仪表指针回零检测方法

文档序号:6028467阅读:483来源:国知局
专利名称:仪表指针回零检测方法
技术领域
本发明涉及一种检测方法,且特别涉及一种用于在仪表指针回零的检测方法。
背景技术
由于步进马达没有保持力矩,各类仪表在制成后的运输过程中,震动很容 易导致仪表指针出现离开零位的现象。因此在仪表通过长途运输到装配时,就 必须在装配上电时自动找回零位。
由于汽车仪表指针的行程一般均为270。,在目前的回零方式中,使步进马 达回转300° ,以保证指针能够确实回零。回零过程中, 一般在零刻度的位置设 置挡针。当指针回到零位的时候会碰到挡针,这时如果继续驱动步进马达,则 指针会持续撞击挡针,造成指针抖动,噪声较大和指针回弹等现象。

发明内容
本发明提出一种仪表指针回零检测方法,能够有效解决上述问题。 为了达到上述目的,本发明提出一种仪表指针回零检测方法,用于步进马 达带动仪表指针回零时检测该仪表指针是否到位,包括以下步骤 驱动步进马达;
检测步进马达各个线圈的振荡信号;
计算该些振荡信号的和分量;
比较该些振荡信号的和分量与阈值的大小;以及
若振荡信号的和分量大于阈值,则停止驱动该步进马达。
可选的,其中驱动该步进马达时,是依次给该步进马达的各个端点加电。
可选的,其中计算该些振荡信号的和分量时,使用积分的方法。
可选的,其中该阈值是预先在该步进马达正常旋转时,计算检测到的振荡信号的和分量确定的。
可选的,其中该阈值是计算检测到的第 一个振荡信号的和分量确定的。
可选的,其中振荡信号的和分量不大于阈值,则重复执行以下步骤 检测步进马达各个线圈的振荡信号; 计算该些振荡信号的和分量;以及 比较该些振荡信号的和分量与阈值的大小。
本方法通过使用回零检测的方法有效地改善指针的回零效果,使指针在可 靠回零的同时,最大程度地降低抖动、运行噪音和指针回弹等问题。


图1所示为步进马达的工作原理图。
图2所示为第一线圈和第二线圈两端电动势改变示意图。
图3所示为第一振荡信号与第二振荡信号对比图。
图4所示为本发明较佳实施例的步骤流程图。
具体实施例方式
为了更了解本发明的技术内容,特举具体实施例并配合所附图式说明如下。 图1所示为步进马达的工作原理图。
请参看图1。本实施例中,使用步进马达100带动仪表指针回零。 步进马达100包括第一电磁铁101,第二电磁铁102和转子103。第一电磁 铁101包括第一线圈1011,第二电磁铁102包括第二线圈1021。依次分别在第 一线圈1011的第一端a+、第二线圈1021的第一端b+、第一线圏1011的第二 端a-和第二线圏1021的第二端b-加电(假设为5V电压)。第一电磁铁101和第 二电磁铁102因线圈通电流而产生的磁性(如图1中的箭头所指方向)驱动步 进马达100的转子103顺时针旋转。转子103是用来带动指针旋转。
使用电压检测装置(图未示)分别连接在第一线圈1011和第二线圏1012 的两端,即可检测到两个线圈的电势。在理想情况下,两个线圈的电势如图1 所示,当第一线圈1011的第一端a+加5V电压时,能够^r测到第一线圈1011 的电势为+5V。当第二线圈1021的第一端b+加5V电压时,则能够检测到第一
4线圈1011的电势为0,第二线圈1021的电势为+5V。以下以此类推。
然而,在实际操作中,在第一线圈1011和第二线圈1021的信号交替的瞬
间,根据电磁感应原理,通电的线圈(例如第一线圏1011)会产生磁场,磁场
作用在停止驱动的线圈(例如第二线圈1012)中会产生一个反向的感应电动势 (Back-EMF)。当通电稳定后就会消失,这是一个振荡的信号。
请参考图2,图2所示为第一线圈和第二线圏两端电动势改变示意图。如果
加在第一线圈101和第二线圈102的电压一直不变,则该第一振荡信号V1也会
一直保持一致。
图3所示为第一振荡信号与第二振荡信号对比图。如图3所示,图中tl时 间段的波形,为步进马达正常分步回零时的波形。t2时间段的波形,为步进马 达100在回零过程中碰到挡针产生的波形。此处所说的波形,均根据不同时间 检测到的电动势的数值所绘出的。
如果步进马达IOO在回零过程中碰到挡针,根据步进马达100的工作原理, 驱动线圈(^i殳为第二线圈102)上的驱动电流会变大,因此会在非驱动线圈(此 实施例中为第一线圈101)上产生比第一振荡信号V1更大的第二振荡信号V2。
因此,可以通过积分的方式计算步进马达正常旋转时产生的振荡信号的和 分量为阈值S。在检测中,通过积分的方式计算各个振荡信号的和分量Sl。在 本实施例中,第一振荡信号VI的和分量S1不大于阈值S。而第二振荡信号V2 的和分量S2大于阈值S,此时,可以判断步进马达100回到零位。
图4所示为本发明较佳实施例的步骤流程图。
请结合参考图1~图4,本实施例中的仪表指针回零检测方法包括以下步骤 步骤S401:驱动步进马达100。此时步进马达100带动仪表指针向零位旋 转。在本实施例中,是由一个微处理器(Micro Controller Unit, MPU)连接该步进 马达100的第一线圈101和第二线圈102的四个端点。微处理器依次给四个端 点a+、 b+、 a-和b-加电,在第一线圈101和第二线圈102产生的磁场的驱动下, 步进马达100的转子103带动仪表指针旋转。
步骤S403:检测并计算第一振荡信号的和分量并记录为阈值S。 一般情况 下,在刚通电测振荡信号时,仪表指针还未碰到零位上的挡针,也就是说,测 到的振荡信号是步进马达100在正常旋转时产生的。此时用积分的方法计算第一振荡信号VI的和分量就是步进马达100在正常旋转时的振荡信号的和分量。
将之记录为阈值s。
值得注意的是,由于驱动步进马达100正常旋转的电压是保持一致的,那 么步进马达100正常旋转时产生的振荡信号也是一致的,因此也可以预先检测 步进马达100的第一振荡信号VI,计算和分量并将之记录为阈值s。这样就不
需要每次回零时都重新计算阈值s。
步骤S405:检测步进马达各个线圏的振荡信号。接上文所述,步进马达IOO 第一线圈101和第二线圈102的四个端点另外连接至一个振荡信号检测装置, 该振荡信号检测装置用来检测四个端点a+、 b+、 a-和b-上的振荡信号。该振荡 信号检测装置可以连接至上文所述的微处理器,并输出振荡信号至微处理器。
步骤S407:计算振荡信号的和分量S(n)并与阔值S比较。振荡信号检测装 置每检测到振荡信号时,均用积分的方法计算其和分量S(l), S(2), ..., S(n),并将 之与阈值S比较。
步骤S409: S(n)>S 将计算所得的和分量S(n)与阈值S比较大小。若S(n)大 于S,则表示指针已经碰到零位的挡针,此时停止驱动步进马达。若S(n)不大 于S,则表示指针未碰到零位的挡针,则不停止驱动步进马达,而重复执行步骤 S407和S409。
虽然本发明已以较佳实施例揭露如上,然其并非用以限定本发明。本发明 所属技术领域中具有通常知识者,在不脱离本发明的精神和范围内,当可作各 种的更动与润饰。因此,本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。
权利要求
1. 一种仪表指针回零检测方法,用于步进马达带动仪表指针回零时检测该仪表指针是否到位,其特征是,包括以下步骤驱动步进马达;检测步进马达各个线圈的振荡信号;计算该些振荡信号的和分量;比较该些振荡信号的和分量与阈值的大小;以及若振荡信号的和分量大于阈值,则停止驱动该步进马达。
2. 根据权利要求1所述的仪表指针回零检测方法,其特征是,其中驱动该 步进马达时,是依次给该步进马达的各个端点加电。
3. 根据权利要求1所述的仪表指针回零检测方法,其特征是,其中计算该 些振荡信号的和分量时,使用积分的方法。
4. 根据权利要求l所述的仪表指针回零检测方法,其特征是,其中该阈值 是预先在该步进马达正常旋转时,计算检测到的振荡信号的和分量确定的。
5. 根据权利要求1所述的仪表指针回零检测方法,其特征是,其中该阈值 是计算检测到的第 一个振荡信号的和分量确定的。
6. 根据权利要求1所述的仪表指针回零检测方法,其特征是,其中振荡信 号的和分量不大于阈值,则重复执行以下步骤检测步进马达各个线圈的振荡信号; 计算该些振荡信号的和分量;以及 比较该些振荡信号的和分量与阈值的大小。
全文摘要
本发明提出一种仪表指针回零检测方法,用于步进马达带动仪表指针回零时检测该仪表指针是否到位,包括以下步骤驱动步进马达;检测步进马达各个线圈的振荡信号;计算该些振荡信号的和分量;比较该些振荡信号的和分量与阈值的大小;以及若振荡信号的和分量大于阈值,则停止驱动该步进马达。本方法通过使用回零检测的方法有效地改善指针的回零效果,使指针在可靠回零的同时,最大程度地降低抖动、运行噪音和指针回弹等问题。
文档编号G01D3/06GK101430212SQ20081020379
公开日2009年5月13日 申请日期2008年12月1日 优先权日2008年12月1日
发明者毅 杨, 杨晓东, 敏 瞿, 范忠良 申请人:上海德科电子仪表有限公司
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