仪表指针回零检测方法技术

本发明专利技术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。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种检测方法，且特别涉及一种用于在仪表指针回零的检测方法。
技术介绍
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。
技术实现思路
本专利技术提出一种，能够有效解决上述问题。 为了达到上述目的，本专利技术提出一种，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。附图说明图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所示为本专利技术较佳实施例的步骤流程图。具体实施例方式为了更了解本专利技术的
技术实现思路
，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所示为本专利技术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。虽然本专利技术已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本专利技术。本专利技术 所属
中具有通常知识者，在不脱离本专利技术的精神和范围内，当可作各 种的更动与润饰。因此，本专利技术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，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. 根据权利要本文档来自技高网...

【技术保护点】
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。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杨毅，杨晓东，瞿敏，范忠良，
申请(专利权)人：上海德科电子仪表有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]