[发明专利]一种步进电机扭力测试仪主控板

说明书

技术领域

本发明涉及仪器仪表，特别是一种步进电机扭力测试仪主控板。

背景技术

扭力测试仪是为检测各种扭矩而设计研发的一种检测仪器。适用各种扭矩的检测和校正零件扭转性破坏试验等。主要用于检测各各电动、风动扭力批、扭力起子、螺丝刀、扭力板手和各种涉及拧紧力的仪器和产品，广泛应用于电气制造、机械制造、汽车轻工和专业科研和检测行业。

而现有技术中的步进电机扭力测试仪主控板存在以下缺点：

1、使用机械指针式电压表和电流表，检测总电流和总电压，读数不直观，无法精确显示电机电压、电流状态。

2、驱动电源单一，固定为24V或12V，适用机型单一。

3、使用单一电机通道，每次只可测试一台步进电机，效率低下。

4、系统状态采用数码管显示，当电机相位短路、开路时，数码管提示状态有限，声光效果差。

5、无集成力矩检测功能。

6、无通讯接口，无法联网，数据无法采集，无法拓展其它功能模块。

7、无存储功能，测试日志不能保存

8、无闭环检测，无法精确判定电机有无失步现象。

9、无智能回收箱系统，不良品无法实现强制回收。

10、无操作权限管理。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺点，本发明的目的是提供满足电流电压的检测的、满足步进电机的驱动电源要求、四组独立驱动通道可测试四个步进电机的、大大提高了测试效率的一种步进电机的扭力测试仪主控板。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种步进电机扭力测试仪主控板，包括微控制单元、存储器和磁粉离合器组，所述微控制单元采用工业级cotex-M4内核的32位微控制器，其中：所述磁粉离合器组设有四个磁粉离合器，并独立通过16位精度的D/A转换器连接到微控制器的I2C口。所述微控制单元设有数字电位器，所述数字电位器为单/双通道数字电位器，与微控制单元的模拟串行口连接，所述微控制器的SPI口扩展串行存储器，实现大数据量的存储，外部晶振12M，经内部PLL倍频后主频可达72M。

所述微控制器还设有12路光耦隔离输入信号和4组TTL输入信号经CMOS器件复用，连接到微控制器IO口。所述微控制器设有四个IO口控制继电器的开合，产生四组步进机驱动信号。4组步进电机驱动信号由微控制器IO口产生，通过光耦隔离，控制MOS管控制各相电流的通断。同时，微控制器使用4个IO口控制继电器的开合，来实现每组驱动电源的开启和关闭。

步进电机驱动电源部分采用DC-DC芯片，输出电压由VFB电位决定，采用机械波段开关和数字电位器两种方式设定改点电位值。所述VFB电位由微控制器控制数字电位器实现。微控制器IO口模拟串行口和单/双通道数字电位串行口连接，根据实际需要发送相应命令，实现电位变化，最终实现驱动电源电压信号按需输出。

所述微控制器自带RTC功能，Vbat引脚外接供电电源供电回路，采用3.3V不可充电电池供电。当系统电源正常供电时，供电电源停止供电；当系统电源关闭时，系统处于低功耗状态，供电电源开始供电，系统时钟依然运行。所述微控制器还设有二极管防止供电电源和系统电源电压互相影响，对系统电源进行保护。时钟晶振引脚外接高精度晶振，实现系统年、月、日、时、分、秒的准确计时。

作为本发明的进一步改进：所述CMOS器件为具有三态输出的八路正相缓冲器或线路驱动器。

作为本发明的进一步改进：所述主控板还包括有触摸屏，所述微控制单元内置有12位精度的A/D转换器，所述触摸屏通过A/D转换器与微控制单元连接。使用12位精度的AD转换器测量电压和电流，并以数字形式在触摸屏上显示。使用8A180KHz直流稳压芯片，支持波段开关机械调压和数字电位器数字调压，输出电压范围DC3.3V~DC24V。所述触摸屏大大丰富了直观效果，可显示系统信息、故障类别，图形显示测试报表、电流曲线。

作为本发明的进一步改进：所述微控制器还设有蜂鸣器和红绿LED灯，实现声光提醒功能，使设备操作更智能化，人性化。

作为本发明的进一步改进：所述微控制器还设有通讯模式接口，分别连接有嵌入式以太网控制器、双路独立收发器、3G手机模组。多个通讯模式接口，实现数据采集和多机联网，所述双路独立收发器还可以级联智联回收箱和RFID读卡器。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、采用工业级cotex-M4内核的微控制器，内置12位分辨率10精度的A/D转换器，1Msps转换率，满足电流电压的检测。同时将转换结果在显示屏上显示，直观清晰。