[發(fā)明專利]測量儀表步進(jìn)電機(jī)輸出平穩(wěn)性的方法

在審

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• 申請日: 2015-07-27
• 公開（公告）號: CN105137351A
• 公開（公告）日: 2015-12-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 呂寧;危驍;梁金華
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳市安進(jìn)汽車電子有限公司
• 主分類號: G01R31/34
• 分類號: G01R31/34
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及測量儀表步進(jìn)電機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種減少人為干擾，提高效率，控制成本，且自動化程度高的測量儀表步進(jìn)電機(jī)輸出平穩(wěn)性的方法。

背景技術(shù)

汽車儀表多采用汽車儀表步進(jìn)電機(jī)來驅(qū)動指針走動，從而實現(xiàn)可視化，儀表步進(jìn)電機(jī)作為汽車儀表的關(guān)鍵零部件，其輸出的平穩(wěn)性和可靠性尤其顯得重要。

國內(nèi)的儀表步進(jìn)電機(jī)生產(chǎn)商，通常采用人工測量手感的辦法來感知步進(jìn)電機(jī)內(nèi)部齒輪的轉(zhuǎn)動情況，完全靠人感覺來判斷儀表步進(jìn)電機(jī)的輸出穩(wěn)定性，此種方法判斷標(biāo)準(zhǔn)因人而異，受人為因素干擾比較大，可靠性不高，經(jīng)常出現(xiàn)漏檢和誤檢的情況。

國外的儀表步進(jìn)電機(jī)生產(chǎn)商，通過給儀表步進(jìn)電機(jī)負(fù)載一個標(biāo)定針，采用高速攝像機(jī)拍照的方式，抓取儀表步進(jìn)電機(jī)標(biāo)定針轉(zhuǎn)動時的圖像，并用軟件分析其平穩(wěn)性，此種方法檢測的可靠性比較高，但該技術(shù)使用的設(shè)備費(fèi)用較貴，步進(jìn)電機(jī)必須安裝負(fù)載指針，插拔指針可能損害電機(jī)內(nèi)部齒輪和輸出軸，而且效率極其低下，并不適合生產(chǎn)線在線作業(yè)要求。

人工手感檢測方式具有以下缺點(diǎn)：

1)需要安裝測試指針，多次插拔指針，可能造成電機(jī)內(nèi)部齒輪或輸出軸損傷。

2)檢測時，通過人工快速轉(zhuǎn)動指針，靠人工感覺來判斷電機(jī)輸出是否存在卡滯、頓挫等不良。由于判斷標(biāo)準(zhǔn)不一致，存在漏檢和誤檢風(fēng)險。

3)需要大量作業(yè)人員參與檢測，效率較低，人工成本高

圖像分析的方式檢測具有以下缺點(diǎn)：

1)需要安裝負(fù)載標(biāo)定針，插拔指針時候同樣存在齒輪或輸出軸損傷風(fēng)險。

2)由于電機(jī)轉(zhuǎn)動較快，需要使用高速的攝像設(shè)備進(jìn)行采集圖像，同時需要專業(yè)的軟件配合處理圖像數(shù)據(jù)，所需費(fèi)用較高。

3)檢測步進(jìn)電機(jī)過程中，需要安裝指針、長時間拍照采集圖像和數(shù)據(jù)分析，不利于自動化改造。

4)每個檢測電機(jī)都需要一個高速攝像頭采集和一臺圖像處理設(shè)備相配合，效率較低，不利于生產(chǎn)線在線作業(yè)。

上述兩種檢測方法，存在問題的一系列問題影響儀表步進(jìn)電機(jī)檢驗的效率、成本和可靠性等。

因此，亟需一種減少人為干擾，提高效率，控制成本，且自動化程度高的測量儀表步進(jìn)電機(jī)輸出平穩(wěn)性的方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種減少人為干擾，提高效率，控制成本，且自動化程度高的測量儀表步進(jìn)電機(jī)輸出平穩(wěn)性的方法。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案為：本發(fā)明公開了一種測量儀表步進(jìn)電機(jī)輸出平穩(wěn)性的方法，儀表步進(jìn)電機(jī)采用兩個線圈供電驅(qū)動，包括：

a、驅(qū)動儀表步進(jìn)電機(jī)回機(jī)械零點(diǎn)，以全步驅(qū)動儀表指針順時針轉(zhuǎn)動；

b、驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動，并加速到設(shè)定的速度值;

c、繼續(xù)驅(qū)動電機(jī)轉(zhuǎn)動，當(dāng)驅(qū)動信號由正半周變化到負(fù)半周或者負(fù)半周變化到正半周時，輸出一步0V電壓信號，斷開該步0V電壓信號，并連接到采集回路，采集該線圈兩端電壓值，由于線圈儲能和感應(yīng)電壓，采集線圈上產(chǎn)生了一個反向電動勢，獲取線圈兩端電壓值的平均值、最大值、最小值、標(biāo)準(zhǔn)差與設(shè)定的門限值比較，判斷該電機(jī)是否符合儀表步進(jìn)電機(jī)輸出平穩(wěn)性的標(biāo)準(zhǔn)。

完成順時針方向轉(zhuǎn)動檢測后，改變電機(jī)轉(zhuǎn)動方向，按權(quán)利要求1中步驟b及步驟c檢測電機(jī)逆時針轉(zhuǎn)動方向是否符合儀表步進(jìn)電機(jī)輸出平穩(wěn)性的標(biāo)準(zhǔn)。

將儀表步進(jìn)電機(jī)的PIN1、PIN2、PIN3、PIN4分別對應(yīng)連接到MCU的四個驅(qū)動信號端口M0C0M、M0C0P、M0C1P、M0C1M，形成驅(qū)動回路，且同時將步進(jìn)電機(jī)的PIN1、PIN2、PIN3、PIN4分別對應(yīng)連接到MCU的四個采集信號端口ATD1、ATD0、ATD2、ATD3，形成采集回路。

每個全步時間內(nèi)采集7次，去除數(shù)組中第1個和最后1個干擾數(shù)據(jù)，取中間5次平均值與設(shè)定的門限值比較。

本發(fā)明針對目前國內(nèi)外檢測儀表步進(jìn)電機(jī)的技術(shù)缺陷，采用基于反向電動勢才采集和分析來檢測儀表步進(jìn)電機(jī)內(nèi)部齒輪的卡滯和嚙合狀況的檢測技術(shù)。

本發(fā)明介紹的檢測方法，避免人工檢測出現(xiàn)的人為因素干擾，解決人工檢測漏檢、誤檢、判斷標(biāo)準(zhǔn)不一致的問題。

通過采集電機(jī)轉(zhuǎn)動產(chǎn)生的反向電動勢數(shù)據(jù)，以數(shù)字化方式判斷電機(jī)輸出平穩(wěn)性。

檢測過程不需要給步進(jìn)電機(jī)加裝負(fù)載標(biāo)定針，使用空載測試，避免電機(jī)插拔指針可能造成齒輪、輸出軸的損傷。

檢測系統(tǒng)可以用普通MCU控制，降低設(shè)備成本，而且可以同時測試多個電機(jī)，可以直接配置到生產(chǎn)線實時采集和分析電機(jī)轉(zhuǎn)動數(shù)據(jù)，及時輸出判斷結(jié)果，適合在線作業(yè)要求，效率很高。