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CN110109008B - 一种接近开关感应范围测试装置及方法 - Google Patents

一种接近开关感应范围测试装置及方法 Download PDF

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CN110109008B CN201910316255.1A CN201910316255A CN110109008B CN 110109008 B CN110109008 B CN 110109008B CN 201910316255 A CN201910316255 A CN 201910316255A CN 110109008 B CN110109008 B CN 110109008B
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Abstract

本发明公开了一种接近开关感应范围测试系统及方法，该测试系统包括检测体、位置调节单元和位置采集单元；所述位置调节单元用于带动待测的接近开关移动，调节所述接近开关与所述检测体在第一方向以及与所述第一方向垂直的第二方向上的距离；该第一方向为接近开关的感应面对应检测体的方向；所述位置采集单元与接近开关连接，用于设定接近开关在所述第二方向上的零点位置，并用于实时记录接近开关在第二方向上移动时距离所述零点位置的位移数据；本发明可实现对接近开关在不同感应距离下的横向感应范围进行测试，系统结构简单，操作方便，通用性强。

Description

一种接近开关感应范围测试装置及方法
技术领域
本发明属于开关测试技术领域，更具体地，涉及一种接近开关感应范围测试装置及方法。
背景技术
接近开关是一种无需与运动部件进行机械直接接触而可以操作的位置开关，又称无触点接近开关，是理想的电子开关量传感器。当金属检测体接近开关的感应区域，开关就能无接触、无压力、无火花、迅速发出电气指令，准确反应出运动机构的位置和行程，即使用于一般的行程控制，其定位精度、操作频率、使用寿命、安装调整的方便性和对恶劣环境的适用能力，是一般机械式行程开关所不能相比的。它广泛地应用于航空、航天技术、机床、冶金、化工、轻纺和印刷等行业。在自动控制系统中可作为限位、计数、定位控制和自动保护环节等。
在接近开关的选型使用中，感应距离是接近开关最为重要的一个参数。当有物体移向接近开关，并接近到一定距离时，位移传感器才有“感知”，开关才会动作，通常把这个距离叫感应距离或检出距离；不同的接近开关其感应距离也不同。而对接近开关在不同感应距离下的横向感应范围有很少涉及或应用，但是在某些特定场合应用中，需要对接近开关在不同感应距离下的横向感应范围有要求；而现有技术中几乎没有用来对接近开关的横向感应范围参数进行检测的装置或方法。
发明内容
针对现有技术的至少一个缺陷或改进需求，本发明提供了一种接近开关感应范围测试装置及方法，可实现对接近开关在不同感应距离下的横向感应范围进行测试。
为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种接近开关感应范围测试系统，包括检测体、位置调节单元和位置采集单元；
所述位置调节单元用于带动待测的接近开关移动，调节所述接近开关与所述检测体在第一方向以及与所述第一方向垂直的第二方向上的距离；该第一方向为接近开关的感应面对应检测体的方向；
所述位置采集单元与接近开关电连接，用于设定接近开关在所述第二方向上的零点位置，并用于实时记录接近开关在第二方向上移动时距离所述零点位置的位移数据。
优选的，上述接近开关感应范围测试系统，其零点位置位于接近开关在第二方向上的感应范围之外。
优选的，上述接近开关感应范围测试系统，其位置调节单元包括固定装置、移动平台、距离微调装置和电机；
所述固定装置用于将待测的接近开关固定在移动平台上，所述移动平台在电机的控制下带动接近开关在第二方向上移动；所述距离微调装置用于调节移动平台在第一方向上与检测体的距离。
优选的，上述接近开关感应范围测试系统，其电机与接近开关电连接，该电机用于根据接近开关在其感应信号产生电平跳变时输出的电气指令控制移动平台自动停止运动。
优选的，上述接近开关感应范围测试系统，其位置采集单元还用于实时显示接近开关在移动过程中的位移数据，根据接近开关在其感应信号产生电平跳变时输出的电气指令记录接近开关的当前位移数据。
优选的，上述接近开关感应范围测试系统，还包括示波器；所述示波器与接近开关电连接，用于将接近开关在移动过程中产生的感应信号转换为波形信号并显示。
按照本发明的另一个方面，还提供了一种接近开关感应范围测试方法，包括以下步骤：
S1：调节待测的接近开关在第一方向上与检测体之间的感应距离；所述第一方向为接近开关的感应面对应检测体的方向；所述感应距离小于待测的接近开关的最大感应距离；
S2：使接近开关在与所述第一方向垂直的第二方向上移动，并设定该接近开关在所述第二方向上的零点位置；
S3：将接近开关置于感应范围之外，控制接近开关在第二方向上正向移动，记录该接近开关感应到检测体时距离所述零点位置的第一位移数据Xa1；继续正向移动，记录该接近开关感应不到检测体时距离零点位置的第二位移数据Xb1；
S4：控制接近开关在第二方向上反向移动，记录该接近开关感应到检测体时距离零点位置的第三位移数据Xb2；继续反向移动，记录该接近开关感应不到检测体时距离零点位置的第四位移数据Xa2；
S5：根据所述第一位移数据Xa1、第二位移数据Xb1、第三位移数据Xb2和第四位移数据Xa2计算接近开关在感应距离d时的感应范围。
优选的，上述接近开关感应范围测试方法，当所述零点位置位于接近开关在第二方向上的感应范围之外时，该感应范围的计算公式为：
Figure BDA0002033193320000031
优选的，上述接近开关感应范围测试方法，当所述零点位置位于接近开关在第二方向上的感应范围之内时，该感应范围的计算公式为：
Figure BDA0002033193320000032
总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：
本发明提供的接近开关感应范围测试系统及方法，通过位置调节单元调节待测接近开关与检测体在第一方向以及与该第一方向垂直的第二方向上的距离；通过位置采集单元设定接近开关在第二方向上的零点位置，并分别记录接近开关在第二方向上双向移动移动时能够感应以及不能感应检测体时距离零点位置的位移数据；根据该位置数据即可计算得到接近开关在当前感应距离下的横向感应范围；通过位置调节单元调节接近开关与检测体在第一方向上的感应距离，即可对接近开关在不同感应距离下的横向感应范围进行测试；系统结构简单，操作方便，通用性强。
附图说明
图1是本发明实施例提供的接近开关感应范围测试系统的结构示意图；其中，1-检测金属片；2-位置调节装置；3-接近开关；4-数据显示面板；5-电源；6-示波器；
图2是本发明实施例提供的接近开关感应范围测试方法的流程图；
图3是本发明实施例提供的接近开关感应范围测试方法的测试过程示意图。
具体实施方式
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。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
图1是本发明实施例提供的接近开关感应范围测试系统的结构示意图；如图1所示，该测试系统包括检测金属片1、位置调节装置2、数据显示面板4和24V电源5；
24V电源5用于为待检测的接近开关3供电，接近开关3固定在位置调节装置2上，该位置调节装置2带动待测的接近开关3移动，调节接近开关3与检测金属片1在Y方向以及与该Y方向垂直的X方向上的距离；其中，Y方向为接近开关3的感应面对应检测金属片1的方向；当检测金属片1与接近开关3在Y方向上的距离达到一定值时，接近开关3才会动作，这个距离叫接近开关3的最大感应距离；
数据显示面板4与接近开关3电连接，用于实时显示接近开关3在移动过程中的位移数据，包括Y方向和X方向的位移数据；并用于设定接近开关3在X方向上的零点位置，实时记录接近开关3在X向上移动时距离该零点位置的位移数据。其中，零点位置可设定在接近开关3在X方向上的感应范围之外，即在零点位置处接近开关3无法感应到检测金属片；同样也可以设定在接近开关3在X方向上的感应范围之内，为了便于记录接近开关3在移动过程中的位移数据，本实施例优选将零点位置设定于接近开关3在X方向上的感应范围之外。
进一步的，位置调节装置2包括固定装置、移动平台、距离微调装置和电机；
固定装置用于将待测的接近开关固定在移动平台上，该移动平台在电机的控制下带动接近开关在X方向上移动；距离微调装置用于调节移动平台在Y方向上与检测金属片的距离，从而对接近开关在不同的感应距离时的横向(X方向)感应范围进行测试。
其中，电机与接近开关电连接，该电机用于根据接近开关在其感应信号产生电平跳变时输出的电气指令控制移动平台自动停止运动。当接近开关在移动过程中感应到检测金属片，或者超出感应范围无法感应到检测金属片的瞬间，其感应信号的电平会发生突变，此时接近开关输出电气指令，电机则根据该电气指令控制移动平台自动停止运动；同时，数据显示面板4根据该电气指令记录接近开关的当前位移数据。
作为本实施例的一个优选，该接近开关感应范围测试系统还包括与接近开关连接的示波器6；该示波器6用于将接近开关在移动过程中产生的感应信号转换为波形信号并进行显示，便于测试人员能够直观的获知接近开关在移动过程中的信号变化。
本实施例还提供了一种接近开关感应范围测试方法，用于检测接近开关在不同感应距离下的横向感应范围；图2是本发明实施例提供的接近开关感应范围测试方法的流程图；图3是本发明实施例提供的接近开关感应范围测试方法的测试过程示意图；如图2、3所示，该测试方法包括以下步骤：
S1：调节待测的接近开关在Y方向上与检测金属片之间的感应距离d；该Y方向为接近开关的感应面对应检测金属片的方向；
S2：使接近开关在与Y方向垂直的X方向上移动，并设定该接近开关在X方向上的零点位置；本实施例优选将零点位置设定于接近开关在X方向上的感应范围之外；
S3：将接近开关置于感应范围之外，控制接近开关在X方向上正向移动，记录该接近开关感应到检测金属片时距离零点位置的第一位移数据Xa1；继续正向移动，记录该接近开关感应不到检测金属片时距离零点位置的第二位移数据Xb1；
S4：控制接近开关在X方向上反向移动，记录该接近开关感应到检测金属片时距离零点位置的第三位移数据Xb2；继续反向移动，记录该接近开关感应不到检测金属片时距离零点位置的第四位移数据Xa2；
S5：根据第一位移数据Xa1、第二位移数据Xb1、第三位移数据Xb2和第四位移数据Xa2计算接近开关在感应距离d时的感应范围，计算公式为：
Figure BDA0002033193320000051
当然，步骤S2中的零点位置也可以设置在接近开关在X方向上的感应范围内，此时，接近开关在感应距离d时的感应范围的计算公式为：
Figure BDA0002033193320000052
下面结合本实施例提供的接近开关感应范围测试系统对上述测试方法的流程作进一步详细说明，测试步骤如下：
(1)将待测接近开关通过固定装置安装在移动平台上，沿X方向调整移动平台位置，使接近开关表面正对检测金属片的齿面。
(2)沿Y方向调整移动平台位置，使接近开关的感应面与检测金属片的齿面贴合；按数据显示面板上的Y0键，将Y方向数据清零；
(3)通过距离微调装置控制移动平台移动，调整移动平台与检测金属片之间的感应距离d；该感应距离d必须小于接近开关的最大感应距离；
(4)扳动电机控制杆，使移动平台沿X方向反向移动，观察示波器波形，当接近开关的输出信号波形由低电平跳变到高电平时，移动平台自动停止运动；此时接近开关感应不到检测金属片，接近开关的指示灯灭；继续沿X方向反向运动，在一定位置处将数据显示面板上的X方向数据清零，即设定该位置为X方向上的零点位置；
(5)扳动电机控制杆，使移动平台沿X方向正向运动，观察示波器波形，当接近开关的输出信号由高电平跳变到低电平时，移动平台自动停止，此时接近开关恰好感应到检测金属片，接近开关的指示灯亮，数据显示面板记录此时接近开关在X方向上的位置数据Xa1；然后扳动电机控制杆，使移动平台继续沿正向运动，当接近开关的输出信号波形由低电平跳变到高电平时，移动平台自动停止运动；此时接近开关感应不到检测金属片，接近开关的指示灯灭，记录此时接近开关在X方向上的位置数据Xb1；
(6)扳动电机控制杆，使移动平台继续沿X方向正向运动，移出探测范围一定距离后，反向扳动电机控制杆，使移动平台沿X方向反方向运动，观察示波器波形，当接近开关的输出信号由高电平跳变到低电平时，移动平台自动停止，此时接近开关恰好感应到检测金属片，接近的指示灯亮，记录接近开关此时的位置数据Xb2；然后扳动电机控制杆，使移动平台继续反向运动，当接近开关的输出信号波形由低电平跳变到高电平时，移动平台自动停止运动，此时接近开关感应不到检测金属片，接近开关的指示灯灯灭，记录接近开关此时的位置数据Xa2；
(7)根据上述位置数据计算接近开关在感应距离为d时的感应范围为：
Figure BDA0002033193320000061
(8)改变感应距离为d，重复步骤(3)～(7)，即可得到接近开关在不同感应距离时的横向感应范围。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种接近开关感应范围测试系统，其特征在于，包括检测体、位置调节单元和位置采集单元；
所述位置调节单元用于带动待测的接近开关移动，调节所述接近开关与所述检测体在第一方向以及与所述第一方向垂直的第二方向上的距离；该第一方向为接近开关的感应面对应检测体的方向；所述位置调节单元包括固定装置、移动平台、距离微调装置和电机；
所述固定装置用于将待测的接近开关固定在移动平台上，所述移动平台在电机的控制下带动接近开关在第二方向上移动；所述距离微调装置用于调节移动平台在第一方向上与检测体的距离；
所述位置采集单元与接近开关连接，用于设定接近开关在所述第二方向上的零点位置，并用于实时记录接近开关在第二方向上移动时距离所述零点位置的位移数据。
2.如权利要求1所述的接近开关感应范围测试系统，其特征在于，所述零点位置位于接近开关在第二方向上的感应范围之外。
3.如权利要求1所述的接近开关感应范围测试系统，其特征在于，所述电机与接近开关电连接，该电机用于根据接近开关在其感应信号产生电平跳变时输出的电气指令控制移动平台自动停止运动。
4.如权利要求1或3所述的接近开关感应范围测试系统，其特征在于，所述位置采集单元还用于实时显示接近开关在移动过程中的位移数据，并根据接近开关在其感应信号产生电平跳变时输出的电气指令记录接近开关的当前位移数据。
5.如权利要求4所述的接近开关感应范围测试系统，其特征在于，还包括示波器；所述示波器与接近开关电连接，用于将接近开关在移动过程中产生的感应信号转换为波形信号并显示。
6.一种接近开关感应范围测试方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：调节待测的接近开关在第一方向上与检测体之间的感应距离；所述第一方向为接近开关的感应面对应检测体的方向；
S2：使接近开关在与所述第一方向垂直的第二方向上移动，并设定该接近开关在所述第二方向上的零点位置；
S3：将接近开关置于感应范围之外，控制接近开关在第二方向上正向移动，记录该接近开关感应到检测体时距离所述零点位置的第一位移数据Xa1；继续正向移动，记录该接近开关感应不到检测体时距离零点位置的第二位移数据Xb1；
S4：控制接近开关在第二方向上反向移动，记录该接近开关感应到检测体时距离零点位置的第三位移数据Xb2；继续反向移动，记录该接近开关感应不到检测体时距离零点位置的第四位移数据Xa2；
S5：根据所述第一位移数据Xa1、第二位移数据Xb1、第三位移数据Xb2和第四位移数据Xa2计算接近开关在所述感应距离时的感应范围；具体的：
当所述零点位置位于接近开关在第二方向上的感应范围之外时，该感应范围的计算公式为：
Figure FDA0003078418150000021
当所述零点位置位于接近开关在第二方向上的感应范围之内时，该感应范围的计算公式为：
Figure FDA0003078418150000022
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