专利名称：仪表指针回零检测方法
技术领域：
本发明涉及一种检测方法，且特别涉及一种用于在仪表指针回零的检测方法。
背景技术：
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。
发明内容
本发明提出一种仪表指针回零检测方法，能够有效解决上述问题。 为了达到上述目的，本发明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�。灰约�
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。
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所示为本发明较佳实施例的步骤流程图。
具体实施例方式
为了更了解本发明的技术内容，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�。懦�
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所示为本发明较佳实施例的步骤流程图。
请结合参考图1~图4,本实施例中的仪表指针回零检测方法包括以下步骤 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。
虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明 所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各 种的更动与润饰。因此，本发明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�。灰约叭粽竦葱藕诺暮头至看笥阢兄担蛲Ｖ骨貌浇泶�。
2. 根据权利要求1所述的仪表指针回零检测方法，其特征是，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。
3. 根据权利要求1所述的仪表指针回零检测方法，其特征是，其中计算该 些振荡信号的和分量时，使用积分的方法。
4. 根据权利要求l所述的仪表指针回零检测方法，其特征是，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。
5. 根据权利要求1所述的仪表指针回零检测方法，其特征是，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。
6. 根据权利要求1所述的仪表指针回零检测方法，其特征是，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。
全文摘要
本发明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。
文档编号G01D3/06GK101430212SQ20081020379
公开日2009年5月13日 申请日期2008年12月1日 优先权日2008年12月1日
发明者毅 杨, 杨晓东, 敏 瞿, 范忠良 申请人:上海德科电子仪表有限公司
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