专利名称：磁性闸门功能参数测试仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种专用的测试仪器，具体地说是一种用来测试磁性闸门中霍尔翼片传感器的功能角度的测试仪。
背景技术：
磁性闸门主要由永磁体和霍尔器件两部分组成，与叶片一起构成霍尔翼片传感器。霍尔器件是由四端霍尔元件、放大电路和触发电路组成的霍尔开关集成电路，其原理是利用半导体的霍尔效应将变化的磁通密度转换成电信号，通过触发电路转变为脉冲信号输出。当使用具有高导磁率的软磁叶片插入永磁体与霍尔器件间的气隙时，由于叶片的“隔磁”作用，霍尔元件的磁通密度减小，引起其输出信号变化。在汽车发动机点火系统中，叶片随着曲轴一起转动，周期性地进入器件的空气间隙切割磁力线，霍尔元件的磁通密度也随之改变，输出脉冲信号，由该脉冲信号可得到曲轴相位和转速。由于该传感器具有磁灵敏度高、频响宽、动态范围大、热噪声小、体积小、结构简单和寿命长等优点，可以应用在汽车上作为点火正时的信号发生器及曲轴转角和转速传感器，此外还应用在工业自动控制中作转速传感器、极限开关、位置传感器、轴位编码器、码盘扫描等。磁性闸门安装于汽车发动机凸轮轴端部，和装于曲轴上的速度传感器一起用于判断汽车发动机第一缸的压缩上止点和排气上止点，为发动机点火和顺序喷射提供相位信号。因此，功能角度是磁性闸门的一项重要参数，在叶片参数固定的情况下，直接反映了霍尔翼片传感器的输出波形的占空比，需要设计一种专门的测试仪器对其进行测量。
实用新型内容本实用新型要解决的技术问题是提供一种专用测试仪，用于测试磁性闸门中霍尔翼片传感器的功能角度，检测由霍尔元件产生的脉冲信号。
为了解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案一种磁性闸门功能参数测试仪，包括马达以及与其相连接的测试叶片，所述测试叶片上设有一个开口，还包括有光电编码器和单片机，所述光电编码器与测试叶片同轴，光电编码器与单片机相连接，单片机上设有可与计算机相连接的通讯端口以及可与磁性闸门相连接的输入端口。
上述单片机包含一个PIC16F73-1/5P的芯片和一个MAX1M的MAX202CPE的RS-232介面驱动和接收IC及其外围电路。
上述通讯端口可以是RS-232串口。
优选地，还包括一个内置数据处理程序的工控机与所述单片机相连接。
本实用新型测试仪的使用方法及工作原理为将待测的磁性闸门与测试仪相连接，马达带动测试叶片转动，光电编码器与测试叶片同轴，测试叶片每转动一圈，轴转动360°，同时光电编码器产生m个小方波信号A，每个方波信号A脉冲代表360°/m；由于测试叶片上有一个开口，每转动一圈，磁性闸门中的霍尔元件产生一个信号B，信号B的每个周期包括一个高电平和一个低电平；光电编码器产生的小方波信号A和磁性闸门产生的信号B同时输入单片机，由单片机混频后，可以产生一个叠加信号，通过计数信号B低电平时采集到的小方波信号A的数量n，可以测出该方波的占空比。由计算机的数据处理程序进行处理后，可以获得磁性闸门中传感器的功能角度参数。
本实用新型测试仪的测量精度为360°/m，因此只要小方波信号A的周期足够短，其精度就可以足够高。同时，本实用新型还具有测量速度快等优点。
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型作进一步详细说明。
图1为磁性闸门功能参数测试仪的功能框图。
图2为小脉冲信号A示意图。
图3为磁性闸门发出信号B示意图。
图4为混频相位图。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型的磁性闸门功能参数测试仪，包括光电编码器、单片机、马达以及与马达相连接的测试叶片，测试叶片上设有一个开口，光电编码器与单片机相连接，单片机上设有RS-232串口可以与计算机通讯，单片机上还设有输入端口可与磁性闸门相连接。在本实施例中，单片机由MICROCHIP公司的PIC16F73-1/5P芯片和一个MAX1M的RS-232介面驱动芯片MAX202CPE和接收IC及其外围电路组成。
待测磁性闸门与测试仪连接后，测试叶片位于磁性闸门的永磁体和霍尔器件的正中间，测试叶片每转动一圈，轴转动一圈，在本系统中目前采用的m为18000，因此光电编码器发生18000个小方波信号A，每个方波信号A脉冲代表360°/18000，即0.02°，信号如图2。由于测试叶片只有一个开口，每转动一圈，磁性闸门中的霍尔元件产生一个信号B，每个周期包括一个高电平和一个低电平，信号如图3。这两个信号A、B输入单片机进行混频叠加后如图4所示，通过计数信号B低电平时采集到的小方波信号A的数量n，可以测出该方波的占空比。叶片每转动一圈，轴转动360°，磁性闸门产生一个周期的信号，因此磁性闸门的一个信号的周期可以用360°来计算，低电平占周期的角度为n*0.02°。测试仪的精度为一个小方波信号A的周期宽度，即为0.02°。
将测试仪通过RS-232串口与工控机相连接，工控机上的数据处理程序可根据获得的信号A的个数n计算出磁性闸门的功能角度，并在显示器上显示。
权利要求1.一种磁性闸门功能参数测试仪，包括马达以及与其相连接的测试叶片，所述测试叶片上设有一个开口，其特征是还包括光电编码器和单片机，所述光电编码器与测试叶片同轴，光电编码器与单片机相连接，单片机上设有可与计算机相连接的通讯端口以及可与磁性闸门相连接的输入端口。
2.根据权利要求1所述的磁性闸门功能参数测试仪，其特征在于所述单片机包含一个PIC16F73-1/5P的芯片和一个MAX1M的MAX202CPE的RS-232介面驱动和接收IC及其外围电路。
3.根据权利要求1所述的磁性闸门功能参数测试仪，其特征是所述通讯端口为RS-232串口。
4.根据权利要求1所述的磁性闸门功能参数测试仪，其特征在于还包括一个内置数据处理程序的工控机与所述单片机相连接。
专利摘要本实用新型公开了一种磁性闸门功能参数测试仪，包括以下各部分包括马达以及与其相连接的测试叶片，所述测试叶片上设有一个开口，还包括有光电编码器和单片机，所述光电编码器与测试叶片同轴，光电编码器与单片机相连接，单片机上设有可与计算机相连接的通讯端口以及可与磁性闸门相连接的输入端口。光电编码器产生的小方波信号A和磁性闸门产生的信号B同时输入单片机，由单片机混频后，可以产生一个叠加信号，通过计数信号B低电平时采集到的小方波信号A的数量n，可以测出该方波的占空比。由计算机的数据处理程序进行处理后，可以获得磁性闸门中传感器的功能角度参数。本实用新型具有测量精度高、测试速度快等优点。
文档编号G01D5/244GK2903915SQ20062004045
公开日2007年5月23日 申请日期2006年3月23日 优先权日2006年3月23日
发明者夏冠群, 冯明, 杨晓锋 申请人:上海信耀电子有限公司