[发明专利]测量仪表步进电机输出平稳性的方法

说明书

技术领域

本发明涉及测量仪表步进电机技术领域，尤其涉及一种减少人为干扰，提高效率，控制成本，且自动化程度高的测量仪表步进电机输出平稳性的方法。

背景技术

汽车仪表多采用汽车仪表步进电机来驱动指针走动，从而实现可视化，仪表步进电机作为汽车仪表的关键零部件，其输出的平稳性和可靠性尤其显得重要。

国内的仪表步进电机生产商，通常采用人工测量手感的办法来感知步进电机内部齿轮的转动情况，完全靠人感觉来判断仪表步进电机的输出稳定性，此种方法判断标准因人而异，受人为因素干扰比较大，可靠性不高，经常出现漏检和误检的情况。

国外的仪表步进电机生产商，通过给仪表步进电机负载一个标定针，采用高速摄像机拍照的方式，抓取仪表步进电机标定针转动时的图像，并用软件分析其平稳性，此种方法检测的可靠性比较高，但该技术使用的设备费用较贵，步进电机必须安装负载指针，插拔指针可能损害电机内部齿轮和输出轴，而且效率极其低下，并不适合生产线在线作业要求。

人工手感检测方式具有以下缺点：

1)需要安装测试指针，多次插拔指针，可能造成电机内部齿轮或输出轴损伤。

2)检测时，通过人工快速转动指针，靠人工感觉来判断电机输出是否存在卡滞、顿挫等不良。由于判断标准不一致，存在漏检和误检风险。

3)需要大量作业人员参与检测，效率较低，人工成本高

图像分析的方式检测具有以下缺点：

1)需要安装负载标定针，插拔指针时候同样存在齿轮或输出轴损伤风险。

2)由于电机转动较快，需要使用高速的摄像设备进行采集图像，同时需要专业的软件配合处理图像数据，所需费用较高。

3)检测步进电机过程中，需要安装指针、长时间拍照采集图像和数据分析，不利于自动化改造。

4)每个检测电机都需要一个高速摄像头采集和一台图像处理设备相配合，效率较低，不利于生产线在线作业。

上述两种检测方法，存在问题的一系列问题影响仪表步进电机检验的效率、成本和可靠性等。

因此，亟需一种减少人为干扰，提高效率，控制成本，且自动化程度高的测量仪表步进电机输出平稳性的方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种减少人为干扰，提高效率，控制成本，且自动化程度高的测量仪表步进电机输出平稳性的方法。

为了实现上述目的，本发明提供的技术方案为：本发明公开了一种测量仪表步进电机输出平稳性的方法，仪表步进电机采用两个线圈供电驱动，包括：

a、驱动仪表步进电机回机械零点，以全步驱动仪表指针顺时针转动；

b、驱动步进电机转动，并加速到设定的速度值;

c、继续驱动电机转动，当驱动信号由正半周变化到负半周或者负半周变化到正半周时，输出一步0V电压信号，断开该步0V电压信号，并连接到采集回路，采集该线圈两端电压值，由于线圈储能和感应电压，采集线圈上产生了一个反向电动势，获取线圈两端电压值的平均值、最大值、最小值、标准差与设定的门限值比较，判断该电机是否符合仪表步进电机输出平稳性的标准。

完成顺时针方向转动检测后，改变电机转动方向，按权利要求1中步骤b及步骤c检测电机逆时针转动方向是否符合仪表步进电机输出平稳性的标准。

将仪表步进电机的PIN1、PIN2、PIN3、PIN4分别对应连接到MCU的四个驱动信号端口M0C0M、M0C0P、M0C1P、M0C1M，形成驱动回路，且同时将步进电机的PIN1、PIN2、PIN3、PIN4分别对应连接到MCU的四个采集信号端口ATD1、ATD0、ATD2、ATD3，形成采集回路。

每个全步时间内采集7次，去除数组中第1个和最后1个干扰数据，取中间5次平均值与设定的门限值比较。

本发明针对目前国内外检测仪表步进电机的技术缺陷，采用基于反向电动势才采集和分析来检测仪表步进电机内部齿轮的卡滞和啮合状况的检测技术。

本发明介绍的检测方法，避免人工检测出现的人为因素干扰，解决人工检测漏检、误检、判断标准不一致的问题。

通过采集电机转动产生的反向电动势数据，以数字化方式判断电机输出平稳性。

检测过程不需要给步进电机加装负载标定针，使用空载测试，避免电机插拔指针可能造成齿轮、输出轴的损伤。

检测系统可以用普通MCU控制，降低设备成本，而且可以同时测试多个电机，可以直接配置到生产线实时采集和分析电机转动数据，及时输出判断结果，适合在线作业要求，效率很高。