CN101349571A - 马达位移量测系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种马达位移量测系统，该马达位移量测系统包括：计算机，用于发送控制信号以对待测马达进行测量；单片机，连接于所述计算机，用于根据所述计算机发送的控制指令产生驱动马达运动的控制信号；驱动电路，连接于上述单片机及待测马达之间，用于接收上述单片机产生的控制信号，并根据该控制信号输出电流驱动所述待测马达开始运动；镭射传感器，连接于计算机及待测马达之间，用于根据所述计算机发送的控制指令测量待测马达的运动位移量。本发明还提供一种马达位移量测方法。本发明利用单片机作为驱动装置，控制马达的运动状况，利用镭射传感器测量马达的运动位移量，简单方便，测量精度高。

Description

马达位移量测系统及方法

技术领域

本发明涉及一种位移量测系统及方法，尤其是涉及一种马达的位移量测系统及方法。

背景技术

随着数字时代的来临，再加上相关软硬件技术的蓬勃发展，使得各种数字装置开始获得人们的认同，并且被广泛的应用于日常生活之中。在许多扫描仪或者数码相机等数字装置中，都用了马达作为传动装置来提供更高品质的影像撷取。因此，在如此强烈的市场需求下，厂商无不绞尽脑汁研发低成本高精确度的传动装置，以供高阶数字装置的使用。

众所周知，马达是由多个精密的电感线圈控制内部转轴精密地移动，以形成传动装置位移。以高阶数码相机来说，其拍摄照片质量的好坏与马达所构成的传动装置有很大的关系，因为马达所构成的传动装置有精确的位移，才能使数码相机调整到精确的镜头焦距和光圈数值，数码相机才能拍摄到高质量、清晰的照片。

因此，需要提供一种系统及方法，可以精确的量测马达的运动位移。

发明内容

鉴于以上内容，有必要提出一种马达位移量测系统，其可以精确的测量出马达运动时的位移量。

鉴于以上内容，有必要提出一种马达位移量测方法，其可以精确的测量出马达运动时的位移量。

一种马达位移量测系统，该马达位移量测系统包括：计算机，用于发送控制信号以对待测马达进行测量；单片机，连接于所述计算机，用于根据所述计算机发送的控制指令产生驱动马达运动的控制信号；驱动电路，连接于上述单片机及待测马达之间，用于接收上述单片机产生的控制信号，并根据该控制信号输出电流驱动所述待测马达开始运动；镭射传感器，连接于计算机及待测马达之间，用于根据所述计算机发送的控制指令测量待测马达的运动位移量。

一种马达位移量测方法，该方法包括步骤：计算机接收用户设置的初始化参数并发送控制指令给单片机；单片机根据所接收的控制指令控制驱动电路，使驱动电路输出电流驱动待测马达开始运动；计算机控制镭射传感器测量待测马达的运动位移量；根据上述设置的初始化参数判断对待测马达的测试是否完毕；及测试完毕后显示测量结果。

相较于现有技术，本发明所提供的马达位移量测系统及方法利用单片机作为驱动装置，控制马达的运动状况，利用镭射传感器测量马达的运动位移，简单方便，测量精度高。

附图说明

图1是本发明马达位移量测系统较佳实施例的硬体架构图。

图2是利用图1中的模拟/数字转换装置测量电压值/电流值的示意图。

图3是本发明中利用三角形测量法测量位移的示意图。

图4是本发明马达位移量测系统较佳实施例中计算机的功能模块图。

图5是本发明马达位移量测方法较佳实施例的实施流程图。

具体实施方式

参阅图1所示，是本发明马达位移量测系统较佳实施例的硬体架构图。该马达位移量测系统主要包括计算机1，分别与计算机1相连接的马达驱动板2、模拟/数字转换装置3及镭射传感器4，及连接上述马达驱动板2、模拟/数字转换装置3与镭射传感器4的待测马达5。

所述计算机1用于发送指令控制马达5的运动情况，并分别控制所述镭射传感器4及模拟/数字转换装置3量测马达的运动位移及驱动马达5运动的电流的电流值及对应的电压值。

所述马达驱动板2包括单片机20及驱动电路21。所述单片机20通过USB(UniversalSerial Bus，通用串行总线)通信接口与计算机1相连，用于接收计算机1发送的控制马达5运动的指令，根据该指令产生控制信号以控制驱动电路21。所述单片机20产生的控制信号即脉冲。所述驱动电路21用于根据单片机20发送的脉冲输出电流以驱动待测马达5开始运动。该驱动电路21输出的电流为一模拟值。

所述模拟/数字转换装置3通过一条数据采集线，如PCI(Peripheral ComponentInterconnect，外设部件互连标准)总线与计算机1相连接，用于测量驱动马达5运动的电流的电流值及对应的电压值，并将测量出来的电流值/电压值显示于计算机1的显示屏幕(图中未示)上。参阅图2所示，是利用模拟/数字转换装置3测量电流值/电压值的示意图。驱动电路21输出模拟电流值给马达5中的定子线圈51，定子线圈51根据电流内部的电子运动方向产生磁场而使马达5中的转子50上下运动产生位移。模拟/数字转换装置3将有电流通过的定子线圈51两端的模拟电压转换为数字讯号，并测量出该电压的电压值。进一步的，为了求出通过定子线圈51的电流值，可以在模拟/数字转换装置3与马达5之间串联一个阻值很小的电阻6，因为定子线圈51的电阻值很大，因此串联一个阻值很小的电阻6并不会对马达5产生影响。所述模拟/数字转换装置3通过测量出电阻6两端的电压值，根据电阻6的阻值计算出通过电阻6的电流值，也即通过定子线圈51的电流值。

所述镭射传感器4通过一串行通讯端口(RS232)连接于计算机1上，用于测量待测马达5上下运动时所产生的位移量。所述镭射传感器4通过三角形测量法测量待测马达5的运动位移量。参阅图3所示，是本发明中利用三角形测量法测量位移的示意图。镭射传感器4中的活动平衡激光控制引擎40发射出激光，通过双向光学系统41打到目标物7上，从目标物7发射回来的激光通过高精度物镜模组43返回到直线型CCD 42上。反射回来的激光反射到直线型CCD42上的位置根据目标物7位置的改变而变化，所述直线型CCD 42通过检测该激光反射回来的位置变化，根据三角形的边角关系，计算出目标物7的位移量。

参阅图4所示，是本发明马达位移量测系统较佳实施例中计算机1的功能模块图。本发明所称的各模块是完成特定功能的各个程序段，比程序本身更适合于描述软件在计算机中的执行过程，因此本发明对软件的描述都以模块描述。

所述计算机1中主要包括：初始化模块100、控制模块101、判断模块102及结果显示模块103。

所述初始化模块100用于接收用户对该马达位移量测系统设置的初始化参数。所述的初始化参数可以包括：马达5上下移动的次数，马达5运动的频率等。

所述控制模块101用于分别发出指令给单片机20，模拟/数字转换装置3及镭射传感器4，用于命令单片机20发出控制信号使驱动电路21输出电流驱动马达5以设置的运动频率开始运动，命令模拟/数字转换装置3开始测量驱动马达5运动的电流的电流值及对应的电压值，以及命令镭射传感器4开始测量马达5的运动位移量。

所述判断模块102用于根据上述初始化模块100接收的初始化参数判断对马达5的测量是否完毕。如上所述，在初始化模块100中设置了马达5上下移动的次数，若在测量中，马达5上下移动的次数达到了设定的次数，则对马达5的测试结束，若没有达到设定的次数，则测试程序继续进行。

所述结果显示模块103用于显示测量结果。所述测量结果包括：马达5每一次上下移动的位移量，及马达5每一次上下移动时的电流值及电压值等。

参阅图5所示，是本发明点镭射自动对焦扫描量测方法较佳实施例的实施流程图。

步骤S100，初始化模块100接收用户设置的初始化参数。所述的初始化参数可以包括：马达5上下移动的次数，马达5运动的频率等。

步骤S101，控制模块101发送指令给单片机20，命令单片机20驱动马达5开始运动。所述单片机20接收计算机1发送的指令，根据该指令产生控制信号，即脉冲，控制驱动电路21。所述驱动电路21根据单片机发送的脉冲输出电流至马达5中的定子线圈51以驱动马达5内的转子50开始上下运动。所述驱动电路21输出的电流为一模拟值。

步骤S102，马达5中的转子50在输入到定子线圈51中的电流所产生的磁场的作用下以设置的运动频率开始上下运动。如上所述，单片机20发出脉冲使驱动电路21输出电流至马达5中的定子线圈51中。马达5中的转子50根据通过定子线圈51中电流内部的电子运动方向产生的磁场而上下运动，产生位移。

步骤S103，控制模块101发送指令给镭射传感器4，命令镭射传感器4开始测量马达5的运动位移，即测量出上述转子50的运动位移量。

步骤S104，镭射传感器4利用三角形测量法根据反射回来的激光反射在镭射传感器4的直线型CCD 42上的位置的变化，利用三角形的边角关系计算出转子50的运动位移量。

步骤S105，控制模块101发送指令给模拟/数字转换装置3，命令所述模拟/数字转换装置3测量驱动马达5运动的电流的电流值及对应的电压值。

步骤S106，所述模拟/数字转换装置3将有电流通过的定子线圈51两端的模拟电压转换为数字讯号，并测量出该电压的电压值。进一步的，为了求出通过定子线圈51的电流值，可以在模拟/数字转化装置3与马达5之间串联一个阻值很小的电阻6，因为定子线圈51的电阻值很大，因此串联一个阻值很小的电阻6并不会对马达5产生影响。所述模拟/数字转换装置3通过测量出电阻6两端的电压值，根据电阻6的阻值计算出通过电阻6的电流值，也即通过定子线圈51的电流值。

步骤S107，判断模块102根据上述步骤S100中设置的马达5运动的次数判断对马达5的测量是否完毕。若马达5上下移动的次数没有达到设定值，则程序返回步骤S101，控制模块101继续发送指令命令单片机20再发送一次脉冲驱动马达5开始上下移动，并继续测量马达5的运动位移量及驱动马达5运动的电流的电流值与对应的电压值。

若马达5上下移动的次数到达了设定值，则结果显示模块103于计算机1的显示屏幕上显示对马达5的测量结果。所述测量结果包括：马达5每一次上下移动的位移量，及马达5每一次上下移动时的电流值及电压值等。

上述得到的马达位移量可以方便校验工程师判断马达所构成的传动装置是否能达到精确的位移，进一步的，所得到的马达位移量、马达电流值与电压值等参数也可以为数码相机、扫描仪等数字装置的设计工程师提供参考，使其根据马达电压值及电流值的大小设计在数字装置中驱动马达运动的电源容量，及使其根据该马达位移量设计出能撷取到更高品质、清晰影像的数字装置。

本发明所提供的马达位移量测系统及方法利用计算机发出控制指令，利用单片机作为驱动装置，控制马达的运动状况，利用镭射传感器测量马达的运动位移，及利用模拟/数字转换装置测量马达的电压值和电流值，简单方便，测量精度高。

以上所述仅为本发明的优选实施例，凡依本发明权利要求所做的等效变化与修改，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (7)

1.一种马达位移量测系统，其特征在于，该马达位移量测系统包括：

计算机，用于发送控制信号以对待测马达进行测量；

单片机，连接于所述计算机，用于根据所述计算机发送的控制指令产生驱动马达运动的控制信号；

驱动电路，连接于上述单片机及待测马达之间，用于接收上述单片机产生的控制信号，并根据该控制信号输出电流驱动所述待测马达开始运动；

镭射传感器，连接于计算机及待测马达之间，用于根据所述计算机发送的控制指令测量待测马达的运动位移量。

2.如权利要求1所述的马达位移量测系统，其特征在于，该系统还包括：

模拟/数字转换装置，连接于计算机及待测马达之间，用于根据所述计算机发送的控制指令测量驱动马达运动的电流的电流值及电压值。

3.如权利要求2所述的马达位移量测系统，其特征在于，所述计算机包括：

初始化模块，用于接收用户设置的初始化参数；

控制模块，用于发出控制指令给单片机、镭射传感器及模拟/数字转换装置；

判断模块，用于根据上述初始化模块的初始化设置判断对待测马达的测量是否完毕；及

结果显示模块，用于当上述判断测量完毕时显示对待测马达的测量结果。

4.如权利要求3所述的马达位移量测系统，其特征在于，所述的初始化参数包括：马达上下移动的次数及马达运动的频率。

5.一种马达位移量测方法，其特征在于，该方法包括步骤：

计算机接收用户设置的初始化参数并发送控制指令给单片机；

单片机根据所接收的控制指令控制驱动电路，使驱动电路输出电流驱动待测马达开始运动；

计算机控制镭射传感器测量待测马达的运动位移量；

根据上述设置的初始化参数判断对待测马达的测试是否完毕；及

测试完毕后显示测量结果。

6.如权利要求5所述的马达位移量测方法，其特征在于，在判断对待测马达的测试是否完毕之前，该方法还包括：

计算机控制模拟/数字转换装置测量驱动马达运动的电流的电流值及电压值。

7.如权利要求5所述的马达位移量测方法，其特征在于，所述的初始化参数包括：马达上下移动的次数及马达运动的频率。

Images