一種基于霍爾磁傳感器的圓周轉角磁力線測量方法及裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及機械自動化領域，具體來說，是一種基于霍爾磁傳感器的圓周轉角磁力線測量方法及裝置，且該裝置可實現(xiàn)自動調節(jié)檢測位置、面向圓柱形磁體或環(huán)形磁體圓周磁力大小檢測與檢測結果圖形顯示。
【背景技術】
[0002]近年來隨著電磁技術普及和應用的多樣化，我們的身邊出現(xiàn)了越來越多的帶有磁體的電子設備。無論是家庭常用的手機、電腦及全自動洗衣機、空調、攝像機、微波爐等，還是各種交通工具所用到的儀表、雷達等設備，其內部都含有或多或少的圓柱形或環(huán)形磁體，不同的應用需求在這些磁體特定的磁場影響下正常工作，為人們服務。
[0003]對于圓柱形或環(huán)形磁體生產(chǎn)廠家而言，他們需要根據(jù)特定的應用方向，選取合適的材料，采用一定的生產(chǎn)工藝生產(chǎn)出一定規(guī)格要求的磁體，比如圓柱形或環(huán)形等。然而，面向應用時最重要的步驟是對于成型的磁體進行充磁，充磁效果的好壞將直接影響磁體產(chǎn)品的優(yōu)劣。
[0004]針對兩級型環(huán)形磁體，要求該磁體的圓周磁力線變換為典型的正弦曲線規(guī)律，一周360度上對稱的出現(xiàn)一對NS極，如圖1、圖3所示，且在一定的距離上其磁場大小需符合應用需求。而針對多級型環(huán)形磁體而言，此處以四極型為例，同樣要求該磁體周圍的磁力線變化為典型的正弦曲線規(guī)律，但其一周360度上應對稱出現(xiàn)四對NS級，如圖2、圖4所示，且在一定的距離上其磁場大小需符合應用需求。
[0005]針對特定充磁設備和充磁工藝，對磁體圓周的充磁效果存在一定的差異，尤其是在充磁角度上可能存在較大的誤差。然而在對充磁角度要求較高的場合下，這種誤差的存在會導致不良的后果，造成一定的人員、經(jīng)濟等損失。
[0006]傳統(tǒng)的圓周磁力檢測方法一般為手持式磁強計檢測，這種方法雖然操作檢測、成本低，但檢測效率低、誤差大，在批量化生產(chǎn)的條件下完全不能滿足產(chǎn)品生產(chǎn)的需求。因此，急需開發(fā)一種自動化、高效率、多應用的圓周轉角磁力線測量裝置。

【發(fā)明內容】

[0007]為了解決上述問題，本發(fā)明設計了一種基于霍爾磁傳感器的圓周轉角磁力線測量方法及裝置，通過上位機的運動參數(shù)設置控制傳感器的運動，下位機控制器直接控制步進電機運動和磁傳感器的數(shù)據(jù)采集，最終上位機給出圓周磁力線的變化曲線圖。
[0008]本發(fā)明一種基于霍爾磁傳感器的圓周轉角磁力線測量方法，通過下述步驟完成:
[0009]步驟1:將三軸磁傳感器固定安裝在三軸運動平臺的支架上。
[0010]步驟2:根據(jù)磁體檢測目標位置，設置三軸運動平臺的三個步進電機參數(shù)，包括三個步進電機運動速度和步長。
[0011]步驟3:控制三個步進電機運動，使三軸磁傳感器到達磁體檢測目標位置附近，實現(xiàn)對三軸磁傳感器位置的粗調。
[0012]步驟4:對三個步進電機的運動進行單步調節(jié)，對三軸磁傳感器的位置進行微調，使三軸磁傳感器到達磁體檢測目標位置。
[0013]步驟5:控制被測圓柱形磁體或環(huán)形磁體轉動，同時通過三軸磁傳感器測量磁體的圓周磁場信息，即圓周磁場X、y、z三軸方向上的磁場值。
[0014]步驟6:對圓周磁場信息進行處理得到圓周磁力變化曲線。
[0015]針對上述方法，本發(fā)明一種基于霍爾磁傳感器的圓周轉角磁力線測量裝置，包括傳感器、圓周轉角檢測電機、三軸運動平臺、信號采集模塊、信號調理模塊、下位機控制器、電機驅動器模塊與上位機。
[0016]其中，傳感器為三軸磁場傳感器，安裝在三軸運動平臺的支架上；圓周轉角檢測電機固定安裝在三軸運動平臺的底座上，其輸出軸上安裝有卡具，用來固定被測磁體。
[0017]信號調理模塊為三個分別對傳感器所測X、1、z三軸方向上的磁場值進行信號調理，轉化為相應的電壓信號。
[0018]三個信號調理電路將經(jīng)過信號調理后的電壓信號輸出至信號采集模塊，由信號采集模塊對電壓信號進行模數(shù)轉換得到相應的數(shù)字信號，發(fā)送至下位機控制器，由下位機控制器進行存儲與處理，并與上位機間進行數(shù)據(jù)通信；下位機控制器根據(jù)上位機中輸入的控制指令，向步進電機驅動模塊發(fā)送脈沖信號和方向信號，由電機驅動模塊對脈沖信號與方向信號進行編譯，得到步進電機的相位控制信號，控制三軸運動平臺的步進電機轉動。
[0019]本發(fā)明的優(yōu)點在于:
[0020]1、本發(fā)明基于霍爾磁傳感器的圓周轉角磁力線測量方法及裝置，實現(xiàn)圓周上磁場的檢測，根據(jù)上位機參數(shù)設定，下位機自動控制，操作簡單、穩(wěn)定、高效。
[0021]2、本發(fā)明基于霍爾磁傳感器的圓周轉角磁力線測量方法及裝置，以三維磁傳感器為檢測探頭，能夠根據(jù)被測圓柱形磁體或環(huán)形磁體的大小情況適當選擇檢測磁場方向，磁場數(shù)據(jù)豐富且可選擇性多。
[0022]3、本發(fā)明基于霍爾磁傳感器的圓周轉角磁力線測量裝置，以上位機作為操作界面，可實現(xiàn)傳感器的空間運動，面向多種規(guī)格圓柱形磁體或環(huán)形磁體，可用性高。
[0023]4、本發(fā)明基于霍爾磁傳感器的圓周轉角磁力線測量裝置，上位機處理過程直觀、有效，可以實時顯示位置和磁場信息，并能夠給出圓周磁力變化曲線。
[0024]5、本發(fā)明基于霍爾磁傳感器的圓周轉角磁力線測量裝置，可以對現(xiàn)場數(shù)據(jù)進行時時監(jiān)控，當工作情況出現(xiàn)危險時，能夠隨時急停和復位，保證人機安全，延長設備使用壽命，降低成本。
【附圖說明】
[0025]圖1為雙極性圓柱/環(huán)形磁體示意圖；
[0026]圖2為多極性圓柱/環(huán)形磁體示意圖；
[0027]圖3為雙極性圓柱/環(huán)形磁體磁力變化曲線；
[0028]圖4為多極性圓柱/環(huán)形磁體磁力變化曲線；
[0029]圖5為本發(fā)明基于霍爾磁傳感器的圓周轉角磁力線測量方法流程圖；
[0030]圖6為本發(fā)明基于霍爾磁傳感器的圓周轉角磁力線測量裝置整體框圖；
[0031]圖中:
[0032]1-傳感器2-圓周轉角檢測電機3-三軸運動平臺
[0033]4-信號調理模塊 5-信號采集模塊 6-下位機控制器
[0034]7-電機驅動器模塊8-上位機9-步進電機
【具體實施方式】
[0035]下面結合附圖來對本發(fā)明作進一步說明。
[0036]本發(fā)明基于霍爾磁傳感器的圓周轉角磁力線測量方法，如圖6所示，通過下述步驟完成:
[0037]步驟1:將三軸磁傳感器固定安裝在三軸運動平臺的支架上。
[0038]步驟2:根據(jù)磁體檢測目標位置，設置三軸運動平臺的三個步進電機參數(shù)，包括三個步進電機運動速度和步長。所述磁體檢測目標位置選取在磁體旋轉軸線上。
[0039]步驟3:控制三個步進電機運動，使三軸磁傳感器到達磁體檢測目標位置附近，實現(xiàn)對三軸磁傳感器位置的粗調。
[0040]步驟4:對三個步進電機的運動進行單步調節(jié)，對三軸磁傳感器的位置進行微調，使三軸磁傳感器到達磁體檢測目標位置。
[0041]步驟5:控制被測圓柱形磁體或環(huán)形磁體轉動，同時通過三軸磁傳感器測量磁體的圓周磁場信息，即圓周磁場X、y、z三軸方向上的磁場值。
[0042]步驟6:對圓周磁場信息進行處理得到圓周磁力變化曲線。
[0043]針對上述方法，本發(fā)明提出一種基于霍爾磁傳感器的