具体实施方式

下面结合说明书附图和具体的实施例，对本发明作详细描述。

如图1所示，一种电磁铁动特性检测装置，包括恒压源、被检电磁铁、检测电路和记录仪；恒压源向被检电磁铁提供工作电源，输出电流被记录仪采样，被检电磁铁安设在检测工位上，被检电磁铁之动铁芯运动时，遮挡检测电路中光通量，检测电路发出光信号和接受光通量遮挡信号的范围，覆盖电磁铁动铁芯的工作行程，始动位置遮挡部分光信号，终点位置遮挡大部分但不全部遮挡光信号，光信号被记录仪采样，表征动铁芯所处的位置，检测电路中的力值传感器被记录仪采样，通过记录内部运算或将采样数值传送给电脑分析，刻画出电磁铁的运动特性轨迹和始动电流、工作电流变化情况，为设计与改进电磁铁参数提供依据，具有检测精度高、实时性好、装置制作成本低廉等优点。

所述的恒压源是指电压源内阻相比于电磁铁阻抗小1/10以上的直流或交流电压源或者是电压源输出功率大于被检电磁铁功率10倍以上的电压源，以保证电磁铁实际工作电流不受电压源内阻影响并被记录仪精准采样。测试交流电磁铁，恒压源为交流恒压源，测试直流电磁铁，恒压源为直流恒压源，恒压源输出电压幅值，覆盖电磁铁的工作电压。恒压源向电磁铁供电回路的电流，可被记录仪采样。

所述的被检电磁铁，可以是直流电磁铁，可以是交流电磁铁，可以是常规低速电磁铁，也可以是高速电磁铁，可以是电磁性电磁铁，也可以是永磁型电磁铁，可以是直动型电磁铁，可以是合拍型电磁铁等能够遮挡光路的所有电磁铁。

所述的检测电路包括均匀光、平行光发生器，均匀光光斑接受器，平行光接收器，包括用于检测动铁芯推力或拉力的力值传感器，光信号转变为电信号，光信号遮挡多寡与电信号呈单调关系，光信号转电信号接收器和力值传感器可被记录仪采样。力值传感器既可以是手动设置其工作位置也可以由步进电机等电动机构给定位置。光源可以是白色光、红外光等，检测电路中的光信号接收器元件，是可接收发光器件波长的光电转换元件，光信号转变为电信号之后可被记录仪实时采样，光路形式除均匀光、平行光外，还可以是异性结构的光路，用于检测非直动型电磁铁，当动铁芯向前或向后运动时，遮光量变大或变小，变化大小并不限于线性变换形式，呈单调曲线即可。

所述的记录仪是一种可以进行数字量输出与输出，多通道A/D转换，运算等功能的智能仪器或个人PC，包括具有通讯功能，A/D采集卡，USB接口等功能部件，具有LCD图形显示功能。

记录仪时先校对光路采样信号，确定动铁芯静态位置(始点)、运动终点位置的光通量对应的电信号值，确定运动距离。

记录仪通过一开关，接通恒压源与电磁铁的连接，起动电磁铁开始动作，实时采样其工作电流，直至动铁芯运动到终点，得到电流特性，实时采样运动过程中的光信号变化，得到动铁芯速度特性。根据电磁铁分类，采样速率可设置常规速率(如1MHz/s)、低速速率(100kHz/s)、高速速率(10MHz/s)或输入动铁芯行程之后的全自动速率等工作模式。

记录仪采样光路信号值不再变化时，确认动铁芯已运动到终点位置，将采样到的电流值和光通亮值(即速度值)，以图示的形式现在LCD面板上。

被检电磁铁可固定在一工位上，外壳或静铁芯与检测工位保持相对静止状态。

检测电路中包括可位移的力值传感器，相对动铁芯端面做前后位移，记录仪采样传感器的力值，可标定出动铁芯运动距离与力值的曲线关系图。

图2中，恒压源输出端串联电流表A，电流表本地显示电流值并被记录仪采样，同时接有电压表V，用于直观地显示当前电压值是否符合被检电磁铁额定的工作电压。此电压值可设置成额定电压值(1.0Ue)，电压较高值(1.1Ue)，超压值(1.2Ue)或欠压值(0.7Ue)等，检测在不同电压值情况的电磁铁动铁芯，可组成电磁铁运动的多维状态图，全面显示电磁铁动特性的波动情况。

电流表后端连接一受监控仪控制的开关K1，当K1接通时，电磁铁得电工作，动铁芯开始移动。

动铁芯上方布置有高密度的发光二极管成列S1—SN，与此对应，下方布置有高密度的光敏二极管陈列Q1—QN，陈列左端超越动铁芯起始位置P1，陈列右端覆盖动铁芯终点位置P2，陈列密度间隔1mm，或间隔5mm等，取决于动铁芯移动长度和检测精度之需要，当Q1被遮挡时，Q1输出低电平(或高电平)，余此类推，记录仪扫描Q1—QN高电平，确定动铁芯初始位置。

记录仪令开关K1闭合，按预先设置的采样速率，实时采样电流值和扫描Q1—QN翻转情况并记录在内部数据库中，直至扫描到Q1—QN中光敏二极管持续持续一段时间(如5ms)不再变化时，确认动铁芯移动已结束，电流特性与速度特性数据值，通过图形方式显示在显示器上，或通过USB等接口备份后在异地显示。

可移位的力值传感器，调节与动铁芯端面的相对距离，检测出在这个相对距离上动铁芯的推力(或拉力)，逐步改变相对距离，可获取动铁芯移动全程的推力值，并图形显示。

图3中，采用均质发光板作为发光元件，一枚光敏电阻器作为接受元件，动铁芯处在初始位置时，遮挡部分光场，光敏电阻器输出较小(或较大)信号，当动铁芯移动时，遮挡更多的光场，光敏电阻器输出由小变大(或由大变小)信号，当动铁芯移动终点时，遮挡大部分光场，光敏电阻器输出较大(或较小)信号。光敏电阻器输出信号与动铁芯移动距离呈单调曲线。通过记录内部程序数值拟合，可线性化回归表达光场与动铁芯移动距离之关系，进而显示动铁芯运动速度的关系曲线。

图4中，给出了一种电磁铁在额定电压下采用本发明方法与装置采集的数据示意图，其中的I、V和N曲线分别表示电流、速度和力值曲线，其中t0到t1之间的时间为电磁铁的“始动时间”，速度线圈V尾端的数值与动铁芯质量之积，即为动铁芯之“尾端动量”。