專(zhuān)利名稱(chēng)：儀表指針回零檢測(cè)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種檢測(cè)方法，且特別涉及一種用于在儀表指針回零的檢測(cè)方法。
背景技術(shù)：
由于步進(jìn)馬達(dá)沒(méi)有保持力矩，各類(lèi)儀表在制成后的運(yùn)輸過(guò)程中，震動(dòng)很容 易導(dǎo)致儀表指針出現(xiàn)離開(kāi)零位的現(xiàn)象。因此在儀表通過(guò)長(zhǎng)途運(yùn)輸?shù)窖b配時(shí)，就 必須在裝配上電時(shí)自動(dòng)找回零位。
由于汽車(chē)儀表指針的行程一般均為270。，在目前的回零方式中，使步進(jìn)馬 達(dá)回轉(zhuǎn)300° ，以保證指針能夠確實(shí)回零。回零過(guò)程中， 一般在零刻度的位置設(shè) 置擋針。當(dāng)指針回到零位的時(shí)候會(huì)碰到擋針，這時(shí)如果繼續(xù)驅(qū)動(dòng)步進(jìn)馬達(dá)，則 指針會(huì)持續(xù)撞擊擋針，造成指針抖動(dòng)，噪聲較大和指針回彈等現(xiàn)象。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出一種儀表指針回零檢測(cè)方法，能夠有效解決上述問(wèn)題。 為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提出一種儀表指針回零檢測(cè)方法，用于步進(jìn)馬 達(dá)帶動(dòng)儀表指針回零時(shí)檢測(cè)該儀表指針是否到位，包括以下步驟 驅(qū)動(dòng)步進(jìn)馬達(dá)；
檢測(cè)步進(jìn)馬達(dá)各個(gè)線圈的振蕩信號(hào)；
計(jì)算該些振蕩信號(hào)的和分量；
比較該些振蕩信號(hào)的和分量與閾值的大?。灰约?br> 若振蕩信號(hào)的和分量大于閾值，則停止驅(qū)動(dòng)該步進(jìn)馬達(dá)。
可選的，其中驅(qū)動(dòng)該步進(jìn)馬達(dá)時(shí)，是依次給該步進(jìn)馬達(dá)的各個(gè)端點(diǎn)加電。
可選的，其中計(jì)算該些振蕩信號(hào)的和分量時(shí)，使用積分的方法。
可選的，其中該閾值是預(yù)先在該步進(jìn)馬達(dá)正常旋轉(zhuǎn)時(shí)，計(jì)算檢測(cè)到的振蕩信號(hào)的和分量確定的。
可選的，其中該閾值是計(jì)算檢測(cè)到的第 一個(gè)振蕩信號(hào)的和分量確定的。
可選的，其中振蕩信號(hào)的和分量不大于閾值，則重復(fù)執(zhí)行以下步驟 檢測(cè)步進(jìn)馬達(dá)各個(gè)線圈的振蕩信號(hào)； 計(jì)算該些振蕩信號(hào)的和分量；以及 比較該些振蕩信號(hào)的和分量與閾值的大小。
本方法通過(guò)使用回零檢測(cè)的方法有效地改善指針的回零效果，使指針在可 靠回零的同時(shí)，最大程度地降低抖動(dòng)、運(yùn)行噪音和指針回彈等問(wèn)題。


圖1所示為步進(jìn)馬達(dá)的工作原理圖。
圖2所示為第一線圈和第二線圈兩端電動(dòng)勢(shì)改變示意圖。
圖3所示為第一振蕩信號(hào)與第二振蕩信號(hào)對(duì)比圖。
圖4所示為本發(fā)明較佳實(shí)施例的步驟流程圖。
具體實(shí)施例方式
為了更了解本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容，特舉具體實(shí)施例并配合所附圖式說(shuō)明如下。 圖1所示為步進(jìn)馬達(dá)的工作原理圖。
請(qǐng)參看圖1。本實(shí)施例中，使用步進(jìn)馬達(dá)100帶動(dòng)儀表指針回零。 步進(jìn)馬達(dá)100包括第一電磁鐵101,第二電磁鐵102和轉(zhuǎn)子103。第一電磁 鐵101包括第一線圈1011,第二電磁鐵102包括第二線圈1021。依次分別在第 一線圈1011的第一端a+、第二線圈1021的第一端b+、第一線圏1011的第二 端a-和第二線圏1021的第二端b-加電(假設(shè)為5V電壓)。第一電磁鐵101和第 二電磁鐵102因線圈通電流而產(chǎn)生的磁性(如圖1中的箭頭所指方向)驅(qū)動(dòng)步 進(jìn)馬達(dá)100的轉(zhuǎn)子103順時(shí)針旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)子103是用來(lái)帶動(dòng)指針旋轉(zhuǎn)。
使用電壓檢測(cè)裝置(圖未示)分別連接在第一線圈1011和第二線圏1012 的兩端，即可檢測(cè)到兩個(gè)線圈的電勢(shì)。在理想情況下，兩個(gè)線圈的電勢(shì)如圖1 所示，當(dāng)?shù)谝痪€圈1011的第一端a+加5V電壓時(shí)，能夠^r測(cè)到第一線圈1011 的電勢(shì)為+5V。當(dāng)?shù)诙€圈1021的第一端b+加5V電壓時(shí)，則能夠檢測(cè)到第一
4線圈1011的電勢(shì)為0，第二線圈1021的電勢(shì)為+5V。以下以此類(lèi)推。
然而，在實(shí)際操作中，在第一線圈1011和第二線圈1021的信號(hào)交替的瞬
間，根據(jù)電磁感應(yīng)原理，通電的線圈(例如第一線圏1011)會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)，磁場(chǎng)
作用在停止驅(qū)動(dòng)的線圈(例如第二線圈1012)中會(huì)產(chǎn)生一個(gè)反向的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) (Back-EMF)。當(dāng)通電穩(wěn)定后就會(huì)消失，這是一個(gè)振蕩的信號(hào)。
請(qǐng)參考圖2，圖2所示為第一線圈和第二線圏兩端電動(dòng)勢(shì)改變示意圖。如果
加在第一線圈101和第二線圈102的電壓一直不變，則該第一振蕩信號(hào)V1也會(huì)
一直保持一致。
圖3所示為第一振蕩信號(hào)與第二振蕩信號(hào)對(duì)比圖。如圖3所示，圖中tl時(shí) 間段的波形，為步進(jìn)馬達(dá)正常分步回零時(shí)的波形。t2時(shí)間段的波形，為步進(jìn)馬 達(dá)100在回零過(guò)程中碰到擋針產(chǎn)生的波形。此處所說(shuō)的波形，均根據(jù)不同時(shí)間 檢測(cè)到的電動(dòng)勢(shì)的數(shù)值所繪出的。
如果步進(jìn)馬達(dá)IOO在回零過(guò)程中碰到擋針，根據(jù)步進(jìn)馬達(dá)100的工作原理， 驅(qū)動(dòng)線圈(^i殳為第二線圈102)上的驅(qū)動(dòng)電流會(huì)變大，因此會(huì)在非驅(qū)動(dòng)線圈(此 實(shí)施例中為第一線圈101)上產(chǎn)生比第一振蕩信號(hào)V1更大的第二振蕩信號(hào)V2。
因此，可以通過(guò)積分的方式計(jì)算步進(jìn)馬達(dá)正常旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的振蕩信號(hào)的和 分量為閾值S。在檢測(cè)中，通過(guò)積分的方式計(jì)算各個(gè)振蕩信號(hào)的和分量Sl。在 本實(shí)施例中，第一振蕩信號(hào)VI的和分量S1不大于閾值S。而第二振蕩信號(hào)V2 的和分量S2大于閾值S，此時(shí)，可以判斷步進(jìn)馬達(dá)100回到零位。
圖4所示為本發(fā)明較佳實(shí)施例的步驟流程圖。
請(qǐng)結(jié)合參考圖1~圖4,本實(shí)施例中的儀表指針回零檢測(cè)方法包括以下步驟 步驟S401:驅(qū)動(dòng)步進(jìn)馬達(dá)100。此時(shí)步進(jìn)馬達(dá)100帶動(dòng)儀表指針向零位旋 轉(zhuǎn)。在本實(shí)施例中，是由一個(gè)微處理器(Micro Controller Unit, MPU)連接該步進(jìn) 馬達(dá)100的第一線圈101和第二線圈102的四個(gè)端點(diǎn)。微處理器依次給四個(gè)端 點(diǎn)a+、 b+、 a-和b-加電，在第一線圈101和第二線圈102產(chǎn)生的磁場(chǎng)的驅(qū)動(dòng)下， 步進(jìn)馬達(dá)100的轉(zhuǎn)子103帶動(dòng)儀表指針旋轉(zhuǎn)。
步驟S403:檢測(cè)并計(jì)算第一振蕩信號(hào)的和分量并記錄為閾值S。 一般情況 下，在剛通電測(cè)振蕩信號(hào)時(shí)，儀表指針還未碰到零位上的擋針，也就是說(shuō)，測(cè) 到的振蕩信號(hào)是步進(jìn)馬達(dá)100在正常旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的。此時(shí)用積分的方法計(jì)算第一振蕩信號(hào)VI的和分量就是步進(jìn)馬達(dá)100在正常旋轉(zhuǎn)時(shí)的振蕩信號(hào)的和分量。
將之記錄為閾值s。
值得注意的是，由于驅(qū)動(dòng)步進(jìn)馬達(dá)100正常旋轉(zhuǎn)的電壓是保持一致的，那 么步進(jìn)馬達(dá)100正常旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的振蕩信號(hào)也是一致的，因此也可以預(yù)先檢測(cè) 步進(jìn)馬達(dá)100的第一振蕩信號(hào)VI,計(jì)算和分量并將之記錄為閾值s。這樣就不
需要每次回零時(shí)都重新計(jì)算閾值s。
步驟S405:檢測(cè)步進(jìn)馬達(dá)各個(gè)線圏的振蕩信號(hào)。接上文所述，步進(jìn)馬達(dá)IOO 第一線圈101和第二線圈102的四個(gè)端點(diǎn)另外連接至一個(gè)振蕩信號(hào)檢測(cè)裝置， 該振蕩信號(hào)檢測(cè)裝置用來(lái)檢測(cè)四個(gè)端點(diǎn)a+、 b+、 a-和b-上的振蕩信號(hào)。該振蕩 信號(hào)檢測(cè)裝置可以連接至上文所述的微處理器，并輸出振蕩信號(hào)至微處理器。
步驟S407:計(jì)算振蕩信號(hào)的和分量S(n)并與闊值S比較。振蕩信號(hào)檢測(cè)裝 置每檢測(cè)到振蕩信號(hào)時(shí)，均用積分的方法計(jì)算其和分量S(l)， S(2)， ...， S(n)，并將 之與閾值S比較。
步驟S409: S(n)>S 將計(jì)算所得的和分量S(n)與閾值S比較大小。若S(n)大 于S,則表示指針已經(jīng)碰到零位的擋針，此時(shí)停止驅(qū)動(dòng)步進(jìn)馬達(dá)。若S(n)不大 于S,則表示指針未碰到零位的擋針，則不停止驅(qū)動(dòng)步進(jìn)馬達(dá)，而重復(fù)執(zhí)行步驟 S407和S409。
雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明。本發(fā)明 所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識(shí)者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作各 種的更動(dòng)與潤(rùn)飾。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視權(quán)利要求書(shū)所界定者為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1. 一種儀表指針回零檢測(cè)方法，用于步進(jìn)馬達(dá)帶動(dòng)儀表指針回零時(shí)檢測(cè)該儀表指針是否到位，其特征是，包括以下步驟驅(qū)動(dòng)步進(jìn)馬達(dá)；檢測(cè)步進(jìn)馬達(dá)各個(gè)線圈的振蕩信號(hào)；計(jì)算該些振蕩信號(hào)的和分量；比較該些振蕩信號(hào)的和分量與閾值的大小；以及若振蕩信號(hào)的和分量大于閾值，則停止驅(qū)動(dòng)該步進(jìn)馬達(dá)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的儀表指針回零檢測(cè)方法，其特征是，其中驅(qū)動(dòng)該 步進(jìn)馬達(dá)時(shí)，是依次給該步進(jìn)馬達(dá)的各個(gè)端點(diǎn)加電。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的儀表指針回零檢測(cè)方法，其特征是，其中計(jì)算該 些振蕩信號(hào)的和分量時(shí)，使用積分的方法。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的儀表指針回零檢測(cè)方法，其特征是，其中該閾值 是預(yù)先在該步進(jìn)馬達(dá)正常旋轉(zhuǎn)時(shí)，計(jì)算檢測(cè)到的振蕩信號(hào)的和分量確定的。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的儀表指針回零檢測(cè)方法，其特征是，其中該閾值 是計(jì)算檢測(cè)到的第 一個(gè)振蕩信號(hào)的和分量確定的。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的儀表指針回零檢測(cè)方法，其特征是，其中振蕩信 號(hào)的和分量不大于閾值，則重復(fù)執(zhí)行以下步驟檢測(cè)步進(jìn)馬達(dá)各個(gè)線圈的振蕩信號(hào)； 計(jì)算該些振蕩信號(hào)的和分量；以及 比較該些振蕩信號(hào)的和分量與閾值的大小。
全文摘要
本發(fā)明提出一種儀表指針回零檢測(cè)方法，用于步進(jìn)馬達(dá)帶動(dòng)儀表指針回零時(shí)檢測(cè)該儀表指針是否到位，包括以下步驟驅(qū)動(dòng)步進(jìn)馬達(dá)；檢測(cè)步進(jìn)馬達(dá)各個(gè)線圈的振蕩信號(hào)；計(jì)算該些振蕩信號(hào)的和分量；比較該些振蕩信號(hào)的和分量與閾值的大?。灰约叭粽袷幮盘?hào)的和分量大于閾值，則停止驅(qū)動(dòng)該步進(jìn)馬達(dá)。本方法通過(guò)使用回零檢測(cè)的方法有效地改善指針的回零效果，使指針在可靠回零的同時(shí)，最大程度地降低抖動(dòng)、運(yùn)行噪音和指針回彈等問(wèn)題。
文檔編號(hào)G01D3/06GK101430212SQ20081020379
公開(kāi)日2009年5月13日 申請(qǐng)日期2008年12月1日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月1日
發(fā)明者毅 楊, 楊曉東, 敏 瞿, 范忠良 申請(qǐng)人:上海德科電子儀表有限公司