计算机控制标准源电流ip从最小值到最大值依次按照行程节点控制值输出，每次电流稳定在行程点控制值，开始采集霍尔传感器检测值vs，并计算误差，再进行下一个行程点电流调整，直至达到最大值并检测完毕，计算线性值和显示是否在线性误差限值内：当大于正偏拉线性误差限值时，则判定被测的霍尔传感器质量不合格，计算机根据用户需要进行提示和/或记录保存。
采用最小二乘法获得霍尔传感器的线性拟合特性方程，并计算最大拟合误差，最大拟合误差除以霍尔传感器平均误差获得线性度，计算公式如下：
霍尔传感器h1的拟合特性方程为
y＝ax+b(1)
在公式(1)其中：
y:霍尔传感器h1的输出值；
x:霍尔传感器h1检测点标准值；
a:斜率；
b:截距；
其中，a,b计算方法如下：
在公式(2)、(3)中：
xi是第i个标准检测点霍尔传感器电流输入值；
yi是第i个标准检测点霍尔传感器电压输出值；
k是检测点数；
线性度γl，
公式(4)中：
δlmax是校准曲线与拟合直线之间的最大偏差；
所述计算机可将上述检测结果记录保存并打印输出。
实施例6、
一种利用如实施例2所述检测的方法，其区别在于，步骤2中，对霍尔传感器的负偏拉进行检测：
计算机控制双端电源单元输出设置标准正电压到霍尔传感器电源+vc和负拉偏电压作到霍尔传感器电源-vc，计算机控制标准源电流ip从最大值到最小值依次按照行程节点控制值输出作为源信号，每次电流稳定在行程点控制值，开始采集霍尔传感器检测值vs，并计算误差，再进行下一个行程点电流调整，直至达到最小值并检测完毕，计算线性值和显示是否在线性误差限值内：当大于负偏拉电压限值时，则判定被测的霍尔传感器质量不合格，计算机根据用户需要进行提示和/或记录保存。
采用最小二乘法获得霍尔传感器的线性拟合特性方程，并计算最大拟合误差，最大拟合误差除以霍尔传感器平均误差获得线性度，计算公式如下：
霍尔传感器h1的拟合特性方程为
y＝ax+b(1)
在公式(1)其中：
y:霍尔传感器h1的输出值；
x:霍尔传感器h1检测点标准值；
a:斜率；
b:截距；
其中，a,b计算方法如下：
在公式(2)、(3)中：
xi是第i个标准检测点霍尔传感器电流输入值；
yi是第i个标准检测点霍尔传感器电压输出值；
k是检测点数；
线性度γl，
公式(4)中：
δlmax是校准曲线与拟合直线之间的最大偏差；
所述计算机可将上述检测结果记录保存并打印输出。
根据用户需求分别单独按照2.1)-2.5)对应的检测方法进行检测，或者，将所述步骤2.1)-2.5)中任意两种或两种以上检测方法进行组合检测。