一种基于霍尔磁传感器的圆周转角磁力线测量方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及机械自动化领域，具体来说，是一种基于霍尔磁传感器的圆周转角磁力线测量方法及装置，且该装置可实现自动调节检测位置、面向圆柱形磁体或环形磁体圆周磁力大小检测与检测结果图形显示。
【背景技术】
[0002]近年来随着电磁技术普及和应用的多样化，我们的身边出现了越来越多的带有磁体的电子设备。无论是家庭常用的手机、电脑及全自动洗衣机、空调、摄像机、微波炉等，还是各种交通工具所用到的仪表、雷达等设备，其内部都含有或多或少的圆柱形或环形磁体，不同的应用需求在这些磁体特定的磁场影响下正常工作，为人们服务。
[0003]对于圆柱形或环形磁体生产厂家而言，他们需要根据特定的应用方向，选取合适的材料，采用一定的生产工艺生产出一定规格要求的磁体，比如圆柱形或环形等。然而，面向应用时最重要的步骤是对于成型的磁体进行充磁，充磁效果的好坏将直接影响磁体产品的优劣。
[0004]针对两级型环形磁体，要求该磁体的圆周磁力线变换为典型的正弦曲线规律，一周360度上对称的出现一对NS极，如图1、图3所示，且在一定的距离上其磁场大小需符合应用需求。而针对多级型环形磁体而言，此处以四极型为例，同样要求该磁体周围的磁力线变化为典型的正弦曲线规律，但其一周360度上应对称出现四对NS级，如图2、图4所示，且在一定的距离上其磁场大小需符合应用需求。
[0005]针对特定充磁设备和充磁工艺，对磁体圆周的充磁效果存在一定的差异，尤其是在充磁角度上可能存在较大的误差。然而在对充磁角度要求较高的场合下，这种误差的存在会导致不良的后果，造成一定的人员、经济等损失。
[0006]传统的圆周磁力检测方法一般为手持式磁强计检测，这种方法虽然操作检测、成本低，但检测效率低、误差大，在批量化生产的条件下完全不能满足产品生产的需求。因此，急需开发一种自动化、高效率、多应用的圆周转角磁力线测量装置。
【发明内容】
[0007]为了解决上述问题，本发明设计了一种基于霍尔磁传感器的圆周转角磁力线测量方法及装置，通过上位机的运动参数设置控制传感器的运动，下位机控制器直接控制步进电机运动和磁传感器的数据采集，最终上位机给出圆周磁力线的变化曲线图。
[0008]本发明一种基于霍尔磁传感器的圆周转角磁力线测量方法，通过下述步骤完成:
[0009]步骤1:将三轴磁传感器固定安装在三轴运动平台的支架上。
[0010]步骤2:根据磁体检测目标位置，设置三轴运动平台的三个步进电机参数，包括三个步进电机运动速度和步长。
[0011]步骤3:控制三个步进电机运动，使三轴磁传感器到达磁体检测目标位置附近，实现对三轴磁传感器位置的粗调。
[0012]步骤4:对三个步进电机的运动进行单步调节，对三轴磁传感器的位置进行微调，使三轴磁传感器到达磁体检测目标位置。
[0013]步骤5:控制被测圆柱形磁体或环形磁体转动，同时通过三轴磁传感器测量磁体的圆周磁场信息，即圆周磁场X、y、z三轴方向上的磁场值。
[0014]步骤6:对圆周磁场信息进行处理得到圆周磁力变化曲线。
[0015]针对上述方法，本发明一种基于霍尔磁传感器的圆周转角磁力线测量装置，包括传感器、圆周转角检测电机、三轴运动平台、信号采集模块、信号调理模块、下位机控制器、电机驱动器模块与上位机。
[0016]其中，传感器为三轴磁场传感器，安装在三轴运动平台的支架上；圆周转角检测电机固定安装在三轴运动平台的底座上，其输出轴上安装有卡具，用来固定被测磁体。
[0017]信号调理模块为三个分别对传感器所测X、1、z三轴方向上的磁场值进行信号调理，转化为相应的电压信号。
[0018]三个信号调理电路将经过信号调理后的电压信号输出至信号采集模块，由信号采集模块对电压信号进行模数转换得到相应的数字信号，发送至下位机控制器，由下位机控制器进行存储与处理，并与上位机间进行数据通信；下位机控制器根据上位机中输入的控制指令，向步进电机驱动模块发送脉冲信号和方向信号，由电机驱动模块对脉冲信号与方向信号进行编译，得到步进电机的相位控制信号，控制三轴运动平台的步进电机转动。
[0019]本发明的优点在于:
[0020]1、本发明基于霍尔磁传感器的圆周转角磁力线测量方法及装置，实现圆周上磁场的检测，根据上位机参数设定，下位机自动控制，操作简单、稳定、高效。
[0021]2、本发明基于霍尔磁传感器的圆周转角磁力线测量方法及装置，以三维磁传感器为检测探头，能够根据被测圆柱形磁体或环形磁体的大小情况适当选择检测磁场方向，磁场数据丰富且可选择性多。
[0022]3、本发明基于霍尔磁传感器的圆周转角磁力线测量装置，以上位机作为操作界面，可实现传感器的空间运动，面向多种规格圆柱形磁体或环形磁体，可用性高。
[0023]4、本发明基于霍尔磁传感器的圆周转角磁力线测量装置，上位机处理过程直观、有效，可以实时显示位置和磁场信息，并能够给出圆周磁力变化曲线。
[0024]5、本发明基于霍尔磁传感器的圆周转角磁力线测量装置，可以对现场数据进行时时监控，当工作情况出现危险时，能够随时急停和复位，保证人机安全，延长设备使用寿命，降低成本。
【附图说明】
[0025]图1为双极性圆柱/环形磁体示意图；
[0026]图2为多极性圆柱/环形磁体示意图；
[0027]图3为双极性圆柱/环形磁体磁力变化曲线；
[0028]图4为多极性圆柱/环形磁体磁力变化曲线；
[0029]图5为本发明基于霍尔磁传感器的圆周转角磁力线测量方法流程图；
[0030]图6为本发明基于霍尔磁传感器的圆周转角磁力线测量装置整体框图；
[0031]图中:
[0032]1-传感器2-圆周转角检测电机3-三轴运动平台
[0033]4-信号调理模块 5-信号采集模块 6-下位机控制器
[0034]7-电机驱动器模块8-上位机9-步进电机
【具体实施方式】
[0035]下面结合附图来对本发明作进一步说明。
[0036]本发明基于霍尔磁传感器的圆周转角磁力线测量方法，如图6所示，通过下述步骤完成:
[0037]步骤1:将三轴磁传感器固定安装在三轴运动平台的支架上。
[0038]步骤2:根据磁体检测目标位置，设置三轴运动平台的三个步进电机参数，包括三个步进电机运动速度和步长。所述磁体检测目标位置选取在磁体旋转轴线上。
[0039]步骤3:控制三个步进电机运动，使三轴磁传感器到达磁体检测目标位置附近，实现对三轴磁传感器位置的粗调。
[0040]步骤4:对三个步进电机的运动进行单步调节，对三轴磁传感器的位置进行微调，使三轴磁传感器到达磁体检测目标位置。
[0041]步骤5:控制被测圆柱形磁体或环形磁体转动，同时通过三轴磁传感器测量磁体的圆周磁场信息，即圆周磁场X、y、z三轴方向上的磁场值。
[0042]步骤6:对圆周磁场信息进行处理得到圆周磁力变化曲线。
[0043]针对上述方法，本发明提出一种基于霍尔磁传感器的