饋液器降噪裝置及其使用方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種饋液器降噪裝置及其使用方法，該降噪裝置包括旋轉(zhuǎn)角度信號(hào)產(chǎn)生模塊、(信號(hào))檢測(cè)模塊、(信號(hào))處理模塊和反饋實(shí)施模塊。本發(fā)明中降噪方法為通過(guò)采用磁場(chǎng)角度傳感器(5)檢測(cè)步進(jìn)電機(jī)(1)的轉(zhuǎn)軸(2)上磁性材料(3)產(chǎn)生的磁場(chǎng)(4)方向，并將相關(guān)信號(hào)傳遞給單片機(jī)，經(jīng)單片機(jī)計(jì)算得到轉(zhuǎn)軸(2)的旋轉(zhuǎn)角度和轉(zhuǎn)速，同時(shí)發(fā)送反饋信號(hào)至驅(qū)動(dòng)芯片，進(jìn)而通過(guò)調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)芯片電流大小控制轉(zhuǎn)軸(2)的旋轉(zhuǎn)角度，以降低步進(jìn)電機(jī)噪聲。本發(fā)明提供的降噪裝置及方法，實(shí)現(xiàn)了步進(jìn)電機(jī)的自動(dòng)降噪，且大幅減小了步進(jìn)電機(jī)失步的可能性，節(jié)約了生產(chǎn)成本。
【專利說(shuō)明】
饋液器降噪裝置及其使用方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及生物、化學(xué)實(shí)驗(yàn)中使用的實(shí)驗(yàn)設(shè)備的開發(fā)與改進(jìn)，特別涉及一種全自 動(dòng)滴定設(shè)備中饋液器降噪裝置及其使用方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 饋液器是自動(dòng)滴定裝置中的一部分，又可以叫做電動(dòng)滴定管，是在全自動(dòng)滴定裝 置中完成微量滴定功能的實(shí)驗(yàn)裝置。饋液器主要包括閥門和滴定容器。其中，閥門用于控制 滴定容器內(nèi)滴定溶液的進(jìn)出方向，一般由直流電機(jī)與相應(yīng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)構(gòu)成。滴定容器是完 成微量滴定功能的部分，使用注射器相似結(jié)構(gòu)，一般使用步進(jìn)電機(jī)與機(jī)械絲杠結(jié)構(gòu)推動(dòng)滴 定容器，完成微量滴定功能。可知，饋液器的主要驅(qū)動(dòng)部分使用電機(jī)結(jié)構(gòu)，因此，饋液器中產(chǎn) 生的噪聲主要是由這些電機(jī)引起的，其中步進(jìn)電機(jī)是饋液器噪聲的主要來(lái)源。
[0003] 步進(jìn)電機(jī)是在各種領(lǐng)域上常用的一種直流電機(jī)，該電機(jī)的主要特點(diǎn)是使用脈沖波 驅(qū)動(dòng)，其中，脈沖信號(hào)中的脈沖個(gè)數(shù)對(duì)應(yīng)旋轉(zhuǎn)的角度，信號(hào)頻率對(duì)應(yīng)旋轉(zhuǎn)的速度。每一單個(gè) 脈沖對(duì)應(yīng)的角度叫做步角，其角度取決于電機(jī)參數(shù)。步進(jìn)電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是驅(qū)動(dòng)過(guò)程中的精度 較高、誤差不積累、可靠性強(qiáng)等，主要缺點(diǎn)是驅(qū)動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的噪聲與振動(dòng)比較大，容易產(chǎn) 生共振現(xiàn)象。
[0004] 因此，亟需一種穩(wěn)定、有效的降噪裝置及降噪方法用于控制饋液器中步進(jìn)電機(jī)的 噪聲與振動(dòng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明人進(jìn)行了銳意研究，在細(xì)分驅(qū)動(dòng)技術(shù)的基礎(chǔ)上，通過(guò)使 用磁場(chǎng)角度傳感器測(cè)量步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)角度的方法實(shí)現(xiàn)電流大小的動(dòng)態(tài)調(diào)整，從而減小 步進(jìn)電機(jī)和饋液器的驅(qū)動(dòng)噪聲及振動(dòng)，大幅減小了步進(jìn)電機(jī)失步的可能性，從而完成了本 發(fā)明。
[0006] 本發(fā)明的目的在于提供以下方面：
[0007] (1)-種步進(jìn)電機(jī)降噪裝置，包括旋轉(zhuǎn)角度信號(hào)產(chǎn)生模塊、檢測(cè)模塊或信號(hào)檢測(cè)模 塊、處理模塊或信號(hào)處理模塊和反饋實(shí)施模塊。
[0008] (2)根據(jù)上述（1)所述的降噪裝置，其中，所述旋轉(zhuǎn)角度信號(hào)產(chǎn)生模塊固定在步進(jìn) 電機(jī)1的轉(zhuǎn)軸2上，用于產(chǎn)生可變磁場(chǎng)或磁場(chǎng)4,該磁場(chǎng)可被檢測(cè)模塊所檢測(cè)，所述步進(jìn)電機(jī) 優(yōu)選在驅(qū)動(dòng)芯片作用下(例如通過(guò)控制A相和/或B相電流)運(yùn)轉(zhuǎn)。
[0009] (3)根據(jù)上述(1)或(2)所述的降噪裝置，其中，所述檢測(cè)模塊包括磁場(chǎng)角度傳感器 5,其固定位置與所述旋轉(zhuǎn)角度信號(hào)產(chǎn)生模塊相對(duì)。
[0010] (4)根據(jù)上述（1)至（3)之一所述的降噪裝置，其中，所述信號(hào)處理模塊包括單片 機(jī)，用于接收總控制器和檢測(cè)模塊的信號(hào)，并計(jì)算轉(zhuǎn)軸2旋轉(zhuǎn)角度和轉(zhuǎn)速，以及發(fā)出反饋信 號(hào)，例如向驅(qū)動(dòng)芯片發(fā)送CLK、DIR、VREF等信號(hào)，所述總控制器為包括步進(jìn)電機(jī)及降噪裝置 的整個(gè)機(jī)電系統(tǒng)的控制部分。
[0011] (5)-種步進(jìn)電機(jī)的降噪方法，優(yōu)選采用上述（1)至(4)之一所述的降噪裝置進(jìn)行 降噪，包括以下步驟：
[0012] 1)旋轉(zhuǎn)角度信號(hào)產(chǎn)生模塊(優(yōu)選磁性材料)在步進(jìn)電機(jī)1的轉(zhuǎn)軸2上產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)角度 信號(hào)；
[0013] 2)信號(hào)檢測(cè)模塊(包括磁場(chǎng)角度傳感器5)檢測(cè)旋轉(zhuǎn)角度信號(hào)，并轉(zhuǎn)化為相關(guān)信號(hào) 傳送給信號(hào)處理模塊；
[0014] 3)信號(hào)處理模塊(包括單片機(jī))接收相關(guān)信號(hào)并進(jìn)行計(jì)算，獲得旋轉(zhuǎn)角度和轉(zhuǎn)速 后，發(fā)出反饋信號(hào)；
[0015] 4)根據(jù)反饋信號(hào)，反饋實(shí)施模塊調(diào)整轉(zhuǎn)軸2的旋轉(zhuǎn)角度和轉(zhuǎn)速。
[0016] (6)根據(jù)上述(5)所述的降噪方法，其中，步驟1)中，在步進(jìn)電機(jī)(1)的轉(zhuǎn)軸(2)上設(shè) 置磁性材料，用于產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)角度信號(hào)(磁場(chǎng)4)，其中，所述磁性材料3優(yōu)選磁鐵，更優(yōu)選永磁 鐵。
[0017] (7)根據(jù)上述(5)或(6)所述的降噪方法，其中，步驟2)中，通過(guò)正對(duì)磁性材料3的磁 場(chǎng)角度傳感器5檢測(cè)轉(zhuǎn)軸2旋轉(zhuǎn)角度信號(hào)。
[0018] (8)根據(jù)上述(5)至(7)之一所述的降噪方法，其中，步驟3)中單片機(jī)還用于判斷轉(zhuǎn) 軸2的旋轉(zhuǎn)角度和轉(zhuǎn)速是否達(dá)到要求，其中，判斷的內(nèi)容包括：
[0019] 1)判斷測(cè)量角度與理論角度是否相符；
[0020] 2)判讀轉(zhuǎn)速是否達(dá)到限定值。
[0021] (9)根據(jù)上述(5)至(8)之一所述的降噪方法，其中，步驟4)中，
[0022] 通過(guò)調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)芯片電流大小控制轉(zhuǎn)軸2的旋轉(zhuǎn)角度，和/或
[0023] 通過(guò)調(diào)整驅(qū)動(dòng)信號(hào)頻率高低控制轉(zhuǎn)軸2的轉(zhuǎn)速。
[0024] (10)根據(jù)上述（1)至(4)之一所述的降噪裝置的用途，用于降低檢測(cè)儀器中饋液器 的噪聲。
[0025] 根據(jù)本發(fā)明提供的降噪裝置及降噪方法，具有以下有益效果：
[0026] (1)本發(fā)明降噪裝置集旋轉(zhuǎn)角度信號(hào)產(chǎn)生模塊、檢測(cè)模塊、處理模塊和反饋實(shí)施模 塊于一體，通過(guò)檢測(cè)-反饋?zhàn)詣?dòng)化機(jī)制實(shí)現(xiàn)了步進(jìn)電機(jī)的自動(dòng)降噪，降低了機(jī)械共振對(duì)儀器 的損害風(fēng)險(xiǎn)；
[0027] (2)在細(xì)分驅(qū)動(dòng)的基礎(chǔ)上對(duì)步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)角度進(jìn)行測(cè)定和矯正，提高了實(shí) 驗(yàn)儀器的檢測(cè)準(zhǔn)確性；
[0028] (3)根據(jù)本發(fā)明提供的降噪裝置及方法，可達(dá)到靜音驅(qū)動(dòng)，減少了振動(dòng)引起的各種 干擾，實(shí)現(xiàn)了檢測(cè)環(huán)境的穩(wěn)定性。
【附圖說(shuō)明】
[0029] 圖1示出慣性引起的衰減震蕩；
[0030] 圖2示出兩相步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)；
[0031]圖3示出應(yīng)用細(xì)分驅(qū)動(dòng)技術(shù)時(shí)的兩相電流波形；
[0032]圖4示出一種優(yōu)選實(shí)施方式中基于角度測(cè)量的降噪控制系統(tǒng)；
[0033]圖5示出一種優(yōu)選實(shí)施方式中角度測(cè)量部件結(jié)構(gòu)；
[0034]圖6示出一種優(yōu)選實(shí)施方式中降噪方法控制流程圖。
[0035] 附圖標(biāo)號(hào)說(shuō)明：
[0036] 1-步進(jìn)電機(jī)；
[0037] 2-轉(zhuǎn)軸；
[0038] 3-磁性材料；
[0039] 4-磁場(chǎng)；
[0040] 5-磁場(chǎng)角度傳感器。
【具體實(shí)施方式】
[0041] 下面通過(guò)對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，本發(fā)明的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)將隨著這些說(shuō)明而變得更 為清楚、明確。
[0042] 在這里專用的詞"示例性"意為"用作例子、實(shí)施例或說(shuō)明性"。這里作為"示例性" 所說(shuō)明的任何實(shí)施例不必解釋為優(yōu)于或好于其它實(shí)施例。盡管在附圖中示出了實(shí)施例的各 種方面，但是除非特別指出，不必按比例繪制附圖。
[0043] 步進(jìn)電機(jī)容易產(chǎn)生噪聲和共振，其原因主要有兩種，主要原因是完成單步運(yùn)行過(guò) 程后旋轉(zhuǎn)角度上產(chǎn)生的衰減震蕩。在步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)過(guò)程中，當(dāng)單個(gè)脈沖傳輸?shù)讲竭M(jìn)電機(jī)時(shí)， 步進(jìn)電機(jī)繞組上發(fā)生一次切向過(guò)程，從而繞組與轉(zhuǎn)子之間的平衡點(diǎn)發(fā)生變化，則轉(zhuǎn)子跟著 平衡點(diǎn)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。但是由于轉(zhuǎn)子到了平衡點(diǎn)時(shí)，轉(zhuǎn)子上的負(fù)載與轉(zhuǎn)子本身的慣性影響發(fā)生 衰減性震蕩，如圖1所示，這是步進(jìn)電機(jī)產(chǎn)生噪聲與振動(dòng)的主要原因。還有一種原因是驅(qū)動(dòng) 信號(hào)的特點(diǎn)引起的噪聲。步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)是脈沖信號(hào)，比如兩相步進(jìn)電機(jī)的各相驅(qū)動(dòng) 信號(hào)為如圖2所示，對(duì)各相驅(qū)動(dòng)信號(hào)使用傅立葉級(jí)數(shù)，可表示為如下：
[0044]
[0045]
[0046] 由此可知，在驅(qū)動(dòng)信號(hào)中存在高次諧波分量，而各個(gè)分量產(chǎn)生相應(yīng)的噪聲。
[0047] 為了減少步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)噪聲，可采用細(xì)分驅(qū)動(dòng)技術(shù)。細(xì)分驅(qū)動(dòng)技術(shù)的基本原理是， 在原有的驅(qū)動(dòng)信號(hào)中將單個(gè)脈沖信號(hào)細(xì)分為多個(gè)脈沖，以及減少單個(gè)脈沖對(duì)應(yīng)的步角，同 時(shí)在繞組上形成一種正弦相似的電流波形?；诖朔椒?，能夠減少原來(lái)單步驅(qū)動(dòng)完成后產(chǎn) 生的衰減震蕩，同時(shí)可以減少驅(qū)動(dòng)信號(hào)中高次諧波的影響。如圖3所示，為兩相步進(jìn)電中應(yīng) 用細(xì)分驅(qū)動(dòng)技術(shù)時(shí)的各相電流波形。
[0048]在步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片中設(shè)定細(xì)分驅(qū)動(dòng)功能，為了使用芯片自帶的細(xì)分功能，直接 設(shè)定細(xì)分?jǐn)?shù)與最大電流值即可，其中，該電流值越小則噪聲越小，但是，電流值過(guò)小會(huì)有發(fā) 生失步現(xiàn)象的隱患。
[0049] 本發(fā)明的目的是提供一種降噪裝置，在降低步進(jìn)電機(jī)噪聲的同時(shí)減小發(fā)生失步現(xiàn) 象的可能性。所述降噪裝置包括旋轉(zhuǎn)角度信號(hào)產(chǎn)生模塊、檢測(cè)模塊或信號(hào)檢測(cè)模塊、處理模 塊或信號(hào)處理模塊，和反饋實(shí)施模塊，通過(guò)檢測(cè)-反饋?zhàn)詣?dòng)化機(jī)制實(shí)現(xiàn)了步進(jìn)電機(jī)的自動(dòng)降 噪，從而降低機(jī)械共振對(duì)儀器的損害風(fēng)險(xiǎn)。
[0050] 本發(fā)明中，旋轉(zhuǎn)角度信號(hào)產(chǎn)生模塊固定在步進(jìn)電機(jī)1的轉(zhuǎn)軸2上，所述旋轉(zhuǎn)角度信 號(hào)產(chǎn)生模塊包括磁性材料3,隨著步進(jìn)電機(jī)1轉(zhuǎn)軸2的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生方向可變的磁場(chǎng)或磁場(chǎng)4,該 磁場(chǎng)4可被檢測(cè)模塊所檢測(cè)，所述步進(jìn)電機(jī)優(yōu)選在驅(qū)動(dòng)芯片作用下(例如通過(guò)控制A相和/或 B相電流)運(yùn)轉(zhuǎn)。選擇磁性材料為旋轉(zhuǎn)角度信號(hào)產(chǎn)生模塊，在可產(chǎn)生不間斷磁場(chǎng)信號(hào)的同時(shí)， 大大降低了生產(chǎn)成本。
[0051]本發(fā)明中，信號(hào)檢測(cè)模塊包括磁場(chǎng)角度傳感器5,其固定位置與所述旋轉(zhuǎn)角度信號(hào) 產(chǎn)生模塊相對(duì)。所述信號(hào)檢測(cè)模塊用于檢測(cè)磁場(chǎng)4方向的變化，并將該變化傳遞到信號(hào)處理 模塊。本發(fā)明中所使用的磁場(chǎng)角度傳感器為無(wú)接觸角度定位裝置，占用空間小，檢測(cè)靈敏度 高，適用于高溫工作條件，可滿足快速變化的磁場(chǎng)的檢測(cè)要求。
[0052]本發(fā)明中，信號(hào)處理模塊包括單片機(jī)，用于接收總控制器和檢測(cè)模塊的信號(hào)，并計(jì) 算轉(zhuǎn)軸2旋轉(zhuǎn)角度和轉(zhuǎn)速，以及發(fā)出反饋信號(hào)，例如向驅(qū)動(dòng)芯片發(fā)送電流方向（DIR)信號(hào)、脈 沖頻率(CLK)信號(hào)和參考電壓(VREF)信號(hào)等信號(hào)。所述總控制器為包括步進(jìn)電機(jī)1及降噪裝 置的整個(gè)機(jī)電系統(tǒng)的控制部分。信號(hào)處理模塊將計(jì)算得到的旋轉(zhuǎn)角度和轉(zhuǎn)速與理論值或限 定值進(jìn)行比較，發(fā)出反饋信號(hào)，指導(dǎo)反饋實(shí)施模塊對(duì)旋轉(zhuǎn)角度和轉(zhuǎn)速做進(jìn)一步調(diào)整。
[0053]在一種優(yōu)選實(shí)施方式中，如全自動(dòng)滴定儀的饋液器中，降噪裝置如圖4所示，包括 電源、總控制器、單片機(jī)、驅(qū)動(dòng)芯片、步進(jìn)電機(jī)1和檢測(cè)模塊(包括磁場(chǎng)角度傳感器5)，其中， 總控制器是指自動(dòng)滴定系統(tǒng)的控制部分。
[0054] 步進(jìn)電機(jī)1的轉(zhuǎn)軸2上固定有磁性材料3 (優(yōu)選磁鐵），磁場(chǎng)角度傳感器5與磁性材料 3相對(duì)平行放置，能夠充分檢測(cè)到磁場(chǎng)4的方向變化，如圖5所示。其中，磁性材料3為旋轉(zhuǎn)角 度信號(hào)產(chǎn)生模塊，在轉(zhuǎn)軸2旋轉(zhuǎn)過(guò)程中能夠產(chǎn)生方向可變的磁場(chǎng)4;磁場(chǎng)角度傳感器5屬于信 號(hào)檢測(cè)模塊，檢測(cè)磁場(chǎng)信號(hào)，并將信號(hào)傳遞給單片機(jī)，通過(guò)磁場(chǎng)方向的變化確定旋轉(zhuǎn)角度。
[0055] 單片機(jī)屬于信號(hào)處理模塊，一方面接收磁場(chǎng)角度傳感器5轉(zhuǎn)化后的信號(hào)，計(jì)算轉(zhuǎn)軸 旋轉(zhuǎn)角度和轉(zhuǎn)速，對(duì)驅(qū)動(dòng)芯片電流大小和驅(qū)動(dòng)頻率進(jìn)行調(diào)整;另一方面，將反饋信號(hào)傳遞到 反饋實(shí)施模塊，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)角度和轉(zhuǎn)速的調(diào)整，所述反饋信號(hào)包括DIR信號(hào)、CLK信號(hào)和 VREF信號(hào)等。
[0056]驅(qū)動(dòng)芯片和步進(jìn)電機(jī)1屬于反饋實(shí)施模塊，其中，驅(qū)動(dòng)芯片是專門為步進(jìn)電機(jī)1設(shè) 計(jì)的，帶有細(xì)分驅(qū)動(dòng)功能。通過(guò)改變相繞組(兩相步進(jìn)電機(jī)為A相、B相）電流大小，控制步進(jìn) 電機(jī)1輸出力矩的大小，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)角度的調(diào)整。
[0057]本發(fā)明的另一目的是提供降噪裝置的降噪方法，該方法可實(shí)現(xiàn)電流大小的動(dòng)態(tài)調(diào) 整，包括以下步驟：
[0058]步驟一、在步進(jìn)電機(jī)1的轉(zhuǎn)軸2上產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)角度信號(hào)；
[0059]步驟二、檢測(cè)旋轉(zhuǎn)角度信號(hào)；
[0060]步驟三、通過(guò)單片機(jī)進(jìn)行信號(hào)處理，計(jì)算旋轉(zhuǎn)角度和轉(zhuǎn)速；
[0061 ]步驟四、根據(jù)反饋信號(hào)，調(diào)整旋轉(zhuǎn)角度和轉(zhuǎn)速。
[0062]其中，步驟一中，旋轉(zhuǎn)角度信號(hào)產(chǎn)生模塊在步進(jìn)電機(jī)1的轉(zhuǎn)軸2上產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)角度信 號(hào)，所述旋轉(zhuǎn)角度信號(hào)產(chǎn)生模塊為磁性材料3，優(yōu)選磁鐵，更優(yōu)選永磁鐵；
[0063]步驟二中，信號(hào)檢測(cè)模塊檢測(cè)旋轉(zhuǎn)角度信號(hào)(通過(guò)正對(duì)磁性材料3的磁場(chǎng)角度傳感 器5檢測(cè)轉(zhuǎn)軸2的旋轉(zhuǎn)角度信號(hào)），并轉(zhuǎn)化為相關(guān)信號(hào)傳送給信號(hào)處理模塊；
[0064]步驟三中，單片機(jī)(信號(hào)處理模塊)接收相關(guān)信號(hào)并進(jìn)行計(jì)算，判斷轉(zhuǎn)軸2的旋轉(zhuǎn)角 度和轉(zhuǎn)速是否達(dá)到要求，其中，判斷的內(nèi)容包括:判斷測(cè)量角度與理論角度是否相符，以及 轉(zhuǎn)速是否達(dá)到限定值，并發(fā)出反饋信號(hào)；
[0065] 步驟四中，根據(jù)反饋信號(hào)，通過(guò)調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)芯片電流大小控制轉(zhuǎn)軸2旋轉(zhuǎn)角度，通過(guò) 調(diào)整驅(qū)動(dòng)信號(hào)頻率高低控制轉(zhuǎn)軸2轉(zhuǎn)速。
[0066] 在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，如圖6所示，降噪方法包括以下步驟:步驟一:連接電源， 開始(儀器開啟），并進(jìn)行儀器初始化;步驟二:總控制器發(fā)出脈沖信號(hào)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn);步驟 三:磁場(chǎng)角度傳感器5獲得旋轉(zhuǎn)角度信號(hào)，傳遞給單片機(jī)后計(jì)算轉(zhuǎn)軸2的旋轉(zhuǎn)角度和轉(zhuǎn)速，并 發(fā)出反饋信號(hào);步驟四：根據(jù)反饋信號(hào)調(diào)整輸出到步進(jìn)電機(jī)1的電流和脈沖頻率;步驟五:確 定步進(jìn)電機(jī)1旋轉(zhuǎn)結(jié)束與否;步驟六:結(jié)束(儀器關(guān)閉）。
[0067] 其中，步驟二中，儀器初始運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，由儀器總控制器對(duì)驅(qū)動(dòng)芯片發(fā)出一系列脈沖信 號(hào)，驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)1運(yùn)轉(zhuǎn)，步進(jìn)電機(jī)1轉(zhuǎn)速由慢至快，磁場(chǎng)4的變化速度也由慢變快。
[0068]步驟三中包括3個(gè)子步驟，8卩：1)轉(zhuǎn)軸2旋轉(zhuǎn)角度信號(hào)的檢測(cè)；2)信號(hào)傳輸與處理； 3)信號(hào)反饋與實(shí)施。
[0069] 其中，子步驟1)中，通過(guò)磁場(chǎng)角度傳感器5進(jìn)行磁性材料3(優(yōu)選磁鐵)磁場(chǎng)方向的 測(cè)定，獲得旋轉(zhuǎn)角度信號(hào)，并將信號(hào)傳遞到單片機(jī)進(jìn)行信號(hào)處理，其中，磁場(chǎng)角度傳感5器固 定位置正對(duì)轉(zhuǎn)軸2上的磁性材料3。
[0070] 子步驟2)中，單片機(jī)對(duì)轉(zhuǎn)軸2的旋轉(zhuǎn)角度和轉(zhuǎn)速進(jìn)行計(jì)算，判斷旋轉(zhuǎn)角度以及轉(zhuǎn)速 是否符合設(shè)定要求。如果旋轉(zhuǎn)角度落后理論值，則需增加相電流大小以增大力矩，從而加大 旋轉(zhuǎn)角度;如果旋轉(zhuǎn)角度大于理論值，則需相應(yīng)減小相電流大小;旋轉(zhuǎn)角度與理論值相符， 則保持初始電流大小不變，其中所述旋轉(zhuǎn)角度的理論值為在設(shè)定細(xì)分條件下，計(jì)算得到的 步進(jìn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)角度。
[0071] 轉(zhuǎn)速與脈沖頻率相關(guān)，若轉(zhuǎn)速未達(dá)到限定值，則可加快脈沖頻率，以使步進(jìn)電機(jī)1 快速達(dá)到正常運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài);若轉(zhuǎn)速達(dá)到限定值，則可進(jìn)一步選擇繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)或結(jié)束運(yùn)轉(zhuǎn)，其中， 限定值指步進(jìn)電機(jī)產(chǎn)生的噪音在要求范圍內(nèi)時(shí)轉(zhuǎn)軸的最大轉(zhuǎn)速。
[0072] 子步驟3)中，單片機(jī)將反饋信號(hào)傳遞給驅(qū)動(dòng)芯片。
[0073] 步驟四中，驅(qū)動(dòng)芯片根據(jù)反饋信號(hào)調(diào)整電流大小和脈沖頻率，從而完成步進(jìn)電機(jī)1 轉(zhuǎn)軸2的旋轉(zhuǎn)角度與轉(zhuǎn)速的調(diào)控。
[0074]以上結(jié)合【具體實(shí)施方式】和范例性實(shí)例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，不過(guò)這些說(shuō)明并 不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，在不偏離本發(fā)明精神和范圍的情況下， 可以對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案及其實(shí)施方式進(jìn)行多種等價(jià)替換、修飾或改進(jìn)，這些均落入本發(fā)明 的范圍內(nèi)。本發(fā)明的保護(hù)范圍以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種步進(jìn)電機(jī)降噪裝置，包括旋轉(zhuǎn)角度信號(hào)產(chǎn)生模塊、檢測(cè)模塊或信號(hào)檢測(cè)模塊、處 理模塊或信號(hào)處理模塊和反饋實(shí)施模塊。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的降噪裝置，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)角度信號(hào)產(chǎn)生模塊固定在步 進(jìn)電機(jī)（1)的轉(zhuǎn)軸（2)上，用于產(chǎn)生可變磁場(chǎng)或磁場(chǎng)(4)，該磁場(chǎng)可被檢測(cè)模塊所檢測(cè)，所述 步進(jìn)電機(jī)優(yōu)選在驅(qū)動(dòng)芯片作用下(例如通過(guò)控制A相和/或B相電流)運(yùn)轉(zhuǎn)。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的降噪裝置，其特征在于，所述檢測(cè)模塊包括磁場(chǎng)角度傳感 器(5)，其固定位置與所述旋轉(zhuǎn)角度信號(hào)產(chǎn)生模塊相對(duì)。4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3之一所述的降噪裝置，其特征在于，所述處理模塊包括單片機(jī)，用 于接收總控制器和檢測(cè)模塊的信號(hào)，并計(jì)算轉(zhuǎn)軸(2)旋轉(zhuǎn)角度和轉(zhuǎn)速，以及發(fā)出反饋信號(hào)， 例如向驅(qū)動(dòng)芯片發(fā)送CLK、D IR、VREF等信號(hào)。5. -種步進(jìn)電機(jī)的降噪方法，優(yōu)選采用權(quán)利要求1至4之一所述的降噪裝置進(jìn)行降噪， 其特征在于，包括以下步驟： 1) 在步進(jìn)電機(jī)(1)的轉(zhuǎn)軸(2)上產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)角度信號(hào)； 2) 檢測(cè)旋轉(zhuǎn)角度信號(hào)； 3) 通過(guò)單片機(jī)進(jìn)行信號(hào)處理，計(jì)算旋轉(zhuǎn)角度和轉(zhuǎn)速； 4) 根據(jù)反饋信號(hào)，調(diào)整旋轉(zhuǎn)角度和轉(zhuǎn)速。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的降噪方法，其特征在于，在步進(jìn)電機(jī)（1)的轉(zhuǎn)軸(2)上設(shè)置磁性 材料(3)，用于產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)角度信號(hào)，其中，所述磁性材料(3)優(yōu)選磁鐵，更優(yōu)選永磁鐵。7. 根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的降噪方法，其特征在于，步驟2)中，通過(guò)正對(duì)磁性材料(3) 的磁場(chǎng)角度傳感器(5)檢測(cè)轉(zhuǎn)軸(2)的旋轉(zhuǎn)角度信號(hào)。8. 根據(jù)權(quán)利要求5至7之一所述的降噪方法，其特征在于，步驟3)中單片機(jī)還用于判斷 轉(zhuǎn)軸(2)的旋轉(zhuǎn)角度和轉(zhuǎn)速是否達(dá)到要求，其中，判斷的內(nèi)容包括： 1) 判斷測(cè)量角度與理論角度是否相符； 2) 判讀轉(zhuǎn)速是否達(dá)到限定值。9. 根據(jù)權(quán)利要求5至8之一所述的降噪方法，其特征在于，步驟4)中， 通過(guò)調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)芯片電流大小控制轉(zhuǎn)軸(2)的旋轉(zhuǎn)角度，和/或 通過(guò)調(diào)整驅(qū)動(dòng)信號(hào)頻率高低控制轉(zhuǎn)軸(2)的轉(zhuǎn)速。10. 根據(jù)權(quán)利要求1至4之一所述的降噪裝置的用途，用于降低檢測(cè)儀器中饋液器的噪 聲。
【文檔編號(hào)】H02P8/32GK105897091SQ201610351518
【公開日】2016年8月24日
【申請(qǐng)日】2016年5月25日
【發(fā)明人】卓晴, 夏吉安, 王福洋
【申請(qǐng)人】北京先驅(qū)威鋒技術(shù)開發(fā)公司