专利名称：继电器磁性零部件矫顽力自动测量仪的制作方法
技术领域：
本实用新型属于测量力或应力的一般计量技术领域，具体涉及到继电器磁性零部件矫顽力自动测量仪。
背景技术：
开磁路下矫顽力自动测量目前处于采用磁通门磁强计作为零磁通检测，磁通门磁强计是一种灵敏度很高的弱磁场测量仪，该测量仪应用于地磁场测量。应用于开磁路下继电器磁性零部件矫顽力测量具有一定的困难，因为磁通门磁强计的传感器是采用φ0.5mm铁镍合金作为接收弱磁场敏感元件，属于点测量。对继电器磁性零部件它无能为力，因继电器磁性零部件的形状太复杂。而磁通门磁强计的传感器不能在强磁场中磁化和退磁，否则影响测量重复性。在采用磁通门磁强计作为零磁通检测时，将其放在磁化螺线管外侧，对大零部件可以，对小零件非常困难。
国外有关继电器磁性零部件矫顽力测量报导的资料不太多，我国90年代引进德国价值17万马克的继电器磁性零部件矫顽力测量仪，该测量仪没有标准，对GB3656-83中要求制做的标准样件矫顽力测量，无法测量。
针对我国现状和国外的先进技术，采用磁化测量绕在一起的螺线管，使用振动线圈弱磁场梯度测量仪作为零磁通和被测零部件表面剩磁的测量。
继电器的铁芯、轭铁、衔铁主要磁性材料是电工纯铁或低碳钢或铁镍合金，这些磁性材料主要参数是矫顽力Hc，矫顽力的大小直接关系到继电器产品质量。继电器零部件在机械制造过程中受机械应力的作用，材料的矫顽力随之升高，降低材料的矫顽力，就要消除由于机械加工产生的应力，将加工好的零部件进行热处理，才能保证材料处于磁中性，但是在热处理过程中，控制热处理温度是降低磁性材料矫顽力的技术关键，由于热处理问题造成继电器产品报废率很高。采用随零部件热处理标准件，使用冲击法测量标准件的矫顽力来代替零部件的矫顽力，存在浪费原材料、矫顽力有差异、热处理不一定保持炉堂的温度非常均匀、费工又费时等缺点。

发明内容
本实用新型所要解决的技术问题以及解决其技术问题所采用的技术方案是它包括信号检测电路。电平转换电路，输入端接信号检测电路的输出端。A/D转换器。计算机系统，输入端接信号检测电路和A/D转换器的输出端。控制电路，输入端接计算机系统的输出端。磁化恒流电路，输入端接计算机系统的输出端、控制电路的输出端。磁化螺旋管，输入端接磁化恒流电路的输出端。测量恒流电路，输入端接计算机系统的输出端、控制电路的输出端。测量螺旋管，输入端接测量恒流电路的输出端。标准电阻，输入端接测量恒流电路的输出端、输出端接A/D转换器。
本实用新型的信号检测电路包括传感器。差分放大器，差分放大器的输入端接传感器的输出端。带通滤波器，带通滤波器的输入端接差分放大器的输出端。比例放大器，比例放大器的输入端接带通滤波器的输出端。检波器，检波器的输入端接比例放大器的输出端、输出端接电平转换电路的输入端。
本实用新型采用空气振动线圈零磁通检测传感器，该传感器具有抗干扰性强、测量灵敏度比磁通门磁强计高两个数量级，解决了不制做标准样品，可直接进行测量零部件，主机由计算机系统控制使被测量试样磁化到饱和状态然后逐渐退掉磁化场，由于磁性材料具有磁后效应当磁化场为零时，磁性材料磁化强度并不为零而在剩余磁化强。再由计算机系统控制加以反向磁化场使被测量试样剩余磁化强度为零，这时的反向磁化场强度为材料的矫顽力。由于材料加工成零部件后形状很复杂在测量过程中，采用正向磁化测量和反向磁化测量，然后取平均值为材料真实矫顽力。这些测量过程全部自动完成并存入计算机，需要打印按下打印键自动打印出测量结果。各项技术指标均达到GB3656-83国家标准。本实用新型具有灵敏度高、检测准确、检测速度快等优点。


图1是本实用新型的电气原理方框图。
图2是本实用新型的模拟控制测量系统电子线路原理图。
图3是本实用新型的计算机系统电子线路原理图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型进一步详细说明，但本实用新型不限于这些实施例。
图1是本实用新型的电气原理方框图，参见图1。
在图1、图2中，本实施例的继电器磁性零部件矫顽力自动测量仪由磁化恒流电路、测量恒流电路、磁化螺旋管、测量螺旋管、传感器、信号检测电路、电平转换电路、控制电路、标准电阻、A/D转换器、计算机系统连接构成。
本实施例的控制电路由三极管BG5、三极管BG6、二极管D3、二极管D4、R19～R22、继电器J1、继电器J2连接构成。三极管BG5的基极通过R19接计算机系统并通过R21接地、集电极接二极管D3的正极和继电器J1的线圈的一端，二极管D3的负极和继电器J1线圈的另一端接12v电源正极，继电器J1常开触点的一端接计算机系统、另一端接磁化恒流电路。三极管BG6的基极通过R20接计算机系统并通过R22接地、集电极接二极管D4的正极和继电器J2的线圈的一端，二极管D3的负极、二极管D4的负极、继电器J1线圈的另一端、继电器J2线圈的另一端接12v电源正极，继电器J2常开触点的一端接计算机系统、另一端接测量恒流电路。
本实施例的磁化恒流电路由集成电路U1、三极管BG1、三极管BG2、二极管D1、R1、R2、R4～R6、R8、C1～C9、电位器R3连接构成，集成电路U1的型号为LM741。集成电路U1的正向输入端通过R2接地、负向输入端通过R1接控制电路继电器J1常开触点的一端和R4的一端以及C9的一端、4脚接C7和C8的一端和电位器R3的可调端、1脚接电位器R3的一端、5脚接电位器R3的另一端、7脚接12v电源正极、输出端接三极管BG1的基极和C3的一端，C3的另一端接地，三极管BG1的集电极接12v电源正极、发射极接三极管BG2的基极和R6的一端并通过R5接地，R6的另一端接C4的一端，三极管BG2的集电极接二极管D1的正极和C4的另一端以及磁化螺旋管L1、发射极接R4和C9的另一端并通过R8接地，二极管D1的负极接40v电源正极。C1和C2为正12v电源的滤波电容，C7和C8为负12电源的滤波电容，C5和C6为正40v电源的滤波电容。
磁化螺旋管L1继电器的常闭触点J2-1接磁化恒流电路二极管D1的负极，磁化螺旋管L1继电器的常闭触点J2-2接磁化恒流电路二极管D1的正极，磁化螺旋管L1线圈的两端分别接继电器常闭触点J2-1的另一端和继电器常闭触点J2-2的另一端。
由计算机系统模数转换器(D/A)输出0～5V的负电平通过R1输入U1反向端使6端输出正电平，驱动BG1使BG1输出推动BG2使磁化螺线管L1磁场强度达到24000A/m，将被测量零部件磁化到饱和然后逐步退掉大电流使被测量零部件处于剩余磁感应强度。
本实施例的测量恒流电路由集成电路U2、三极管BG3、三极管BG4、二极管D2、R9、R10、电位器R11、R12、R13、C10～C15连接构成，集成电路U2的型号为LM741。集成电路U2的正向输入端通过R10接地、负向输入端通过R9接控制电路继电器J2常开触点的一端和R13的一端以及C15的一端、4脚接C13和C14的一端以及电位器R11的可调端、1脚接电位器R11的一端、5脚接电位器R11的另一端、7脚接12v电源正极、输出端接三极管BG3的基极和C12的一端，C12的另一端接地，三极管BG3的集电极接12v电源正极、发射极接三极管BG4的基极并通过R12接地，三极管BG4的集电极接12v电源正极、发射极接二极管D2的负极和测量螺旋管L2，二极管D2的正极接R13和C15的另一端、测量螺旋管L2、标准电阻、计算机系统。C10、C11为正12v电源的滤波电容，C13、C14为负12v电源的滤波电容。
测量螺旋管L2继电器的常闭触点J2-3的一端接测量恒流电路二极管D2的负极，测量螺旋管L2继电器的常闭触点J2-4的一端接测量恒流电路二极管D2的正极，测量螺旋管L2线圈的两端分别接继电器常闭触点J2-3的另一端和继电器常闭触点J2-4的另一端。
由计算机系统模数转换器(D/A)通过控制电路的R19使BG5驱动继电器J1线圈工作使J1的常闭触点断开。由计算机系统模数转换器(D/A)发出0～5V的负电平通过R9输入集成电路U2的反向端6端输出正电平，驱动BG3使BG4输出驱动测量恒流电路，使测量螺线管L2加以于磁化电流方向相反的电流，使被测量零部件表面剩余磁感应强度逐步下降。
本实施例的标准电阻由R14～R18连接构成。R14～R18的一端相连接，R14的另一端接测量恒流电路二极管D2的正极和A/D转换器。
本实施例的信号检测电路由传感器、差分放大器、带通滤波器、比例放大器、检波器连接构成。传感器由线圈L3和线圈L4连接构成，线圈L3和线圈L4两端接地、另外两端接差分放大器。传感器将所接收的电信号输出到差分放大器。差分放大器由集成电路U3、R23～R26连接构成，集成电路U3的型号为LM741。集成电路U3的正向输入端通过R24接传感器线圈L4的另外一端以及通过R25接地、负向输入端通过R23接接传感器线圈L3的另外一端以及通过R26接输出端、输出端接带通滤波器。本实施例的带通滤波器由集成电路U4、集成电路U5、R27、电位器R28、R29～R34、C16～C19连接构成，集成电路U4、集成电路U5的型号为LM741。集成电路U4的正向输入端通过R29接地、负向输入端接R30和C17的一端、输出端接C18的一端并通过R32接集成电路U5的负向输入端，C17的另一端接R30的另一端、R31的一端、电位器R28的一端和可调端、并通过R27接C16的一端，C16的另一端接差分放大器集成电路U3的输出端，电位器R28的另一端接地。集成电路U5的正向输入端通过R33接地、负向输入端通过R34接输出端、输出端接C19的一端和R31的另一端，C19的另一端接比例放大器。本实施例的比例放大器由集成电路U6、R35、R36、C20、电位器R37连接构成，集成电路U6的型号为LM741。集成电路U6的正向输入端通过R36接地、负向输入端接电位器R37的一端并通过R35接带通滤波器的C19的另一端、输出端接电位器R37的另一端和可调端以及C20的一端，C20的另一端接检波器。本实施例的检波器由集成电路U7、二极管整流器D5～D8、R38～R40、C21连接构成，集成电路U7的型号为LM741。集成电路U7的正向输入端通过R39接地、负向输入端接二极管整流器D5～D8的一端并通过R38接比例放大器的C20的另一端、输出端接二极管整流器D5～D8另一端，二极管整流器D5～D8的其余两端接R40、C21的两端以及电平转换器。传感器接收的交流信号由差分放大器放大通过C16耦合，由带通滤波器将交流信号选频处理，再经C19耦合，由比例放大器将交流信号整形处理，再经C20耦合，由检波器将交流信号整流为直流信号输出到电平转换电路。
本实施例的电平转换电路电经集成电路U8、集成电路U9、R41～R43、R45～R47、C22、电位器R44连接构成，集成电路U8、集成电路U9的型号为LM741。集成电路U8的正向输入端通过R43接地并通过R42接二极管整流器D5～D8的其余一端、负向输入端通过R41接二极管整流器D5～D8的其余另一端并通过R45接输出端和集成电路U9的负向输入端、1脚和5脚分别接电位器R44的两端、4脚接电位器R44的可调端和12V电源负极。集成电路U9的正向输入端接R46的一端和C22的一端并通过R47接地、输出端接R46和C22的另一端以及计算机系统。检波器的直流信号输出到电平转换器进行高低电平转换。
在图3中，本实施例的A/D转换器由集成电路U16和R51连接构成，集成电路U16的型号为A/D7135。集成电路U16的10脚通过R51接标准电阻R14的另一端、17～20脚、23脚、27脚、28脚接计算机系统。
本实施例的计算机系统由集成电路U10～集成电路U15、集成电路U17～集成电路U20、R49、R50、C23、C24、电位器R48、振荡器Y1连接构成，集成电路U10的型号是74LS373为缓冲器、集成电路U11的型号是2764为程序存储器、集成电路U12的型号是8279为键盘扫描器、集成电路U13的型号是74LS154为显示扫描器、集成电路U14的型号是74LS157、集成电路U15的型号是8155为数据存储器、集成电路U17的型号是74LS06为与非门、集成电路U18的型号是LM741、集成电路U19的型号是DAC1210为数模转换器、集成电路U20的型号是8031为计算机芯片。集成电路U20的P10～P17口将接打印机，集成电路U20的P00～P07口通过总线接集成电路U10的D0～D7口、集成电路U15的AD0～AD7口、集成电路U19的DI3～I10口，集成电路U20的18脚和19脚接由振荡器Y7、C23、C24连接的时钟电路，集成电路U20的9脚接电平转换电路。集成电路U10的Q0～Q7口接集成电路U11的A0～A7口，集成电路U11的D0～D7口接集成电路U12的DB0～DB7口，集成电路U12的SL0～SL3口接集成电路U13的A～D口、RL0～RL3口接键盘，集成电路U13的1～4脚接键盘、10～17脚输出接显示器，集成电路U14的10脚、11脚、6脚、5脚、3脚、2脚接集成电路U16，集成电路U14的12脚、9脚、7脚、4脚接集成电路U15的PB0～PB3口，集成电路U15的PB4～PB7口接集成电路U16的17～20脚、37脚接集成电路U17的9脚、38脚接集成电路U17的5脚、39脚接集成电路U17的11脚，集成电路U17的10脚通过R50接5v电源正极并接控制电路、6脚通过R49接5v电源正极并接控制电路，集成电路U19的13脚接集成电路U18的负向输入端、14脚接集成电路U18的正向输入端和地、11脚和10脚以及3脚接电位器R48的一端和可调端，集成电路U18的输出端接电位器R48的另一端和磁化恒流电路以及测量恒流电路。键盘输入通过集成电路U12的R0～R3使数据DB0～DB7输出到集成电路U11的D0～D7同时输出到集成电路U9的P00～P07并输出到集成电路U19的D13～DI10，由集成电路U19的13脚输出到集成电路U18的反向端，使集成电路U18的6端输出0～5v的负电平。当集成电路U19停止工作时，集成电路U16采集到标准电阻上的电压通过R51输入集成电路U16进行模数转换，通过数据口输入集成电路U15的PB4～PB7，再通过数据线口AD0～AD7及集成电路U15的SL0～SL3输出到集成电路U13的A、B、C、D口，然后通过数据口9～15输出测量结果并显示。
权利要求1.一种继电器磁性零部件矫顽力自动测量仪，其特征在于它包括信号检测电路；电平转换电路，输入端接信号检测电路的输出端；A/D转换器；计算机系统，输入端接信号检测电路和A/D转换器的输出端；控制电路，输入端接计算机系统的输出端；磁化恒流电路，输入端接计算机系统的输出端、控制电路的输出端；磁化螺旋管，输入端接磁化恒流电路的输出端；测量恒流电路，输入端接计算机系统的输出端、控制电路的输出端；测量螺旋管，输入端接测量恒流电路的输出端；标准电阻，输入端接测量恒流电路的输出端、输出端接A/D转换器。
2.按照权利要求1所述的继电器磁性零部件矫顽力自动测量仪，其特征在于所说的信号检测电路包括传感器；差分放大器，差分放大器的输入端接传感器的输出端；带通滤波器，带通滤波器的输入端接差分放大器的输出端；比例放大器，比例放大器的输入端接带通滤波器的输出端；检波器，检波器的输入端接比例放大器的输出端、输出端接电平转换电路的输入端。
专利摘要一种继电器磁性零部件矫顽力自动测量仪，它包括信号检测电路、输入端接信号检测电路输出端的电平转换电路、A/D转换器、输入端接信号检测电路和A/D转换器输出端的计算机系统、输入端接计算机系统输出端的控制电路、输入端接计算机系统和控制电路输出端的磁化恒流电路、输入端接磁化恒流电路输出端的磁化螺旋管、输入端接计算机系统和控制电路输出端的测量恒流电路、输入端接测量恒流电路输出端的测量螺旋管，输入端接测量恒流电路的输出端、输出端接A/D转换器标准电阻。它具有灵敏度高、检测准确、检测速度快等优点。
文档编号G01L1/00GK2591599SQ02258930
公开日2003年12月10日 申请日期2002年11月15日 优先权日2002年11月15日
发明者慕忠义 申请人:慕忠义