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专利名称：直流马达的磁芯磁场强度分布测试系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及磁场测试技术，尤其是一种直流马达的磁芯磁场强度分布测试系统，其可自动测量直流风扇马达的磁芯整体各定点处磁场强度与整体磁场分布。
背景技术：
在直流马达的实际应用上，直流马达的磁芯(指永久磁铁)的磁场强度与磁场分布对一个直流马达的效率及利用率影响甚巨。因为磁芯中相邻磁极的磁场强度与磁场分布不相等或不对称时，会影响马达转动的效率及利用率，因此为提高马达的使用品质，一部理想的磁场强度分布测试系统是必然需要的。
目前一般在测量直流马达的磁芯磁场强度均是采用人工的方式，其测量方式是将高斯计的探棒置于磁芯的待测处，待高斯计中出现此处的磁场强度数值后，再以人工方式移动探棒至磁芯的下一待测处，或旋转磁芯，使探棒置于磁芯的下一待测处，而探棒所测量出的磁场强度的数值则是由高斯计(GaussMeter)上显示。由于此种测量方式是以人工方式改变磁芯的待测处，因此，磁芯改变的角度无法掌控得相当精密，造成有些角度处重覆测量，有些则未测量到，使磁芯整体的磁场强度的解析度不佳，无法精确得知磁芯整体的磁场分布。
本实用新型的直流马达的磁芯磁场强度分布测试系统，包括一测量待测磁芯磁场强度的探棒，以及与该探棒相连接的高斯计，该探棒所测量出的数据经由该高斯计显示，该测试系统还包括一机台；一磁芯固定机构，安装于该机台上，将一待测磁芯固定于该机台上；一探棒调整机构，安装于该机台上，调整该探棒与待测磁芯间的相对位置；一旋转平台，安装于该机台上，且位于上述磁芯固定机构的下方，该旋转平台的台面承载待测磁芯并带动该磁芯的旋转；一驱动马达，安装于该机台内，该驱动马达的转轴与一齿轮组相啮接，该齿轮组也安装于该机台内并位于所述旋转平台下面，该齿轮组与所述旋转平台相连接，带动该旋转平台旋转；一驱动控制电路，安装于该机台内，与该驱动马达电信号连接，控制该驱动马达；以及一个人电脑，与驱动控制电路耦接，将控制信号输出给驱动控制电路、并接收驱动控制电路传输的资料，并加以统计分析或绘制图示。
上述驱动控制电路进一步包括一多工器，具有一数据输入输出端、一选择端、一测量输入端与一命令输出端，该数据输入输出端可接收控制信号与输出数据，该测量输入端耦接至该高斯计；一微处理器，具有一控制输出端、一控制输入端与一数据输出端，该控制输出端耦接至该多工器的该选择端，该控制输入端耦接至该多工器的该命令输出端，该数据输出端输出一数据；一解码器，接收该微处理器的该数据输出端所输出的该数据，并解码成为一数字信号，并且输出该数字信号；以及一电流缓冲电路，接收该解码器所输出的该数字信号，并输出一电气信号以驱动该驱动马达。
本实用新型的优点主要是利用驱动控制电路控制驱动马达作一固定角度的转动，并同时带动直流风扇马达磁芯转动一角度，使高斯计探棒可完整测量直流风扇马达的磁芯各定点处的磁场强度，以增加该磁芯磁场强度的解析度，并得知磁芯整体磁场分布的情况，而探棒所测得的数据更可进而由高斯计经测试器传递至个人电脑中作磁场强度与磁场分布分析及图形绘示。


图1绘示本实用新型的直流马达的磁芯的磁场强度分布测试系统包含的磁场强度分布测试装置示意图；图2绘示本实用新型的直流马达的磁芯的磁场强度分布测试系统包含的磁场强度分布测试装置的机台内部示意图；以及图3绘示本实用新型的直流马达的磁芯的磁场强度分布测试系统的电路图。
标号说明100磁场强度分布测试装置(Magnetic Field Strength Distribution Tester)102直流风扇马达(Direct Current Fan Motor)104机台(Platform) 106固定机构(Fixed Mechanism)108旋钮 110连杆(Connecting Rod)112弹性压片 114转轴(Pivot)116旋转平台(Rotation Stage)118整机构(Adjustment Mechanism)120测量杆(Measuring Rod)122纵轴旋钮124纵轴连杆(Longitudinal Axis Connecting Rod)126第一横轴旋钮128横轴连杆(Transversa1 Axis Connecting Rod)130开关(Switch) 132按钮(Push Button)202驱动马达(Driving Motor) 204皮带(Belt)208减速齿轮(Deceleration Gear)300驱动控制电路(Driving Control Circuit)302多工器(Multiplexer) 304微处理器(Microprocessor)306解码器(Decoder)308电流缓冲电路(Current Buffer Circuit)310个人电脑(PC) 312高斯计(Gauss Meter)316打印机(Printer)具体实施方式
图1绘示本实用新型的直流马达的磁芯磁场强度分布测试系统的磁场强度分布测试装置示意图。在图1中，直流马达的磁芯磁场强度分布测试装置100是利用一探棒(图中未绘示)来测量各种尺寸的直流风扇马达102的磁芯(指永久磁铁)的磁场强度与磁场分布，此探棒(图中未绘示)所测量出的数据则经由高斯计(图中未绘示)连接至一部电脑(图中未绘示)，该磁场强度分布测试装置100包括一个采用非导磁材料的机台104，该机台104上安装一固定机构106，该固定机构106并设有一旋钮108，当旋转旋钮108时，与旋钮108连接的连杆110会使与连杆110连接的弹性压片112做上下移动，以利用弹性压片112压住直流风扇马达102的磁芯的转轴114于一后述的旋转平台116上，以做为直流风扇马达102磁芯的固定及定位。
一个三维(即X-Y-Z平面)的调整机构118安装于机台104上，而一高斯计的探棒(图中未绘示)则固定于调整机构118的测量杆120上，该调整机构118具有一纵轴旋钮122，当旋转纵轴旋钮122时，连接纵轴旋钮122的纵轴连杆124会使测量杆120做上下移动；此调整机构118另具有一个第一横轴旋钮126，当旋转第一横轴旋钮126时，连接第一横轴旋钮126的横轴连杆128会使测量杆120做左右移动；同理，此调整机构118另具有一个第二横轴旋钮(图中未绘示)，当旋转第二横轴旋钮时，连接第二横轴旋钮的第二横轴连杆会使测量杆120做前后移动。如此，该调整机构118共包括沿X、Y、Z轴方向延伸的三个轴连杆128、第二横轴连杆(图中未绘示)、124及与这些轴连杆相连接的旋钮，通过这些旋钮即可调整高斯计的探棒(图中未绘示)与待测的直流风扇马达102磁芯间的三维空间相对位置，使高斯计探棒(图中未绘示)可测量直流风扇马达102的磁芯的内圈磁场或周边磁场。
一旋转平台116安装于机台104上，且位于上述磁芯固定机构的下方，其台面用于承载待测磁芯并带动该磁芯的旋转，该旋转平台116为具有纹路的台面，以利用该台面与直流风扇马达102磁芯间接触的磨擦力，使旋转平台116旋转时，亦同时带动直流风扇马达102的磁芯旋转。
该机台104的侧边具有一开关130，以用来开启或关闭驱动控制电路(图中未绘示)的电源，在机台104正面具有的数个按钮132，则为控制旋转平台116＂正转＂、＂反转＂、＂旋转＂或＂清除＂等。
图2绘示本实用新型的直流马达的磁芯的磁场强度分布测试系统的磁场强度分布测试装置内部示意图。在图2中，直流风扇马达的磁芯磁场强度分布测试系统的磁场强度分布测试装置的内部200固定一驱动马达202(本实施例是使用步进马达)，且利用一皮带204传动，以带动旋转平台116旋转。其中，该旋转平台116亦可安装一减速齿轮208，使旋转平台116的转速与驱动马达202的转速成固定比例，而为一角度的转动。当然，我们也可以利用驱动马达202来带动齿轮组(图中未绘示)使该旋转平台116转动，而且利用此一方式将不需安装一减速齿轮208，直接使旋转平台116为一固定角度的转动。
图3绘示本实用新型直流马达的磁芯磁场强度分布测试系统的电路图。在图3中，驱动控制电路300安装于直流马达的磁芯的磁场强度分布测试装置的机台内(图中未绘示)，该驱动控制电路300包括有多工器302、微处理器304、解码器306与电流缓冲电路308。其中在本实施例中，多工器302采用型号为PEEL16V8，微处理器304采用型号为80C51，而解码器306则采用型号为PEEL16V8。当然，上述芯片型号只是举例，也可采用其他型号的芯片达成本实用新型的目的。
该多工器302具有一数据输入输出端D1O、一选择端SEL、一测量输入端DM与一命令输出端COM，此多工器302的数据输入输出端DIO通过RS-232序列端口耦接至个人电脑310，使数据输入输出端DIO可接收个人电脑310所发出的控制信号，其亦可输出数据至个人电脑310，该多工器302的测量输入端DM则通过RS-232序列端口耦接至高斯计312。该微处理器304具有一控制输出端CO、一控制输入端CI与一数据输出端DO，此微处理器304的控制输出端CO耦接至多工器302的选择端SEL，且将微处理器304的控制输入端CI耦接至多工器302的命令输出端COM，而微处理器304的数据输出端DO可输出一数据。该解码器306的输入端DEIN接收微处理器304的数据输出端DO所输出的数据，以解码成为一数字信号，并经由解码器306的输出端DEO输出数字信号。该电流缓冲电路308的输入端EI接收解码器的输出端DEO所输出的数字信号，而电流缓冲电路308的输出端EO则输出电气信号以驱动驱动马达202。
在图3中，控制驱动马达202的旋转情况可以由机台上的按钮132(参考图1)来控制。当按下＂正转＂或＂反转＂的按钮时，这时微处理器304接收到＂正转＂或＂反转＂的控制信号，该微处理器304的数据输出端DO则会输出一数据至解码器306，解码器306再根据这个数据解码为一数字信号，并将这个数字信号输出至电流缓冲电路308，使电流缓冲电路308根据这个数字信号产生一电气信号给驱动马达202，而使驱动马达202做正转或反转的步进动作，同理，当按下＂旋转＂的按钮时，驱动马达202则为连续旋转一圈，而当按下＂清除＂的按钮时，驱动马达202则将驱动马达202作步进动作时已累积的旋转角度清除归零。
测量时，将直流风扇马达102的磁芯固定于旋转平台116上，而高斯计的探棒则置于磁芯内圈或周边的定点待测处，待探棒测得该处的磁场强度并经由高斯计显示后，由于已经过一预定时间，驱动控制电路300则控制驱动马达202再旋转一预定角度，使旋转平台116旋转一小角度(最小可至0.25度)，而将探棒置于磁芯另一定点待测处，以重覆测量的动作，如此循环作动，即可完整测得磁芯整体各定点处的磁场强度。由于该磁场强度测试装置是利用驱动马达202带动旋转平台116上的磁芯自动旋转一预定角度，因此，在测量时，操作者只须按下＂正转＂或＂反转＂的开关后，磁芯即会由旋转平台116带动连续定时定点旋转，待磁芯转完一圈后，即可完整测得磁芯各定点处的磁场强度，而增加测量时磁场强度的解析度，以利于作磁场强度的分析。
在图3中，亦可选择由个人电脑310来控制驱动马达202的旋转情况及将探棒测得的数值由高斯计经多工器302传达至个人电脑310中。当微处理器304的控制输出端CO输出一命令至多工器302的选择端SEL时，表示微处理器304选择接收由个人电脑310所发出的控制信号(即控制驱动马达202正转、反转、旋转、清除及改变转动角度等动作)。而当个人电脑310发出读取高斯计312的数值的控制信号时，则微处理器304的控制输出端CO输出命令至多工器302的选择端SEL，选择将高斯计312中的数据经多工器302传递至个人电脑310中，而个人电脑310即可将所接收的高斯计312的数据，进行资料收集、分析后，由图形绘制系统绘出直流风扇马达的磁芯(图中未绘示)的磁场强度与磁场分布，亦可由打印机316印出直流风扇马达的磁芯(图中未绘示)的磁场强度与磁场分布。
因此，本实用新型的优点是可提供一种直流马达的磁芯磁场强度分布测试系统，其主要为利用驱动控制电路控制驱动马达作一固定角度的转动，并同时带动直流风扇马达磁芯转动一角度，使高斯计探棒可完整测量直流风扇马达的磁芯各定点处的磁场强度，以增加该磁芯磁场强度的解析度，而探棒所测得的数据更可进而由高斯计经测试器传递至个人电脑中作磁场强度与磁场分布分析及图形绘示。
综上所述，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本实用新型，任何熟习此技艺者，在不脱离本实用新型的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本实用新型的保护范围当视后附的申请专利范围所界定。
权利要求1.一种直流马达的磁芯磁场强度分布测试系统，包括一测量待测磁芯磁场强度的探棒，以及与该探棒相连接的高斯计，该探棒所测量出的数据经由该高斯计显示，其特征是该测试系统还包括一机台；一磁芯固定机构，安装于该机台上，将一待测磁芯固定于该机台上；一探棒调整机构，安装于该机台上，调整该探棒与待测磁芯间的相对位置；一旋转平台，安装于该机台上，且位于上述磁芯固定机构的下方，该旋转平台的台面承载待测磁芯并带动该磁芯的旋转；一驱动马达，安装于该机台内，该驱动马达的转轴与一齿轮组相啮接，该齿轮组也安装于该机台内并位于所述旋转平台下面，该齿轮组与所述旋转平台相连接，带动该旋转平台旋转；一驱动控制电路，安装于该机台内，与该驱动马达电信号连接，控制该驱动马达；以及一个人电脑，与驱动控制电路耦接，将控制信号输出给驱动控制电路、并接收驱动控制电路传输的资料，并加以统计分析或绘制图示。
2.如权利要求1所述的直流马达的磁芯磁场强度分布测试系统，其特征是该驱动控制电路进一步包括一多工器，具有一数据输入输出端、一选择端、一测量输入端与一命令输出端，该数据输入输出端可接收控制信号与输出数据，该测量输入端耦接至该高斯计；一微处理器，具有一控制输出端、一控制输入端与一数据输出端，该控制输出端耦接至该多工器的该选择端，该控制输入端耦接至该多工器的该命令输出端，该数据输出端输出一数据；一解码器，接收该微处理器的该数据输出端所输出的该数据，并解码成为一数字信号，并且输出该数字信号；以及一电流缓冲电路，接收该解码器所输出的该数字信号，并输出一电气信号以驱动该驱动马达。
3.如权利要求2所述的直流马达的磁芯磁场强度分布测试系统，其特征是该高斯计所显示的数据通过一RS-232接口送至该多工器的该测量输入端。
4.如权利要求2所述的直流马达的磁芯磁场强度分布测试系统，其特征是该多工器的该数据输入输出端通过一RS-232接口与该个人电脑耦接。
5.如权利要求1所述的直流马达的磁芯的磁场强度分布测试系统，其特征是该磁芯固定机构设有相互连接的旋钮、连杆和弹性压片，通过调整该旋钮定位待测磁芯并将该待测磁芯的转轴压在该旋转平台上。
6.如权利要求1所述的直流马达的磁芯的磁场强度分布测试系统，其特征是该探棒调整机构进一步包括一固定探棒的测量杆、及与该测量杆相连接的一三维方向调整机构，该三维方向调整机构进一步包括分别沿X、Y、Z轴方向延伸的三个轴连杆及与各该轴连杆相连接的三个旋钮，通过这些旋钮调整探棒与待测磁芯之间的三维空间相对位置。
7.如权利要求1所述的直流马达的磁芯的磁场强度分布测试系统，其特征是该驱动马达为一步进马达。
专利摘要一种直流马达的磁芯磁场强度分布测试系统，包括一测量待测磁芯磁场强度的探棒，以及与该探棒相连接的高斯计，该测试系统还包括一机台；一磁芯固定机构，安装于该机台上，将一待测磁芯固定于该机台上；一探棒调整机构，安装于该机台上，调整该探棒与待测磁芯间的相对位置；一旋转平台，安装于该机台上，且位于上述磁芯固定机构的下方，该旋转平台的台面承载待测磁芯并带动该磁芯的旋转；一驱动马达，安装于该机台内，通过一齿轮组带动该旋转平台旋转；一驱动控制电路，控制该驱动马达；以及一个人电脑，与驱动控制电路耦接，将控制信号输出给驱动控制电路、并接收驱动控制电路传输的资料；本实用新型可增加该磁芯磁场强度的解析度，并得知磁芯整体磁场分布的情况，还可将所测数据传递至个人电脑中作分析及图形绘示。
文档编号G01R33/12GK2590008SQ0228961
公开日2003年12月3日 申请日期2002年11月28日 优先权日2002年11月28日
发明者谢志鹏, 蔡宗佑 申请人:易亨电子股份有限公司