专利名称：一种非接触式传感器位置检测仪及其检测方法
技术领域：
本发明涉及一种产品的位置检测装置，具体涉及一种非接触式传感器位置检测仪及其检测方法。
背景技术：
现有的非接触式传感器，通常是不可在线编程的，其传感器定子中的磁感应芯片是由芯片厂家在出厂前就固化好的，传感器厂家将芯片封装好并配上相应的带磁性的转子。也有芯片厂家提供编程器，但其仅能对芯片本身编程，不能同时对传感器总成进行在线标定、编程及检测。
由于非接触式传感器转子与定子之间的位置差是靠磁场变化来确定的，当转子与定子之间的距离、旋转中心、平行度发生变化时，定子中的芯片感应到的磁场都会发生变化。而且，将已确定好参数的传感器直接安装在被测产品上，传感器的转子及定子分别安装在具有相对运动的零件上，由于产品自身的加工及装配误差，当转子与定子之间的距离、旋转中心、平行度发生变化都有所差别，定子中的芯片感应到的磁场也会发生相应变化，则输出信号也会发生相应漂移及改变，这势必影响其检测精度。另外，将已确定好参数的传感器直接安装在被测产品上，当传感器只能针对同一被测对象，当测试对象发生诸如测试范围、输出信号形式(数字形式或模拟形式)、输出信号高低位箝位值变化时，都要开发新型号的传感器，不仅操作复杂，还增加成本。
发明内容
本发明的目的在于提供一种非接触式传感器位置检测仪及其检测方法，解决了现有技术中所使用的传感器所能检测的产品型号范围有限，对产品的检测精度不高，也不能实现产品的在线检测的问题。为解决上述的技术问题，本发明采用以下技术方案一种非接触式传感器位置检测仪，包括计算机控制系统、传感器、产品固定装置、动力装置和传动装置，产品固定在产品固定装置上，
其中所述传感器是由相互存在磁场感应的转子和带芯片的定子构成，其中所述转子安装在产品的运动件上并同轴连接有编码器，定子安装在产品的不动件上；
其中所述动力装置包括安装在电机支撑座上相互配合的电机和电机减速器；
其中所述传动装置包括输出轴支撑座上的输出轴，所述输出轴的一端与电机减速器相连接，另一端与传感器的转子相连接；
所述计算机控制系统通过电机调速器与所述电机相连接，计算机控制系统通过数据采集卡与编码器相连接，计算机控制系统通过芯片编程器与传感器相连。为使本发明起到更好的技术效果更进一步的技术方案是上述产品固定装置包括槽座、操作台和工作台，所述操作台滑动安装在槽座上，所述工作台滑动安装在操作台上，并且操作台在槽座上的滑动方向与工作台在操作台上的滑动方向相互垂直，所述工作台上安装有用于固定产品的连接板，所述槽座和操作台之间以及操作台和工作台之间是通过相互适配的“T”型槽和调节螺杆滑动安装的。更进一步的技术方案是上述输出轴的一端与所述电机减速器是通过两个可以相互咬合分离的传动主齿轮和传动副齿轮相连接的。更进一步的技术方案是上述输出轴的另一端与传感器的转子是通过连接轴相连接。更进一步的技术方案是上述计算机控制系统与电机调速器之间设置有通讯板。另外本发明还公开了一种非接触式传感器位置的检测方法，该方法包括以下步骤 标定，将传感器的转子安装在产品运动件上，定子安装在产品的不动件上，转子通过数 据采集卡向计算机控制系统传输角度信号，计算机控制系统控制带动转子转动，同时记录转子通过数据采集卡传输的角度信号，选取若干角度信号点作为标定点；
编程，定子上设置有与计算机控制系统相连接的芯片编程器，当传感器转子到达各个选取的标定点后，根据各个标定点的角度向通过芯片编程器输入该产品在该角度相应的电压信号，计算机控制系统记录相互对应的标定点角度信号和电压信号，并分析角度信号与电压信号的对应关系，得出整个产品相应的标准磁场信号；
检测，计算机控制系统控制传感器转子转动，并且同步收集实转动的角度以及在该实时的转动角度时由定子通过芯片编程器向计算机控制系统传输转动的实时磁场信号，将实时磁场信号与编程时得出的磁场信号对比分析，确定产品精度是否达到要求，并最终得出该产品否合格。更进一步的技术方案是上述编程时，计算机控制系统记录相互对应的标定点角度信号和电压信号，并分析角度信号与电压信号的对应关系，得出整个产品相应的标准磁场信号后，将相互对应的角度信号、电压信号和标准磁场信号固化在芯片编程器内。更进一步的技术方案是上述检测时，确定产品精度达到要求，得出产品为合格后，将相互对应的实时角度信号、电压信号和实时磁场信号固化在芯片编程器内。更进一步的技术方案是上述转子的输出轴上安装有编码器，数据采集卡是通过编码器得到转子转动的角度信号。更进一步的技术方案是上述计算机控制系统是先通过通讯板将转动命令传输给电机调速器，由电机调速器来控制电机的转动，而电机通过电机减速器带动转子转动。与现有技术相比，本发明的有益效果是本发明先将传感器安装在待检测的产品上，再进行标定、编程及检测，通过将在设定的电压下标定点所应有的标准磁场信号与在设定的电压下标定点的实时电磁信号进行分析来确定产品是否合格，使同一传感器所能检测的范围增大，可以适用于多种型号的产品，免去了在检测不同型号产品需要更换相对应的传感器的麻烦；另外可以将该产品在设定电压下的标准磁场信号固化在传感器的芯片编程器内，在产品工作状态即在线时，可以根据在线时的实际磁场信号变化与标准磁场信号变化的对比分析，实现在线实时监测；本发明还可以将出厂监测到的该产品在设定电压下的出厂磁场变化固化在传感器的芯片编程器内，在产品工作状态即在线时，可以根据在线时的实际磁场信号变化与厂监测到的出厂磁场信号变化的对比分析，可以监测产品在线使用时的性能变化情况；本发明不仅监测精度非常高，传感器可监测的范围增大，而且实现生产时和在线使用时不同环境的检测，操作方便，减少新产品开发的成本，缩短开发周期。
图I为本发明一种非接触式传感器位置检测仪一个实施例的结构示意图。图2为图I所示本发明一种非接触式传感器位置检测仪一个实施例的连接关系示意图。图3为图I中A出结构放大示意图。
具体实施例方式为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下 结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。图I和图2示出了本发明一种非接触式传感器位置检测仪的一个实施例包括计算机控制系统12、传感器、产品固定装置、动力装置和传动装置，产品5固定在产品固定装置上，如图I所示，所述产品固定装置、动力装置和传动装置是依次安装在底座I上，
其中所述传感器是由相互存在磁场感应的转子16和带芯片的定子17构成，其中所述转子16安装在产品5的运动件上并同轴连接有编码器10，定子17安装在产品5的不动件上；
其中所述动力装置包括安装在电机支撑座3上相互配合的电机8a和电机减速器Sb ；其中所述传动装置包括输出轴支撑座4上的输出轴11,所述输出轴11的一端与电机减速器8b相连接，另一端与传感器的转子16相连接；
所述计算机控制系统12通过电机调速器18与所述电机8a相连接，计算机控制系统12通过数据采集卡14与编码器10相连接，计算机控制系统12通过芯片编程器15与传感器相连。根据本发明一种非接触式传感器位置检测仪另一个实施例，产品固定装置包括槽座2a、操作台2b和工作台2c，所述操作台2b滑动安装在槽座2a上，所述工作台2c滑动安装在操作台2b上，并且操作台2b在槽座2a上的滑动方向与工作台2c在操作台2b上的滑动方向相互垂直，所述工作台2c上安装有用于固定产品5的连接板7，所述槽座2a和操作台2b之间以及操作台2b和工作台2c之间是通过相互适配的“T”型槽和调节螺杆滑动安装的。图3示出了本发明一种非接触式传感器位置检测仪另一个实施例，输出轴11的一端与所述电机减速器8b是通过两个可以相互咬合分离的传动主齿轮9a和传动副齿轮9b相连接的。根据本发明一种非接触式传感器位置检测仪另一个实施例，输出轴11的另一端与传感器的转子16是通过连接轴6相连接。根据本发明一种非接触式传感器位置检测仪另一个实施例，计算机控制系统12与电机调速器18之间设置有通讯板13。另外，根据本发明一种非接触式传感器位置的检测方法的一个实施例，该方法包括以下步骤标定，将传感器的转子16安装在产品5运动件上，定子17安装在产品5的不动件上，转子16通过数据采集卡14向计算机控制系统12传输角度信号，计算机控制系统12控制带动转子16转动，同时记录转子16通过数据采集卡14传输的角度信号，选取若干角度信号点作为标定点；
编程，定子17上设置有与计算机控制系统12相连接的芯片编程器15，当传感器转子16到达各个选取的标定点后，根据各个标定点的角度向通过芯片编程器15输入该产品5在该角度相应的电压信号，计算机控制系统12记录相互对应的标定点角度信号和电压信号，并分析角度信号与电压信号的对应关系，得出整个产品5相应的标准磁场信号；
检测，计算机控制系统12控制传感器转子16转动，并且同步收集实转动的角度以及在该实时的转动角度时由定子17通过芯片编程器15向计算机控制系统12传输转动的实时磁场信号，将实时磁场信号与编程时得出的磁场信号对比分析，确定产品5精度是否达到要求，并最终得出该产品5否合格。根据本发明一种非接触式传感器位置的检测方法的另一个实施例，在编程时，计 算机控制系统12记录相互对应的标定点角度信号和电压信号，并分析角度信号与电压信号的对应关系，得出整个产品5相应的标准磁场信号后,将相互对应的角度信号、电压信号和标准磁场信号固化在芯片编程器15内。将该产品在设定电压下的标准磁场信号固化在传感器的芯片编程器15内，在产品工作状态即在线时，可以根据在线时的实际磁场信号变化与标准磁场信号变化的对比分析，实现在线实时监测。根据本发明一种非接触式传感器位置的检测方法的另一个实施例，在检测时，确定产品5精度达到要求，得出产品5为合格后，将相互对应的实时角度信号、电压信号和实时磁场信号固化在芯片编程器15内。将出厂监测到的该产品在设定电压下的实时磁场信号变化即出厂磁场变化固化在传感器的芯片编程器15内，在产品工作状态即在线时，可以根据在线时的实际磁场信号变化与厂监测到的出厂磁场信号变化的对比分析，可以监测产品在线使用时的性能变化情况。根据本发明一种非接触式传感器位置的检测方法的另一个实施例，转子16的输出轴11上安装有编码器10，数据采集卡14是通过编码器10得到转子16转动的角度信号。根据本发明一种非接触式传感器位置的检测方法的另一个实施例，为简化计算机控制系统12和电机调速器18的连接方式，计算机控制系统12是先通过通讯板13将转动命令传输给电机调速器18,由电机调速器18来控制电机8a的转动,而电机8a通过电机减速器8b带动转子16转动。在本说明书中所谈到的“一个实施例”、“另一个实施例”、“实施例”、“优选实施例”
等，指的是结合该实施例描述的具体特征、结构或者特点包括在本申请概括性描述的至少一个实施例中。在说明书中多个地方出现同种表述不是一定指的是同一个实施例。进一步来说，结合任一实施例描述一个具体特征、结构或者特点时，所要主张的是结合其他实施例来实现这种特征、结构或者特点也落在本发明的范围内。尽管这里参照本发明的多个解释性实施例对本发明进行了描述，但是，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。更具体地说，在本申请公开、附图和权利要求的范围内，可以对主题组合布局的组成部件和/或布局进行多种变型和改进。除了对组成部件和/或布局进行的变型和改进外，对于本领域技术人员来说，其他的用途也将是 明显的。
权利要求
1.一种非接触式传感器位置检测仪，其特征在于包括计算机控制系统(12)、传感器、产品固定装置、动力装置和传动装置，产品(5)固定在产品固定装置上， 其中所述传感器是由相互存在磁场感应的转子(16)和带芯片的定子(17)构成，其中所述转子(16 )安装在产品(5 )的运动件上并同轴连接有编码器(10 )，定子(17 )安装在产品(5)的不动件上； 其中所述动力装置包括安装在电机支撑座(3)上相互配合的电机(8a)和电机减速器(8b)； 其中所述传动装置包括输出轴支撑座(4)上的输出轴(11)，所述输出轴(11)的一端与电机减速器(8b)相连接，另一端与传感器的转子(16)相连接； 所述计算机控制系统(12)通过电机调速器(18)与所述电机(8a)相连接，计算机控制系统(12)通过数据采集卡(14)与编码器(10)相连接，计算机控制系统(12)通过芯片编程器(15)与传感器相连。
2.根据权利要求I所述的一种非接触式传感器位置检测仪，其特征在于所述产品固定装置包括槽座(2a)、操作台(2b)和工作台(2c)，所述操作台(2b)滑动安装在槽座(2a)上，所述工作台(2c)滑动安装在操作台(2b)上，并且操作台(2b)在槽座(2a)上的滑动方向与工作台(2c)在操作台(2b)上的滑动方向相互垂直，所述工作台(2c)上安装有用于固定产品(5 )的连接板(7 )，所述槽座(2a)和操作台(2b )之间以及操作台(2b )和工作台(2c )之间是通过相互适配的“T”型槽和调节螺杆滑动安装的。
3.根据权利要求I所述的一种非接触式传感器位置检测仪，其特征在于所述输出轴(11)的一端与所述电机减速器(8b)是通过两个可以相互咬合分离的传动主齿轮(9a)和传动副齿轮(9b)相连接的。
4.根据权利要求I所述的一种非接触式传感器位置检测仪，其特征在于所述输出轴(11)的另一端与传感器的转子(16)是通过连接轴(6)相连接。
5.根据权利要求I所述的一种非接触式传感器位置检测仪，其特征在于所述计算机控制系统(12)与电机调速器(18)之间设置有通讯板(13)。
6.一种非接触式传感器位置的检测方法，其特征在于方法包括以下步骤 标定，将传感器的转子(16 )安装在产品(5 )运动件上，定子(17 )安装在产品(5 )的不动件上，转子(16)通过数据采集卡(14)向计算机控制系统(12)传输角度信号，计算机控制系统(12)控制带动转子(16)转动，同时记录转子(16)通过数据采集卡(14)传输的角度信号，选取若干角度信号点作为标定点； 编程，定子(17)上设置有与计算机控制系统(12)相连接的芯片编程器(15)，当传感器转子(16)到达各个选取的标定点后，根据各个标定点的角度向通过芯片编程器(15)输入该产品(5)在该角度相应的电压信号，计算机控制系统(12)记录相互对应的标定点角度信号和电压信号，并分析角度信号与电压信号的对应关系，得出整个产品(5)相应的标准磁场信号; 检测，计算机控制系统(12)控制传感器转子(16)转动，并且同步收集实转动的角度以及在该实时的转动角度时由定子(17)通过芯片编程器(15)向计算机控制系统(12)传输转动的实时磁场信号，将实时磁场信号与编程时得出的磁场信号对比分析，确定产品(5 )精度是否达到要求，并最终得出该产品(5)否合格。
7.根据权利要求6所述的一种非接触式传感器位置的检测方法，其特征在于所述编程时，计算机控制系统(12)记录相互对应的标定点角度信号和电压信号，并分析角度信号与电压信号的对应关系，得出整个产品(5)相应的标准磁场信号后，将相互对应的角度信号、电压信号和标准磁场信号固化在芯片编程器(15)内。
8.根据权利要求6所述的一种非接触式传感器位置的检测方法，其特征在于所述检测时，确定产品(5)精度达到要求，得出产品(5)为合格后，将相互对应的实时角度信号、电压信号和实时磁场信号固化在芯片编程器(15)内。
9.根据权利要求6-8任意一项所述的一种非接触式传感器位置的检测方法，其特征在于所述转子(16)的输出轴(11)上安装有编码器(10)，数据采集卡(14)是通过编码器(10)得到转子(16)转动的角度信号。
10.根据权利要求6-8任意一项所述的一种非接触式传感器位置的检测方法，其特征在于所述计算机控制系统(12)是先通过通讯板(13)将转动命令传输给电机调速器(18)，由电机调速器(18)来控制电机(8a)的转动，而电机(8a)通过电机减速器(8b)带动转子(16)转动。
全文摘要
本发明公开了一种产品的位置检测装置，具体涉及一种非接触式传感器位置检测仪及其检测方法，包括计算机控制系统、传感器、产品支撑座、电机支撑座和输出轴支撑座。本发明的作用是不仅监测精度非常高，传感器可监测的范围增大，而且实现生产时和在线使用时不同环境的检测，操作方便，减少新产品开发的成本，缩短开发周期。
文档编号G01D5/14GK102818580SQ20121032668
公开日2012年12月12日 申请日期2012年9月6日 优先权日2012年9月6日
发明者杨燕红, 邬忠萍, 李明阳, 彭忆强, 田云德 申请人:西华大学
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