用于识别驱动一个钟表至少一个指针的步进马达的旋转的方法技术

用于识别一个步进马达的旋转的方法，该步进马达具有一个带有一个马达线圈的转子并驱动一个钟表的至少一个指针，其中向马达线圈输出一个驱动电压脉冲（１）以及一个第一检测脉冲电压（３），并且其中借助一个对第一检测电压脉冲（３）的第一脉冲应答确定转子的位置，其特征在于，将具有和第一检测电压脉冲（３）相反极性的一个第二检测电压脉冲（４）输送给马达线圈，并且将对第二检测电压脉冲（４）的一个第二脉冲应答附加地用于确定转子的位置，和／或将一个具有和驱动电压脉冲（１）相反极性的、并且走在第一检测电压脉冲（３）前面的稳定电压脉冲（２）输送给马达线圈。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种按照权利要求1的前序部分的、用于识别具有一个步进马达的旋转的方法，该步进马达具有一个带有一个马达线圈的转子、并且驱动一个钟表的至少一个指针。为了驱动在一个模拟钟表中的指针，通常使用的是一种双极步进马达(Lavet马达)。通过驱动电压脉冲对这种马达进行控制，在每一步进中该驱动电压脉冲都改变它的极性。为了在给不同的惯性矩的指针加载时、并且当齿轮机构具有不同的灵活性时保证在整个工作电压范围内马达的可靠功能，所述控制装置可以始终在最坏的情况中为可靠的转动提供足够的能量，或者也可以使用一种适配调节，该适配调节使在驱动电压脉冲中含有的能量匹配于外部的实际情况。特别是在太阳能驱动的手表中，一种适配的调节具有很大的优点，一方面可以尽可能地降低手表的电流消耗，另一方面因为蓄电池的电压的波动比电池手表的大得多。这样一种适配调节例如是建立在旋转识别的原理之上的，也就是说，电子设备拥有识别执行的马达步进的足够智能，并且始终仅提供实际所需的能量。通常有一定数量的含有不同能量的可能的驱动电压脉冲可供使用。实际的脉冲的选择是通过旋转识别以这种方式进行调节的，即检测阶段紧跟驱动电压脉冲之后。当马达没有执行步进时则补充一个更强的脉冲，以补偿时间损失，并且将控制级提高一个级别。按照有规律的时间间隔进行检查具有下一个更低能量含量的控制级是否也足够驱动马达。动态旋转识别和静态旋转识别之间是不同的。动态旋转识别利用通过转子运动感应的电压，特别是转子在它的新位置中的衰减。也就是说，检测阶段在驱动电压脉冲期间、或者紧接着驱动电压脉冲发生。这种方法的缺点是它的电压依赖性。信号依赖于工作电压，并且有可能不是在整个工作电压范围内按照同一原则进行利用。静态旋转识别是建立在确定转子的极性的基础之上的。马达线圈的电压与转子的位置有关，也就是说通过测量电感可以确定该转子是否在它的额定位置中。这种方法的前提是转子不再振荡，也就是说，检测只明显地发生在旋转之后。这种方法的缺点是为了取得明确的结果转子不允许处于中间位置中。本专利技术的任务是提供一种识别驱动一个钟表的至少一个指针的步进马达的旋转的方法，使用这种方法可以更加可靠地求得马达转子的位置。这个任务通过一种具有权利要求1的特征的、用于识别一个步进马达的旋转的方法来完成，该步进马达具有一个带有一个马达线圈的转子并驱动一个钟表的至少一个指针。本专利技术的优选方案和改进方案在从属权利要求中给出。本专利技术完全普通地从一种用于识别一个步进马达的旋转的方法出发，该步进马达具有一个带有一个马达线圈的转子，并且驱动一个钟表的至少一个指针，其中向马达线圈输出一个驱动电压脉冲以及一个第一检测电压脉冲，并且其中借助一个对这个第一检测电压脉冲的第一脉冲应答来确定转子的位置。根据本专利技术规定，将具有和第一检测电压脉冲相反极性的一个第二检测电压脉冲输送给马达线圈，并且将对于该第二检测电压脉冲的一个第二脉冲应答附加地用于确定转子的位置。通过这一措施，和一种仅利用一个检测电压脉冲进行工作的方法相比、或者和一种利用仅具有一个极性的多个检测电压脉冲进行工作的方法相比，可明显地提高可靠性。对前述措施代替地或者作补充地，本专利技术还规定，将一个具有和驱动电压脉冲相反极性的、且走在第一检测电压脉冲前面的稳定电压脉冲输送给马达线圈。因此一个稳定阶段发生在真正的检测阶段的前面，在这个稳定阶段中所述转子可靠地被送到一个可正确检测的位置中。若使用一个上述稳定电压脉冲，甚至在一个静态旋转识别方法中也能查出明显更低的故障率。在所述静态旋转识别方法中仅利用一个唯一的检测电压脉冲的脉冲应答，或者其中脉冲应答被多个相同极性的检测电压脉冲利用。在一个优选的方案中本专利技术规定，转子的位置从脉冲应答的比较中确定。脉冲应答在时间过程和/或振幅方面的偏差表示转子的错位。然而，制造技术的造成的非对称也可以用简单的方式计算出来。本专利技术的一个特别简单的方案规定，对脉冲应答的振幅进行比较。然而并不要求对各个脉冲应答的整个时间过程彼此进行比较。通常已经从各个脉冲应答的振幅中就可得到有关转子在马达机匣中的位置、或者转子相对于步进马达的定子的位置的信息。在这个变型的一种特殊的方案中根据本专利技术规定，若脉冲应答的振幅的差值超过一个可预先规定的阈值，那么就查明转子的实际位置和额定位置的偏差。表明有利的是，只有在驱动电压脉冲之后多个驱动电压脉冲持续时间才输出检测电压脉冲，因为然后转子就不再振荡了。此外，根据本专利技术还规定，检测电压脉冲持续时间大约为驱动电压脉冲持续时间的十分之一。驱动电压脉冲持续时间的典型数值为3-8毫秒，检测电压脉冲持续时间的典型数值为0.5毫秒。那么通过一个检测电压脉冲使步进马达的转子不再明显地从它固定的位置移动，这样，测量系统提供一个明确的测量数值。此外根据本专利技术还规定，在第一检测电压脉冲之后多个检测电压脉冲持续时间输出第二检测电压脉冲。由于第一检测电压脉冲使转子的寄生振荡在很大程度上被衰减，因此，即使在利用对第二检测电压脉冲的脉冲应答时也不必考虑第一检测阶段的寄生振荡。虽然从原理上讲旋转识别方法的精确度与是否稳定电压脉冲在驱动电压脉冲的前面、或者在它的后面没有关系，但是事实表明有利的是，稳定电压脉冲在驱动电压脉冲之后。实验研究表明，在驱动电压脉冲之后少数的驱动电压脉冲持续时间输出稳定电压脉冲可取得最佳结果。特别有利的是，稳定电压脉冲持续时间大约为驱动电压脉冲持续时间的10％-50％。下面借助一个附图对本专利技术进行更为详细的说明。附图示出附图说明图1根据本专利技术的电压脉冲序列，该电压脉冲序列例如可以用在Ronda Cal公司的775型步进马达中。本专利技术的主题是静态旋转识别的一种新型方案。为了进行检测向马达线圈输出了两个具有相反极性的短的检测电压脉冲3、4，并和脉冲应答进行比较。在根据图1的本实施例中，检测阶段是在驱动电压脉冲1大约180毫秒之后开始的。检测电压脉冲3、4的长度T3，T4为大约0.5毫秒，检测压电脉冲3、4之间的停顿时间大约为8毫秒。在检测阶段，在Ronda Cal公司的775型步进马达的前面连接了一个12K的电阻器、为的是给用于测量的系统的时间常数施加有利的影响。所述两个应答脉冲的振幅差必须超过一个可预定的阈值，以检测一个故障。与仅用一个脉冲或者仅用一个极性进行工作的方法相比，这种差别方法可明显提高可靠性。通过能量的最佳驱动，不是在每种情况中都能保证在检测时刻时转子都处在这两个稳定的位置中的一个之中。若该转子停留在一个中间位置中，检测就受到危害。若没有查明故障，虽然步进没有完全实施，但在下一个驱动电压脉冲时该转子往后退，并且钟表失去2秒钟。为了避免这种情况，一个附加的稳定电压脉冲2走在原本的检测阶段的前面，该稳定电压脉冲将转子可靠地送到一个可正确检测的位置中。这个稳定电压脉冲2在时间上位于第一检测电压脉冲3之前约160毫秒，也就是说，它在驱动电压脉冲1后约15毫秒(Δt1)。它的长度T2和驱动电压脉冲1的长度T1有关，它的极性和驱动电压脉冲1的极性相反。若转子停留在一个所不希望的中间位置中，通过稳定电压脉冲2使该转子又重新被送到它的起始位置。如果转子停留在这么一个不稳定的位置中出于物理上的原因转子必须总是停留在最大势能点的前面、或者正好在这个点上，而本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：H·布鲁麦克，W·霍达普，
申请(专利权)人：荣汉斯·乌伦股份公司，
类型：发明
国别省市：