CN101008830A - 一种电波钟失步检测方法及其装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种指针式电波钟的失步检测方法及其装置。为避免现有技术中电波钟产品显示时间不准、电波钟产品失步和卡针的缺陷，本发明提出了一种指针式电波钟失步检测方法及其装置，通过在齿轮箱关键齿轮开凿通光孔，并控制光检测系统检测走针过程中光线通透与遮挡来判断齿轮箱是否发生失步和卡针现象，如果发生失步和卡针现象，计算失步和卡针的步数，并校正指针走时，以自动恢复正确时间的显示运行。本发明相比现有技术的优越性在于：保证了指针式电波钟能够准确无误，提高了产品的可靠性，避免因齿轮箱故障问题造成用户对产品使用的信心。

Description

一种电波钟失步检测方法及其装置

技术领域

本发明涉及一种指针式电波钟的失步检测方法及其装置，实现因机械特性，装配工艺，电气特性，人为因素等引起的指针式电波钟齿轮箱走时失步的检测与校正。从而，使指针式电波钟自动检测齿轮箱失步并自动校正，使电波钟由无线电长波接收获得的内部MCU走时时间与齿轮箱走时步进时间完全一致，以此保证电波钟正确时间的指针式显示运行。

背景技术

指针式电波钟是一种集无线电技术、时频技术、微电子技术、计算机技术、精密机械技术为一体的新一代计时产品。指针式电波钟自动接收国家授时中心以无线电长波方式发播的标准时间编码信号，并解调解码获得标准时间信息控制齿轮箱的走时，因而，指针式电波钟走时准确、同步、无累积误差。但是，由于指针式电波钟的齿轮箱采用双马达齿轮箱，齿轮箱各零件机械精度要求高，加工工艺要求严格。在实际生产中，由于零件的加工工艺和加工精度达不到要求，或者装配人员未按规定的工艺操作，使得实际的电波钟产品会产生失步和卡针现象，造成电波钟产品显示时间不准的问题。同时，当指针式电波钟使用较长时间后，产品供电电压下降到一定值，指针式电波钟齿轮箱部分电气特性会发生较大变化，也会造成电波钟产品失步和卡针现象的出现。以上的缺陷使得传统指针式电波钟无法真正做到准确无误，产品存在着不完善性。

技术内容

为避免现有技术的缺陷，本发明提出了一种指针式电波钟失步检测方法及其装置，通过在齿轮箱关键齿轮开凿通光孔，并控制光检测系统检测走针过程中光线通透与遮挡来判断齿轮箱是否发生失步和卡针现象，如果发生失步和卡针现象，计算失步和卡针的步数，并校正指针走时，以自动恢复正确时间的显示运行。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种电波钟失步检测方法及其装置，电波钟包括接收天线，解码电路，微处理器MCU，步进电机和时间显示装置，在电波钟走进的过程中，接收天线接收信号，由解码电路将接收的时间编码解码，通过微处理器MCU处理传输到步进电机，步进电机驱动齿轮箱的时轮，分轮，秒轮显示时间；其特殊之处在于：

在指针式电波钟齿轮箱的时轮，分轮，秒轮开凿有通光孔，同时，在齿轮箱这些齿轮系一侧固定位置有发光二极管，另一侧固定位置有光敏三极管；

齿轮运走时，这些齿轮经过这一固定位置，会对光线产生通透或遮挡；在齿轮步进走时时段，内置的MCU控制发光二极管发光，同时，检测光敏三极管感光状况；如果光敏三极管感光状况与齿轮系走时过程的光线通透与遮挡规律相一致，表明齿轮箱没有失步，否则，齿轮箱存在失步和卡针现象；

内置的MCU会根据检测到的光敏三极管状况确定丢失步数，在控制齿轮箱停止等待或向前快速步进相应的步数，从而，保证电波钟的准确无误。

本发明相比现有技术的优越性在于：在指针式电波钟由于各种原因产生失步的情况下，通过内置MCU控制光检测装置和齿轮箱的运走，获得齿轮运走对光线的遮挡与通透规律，以此判断齿轮箱是否失步或卡针，以及丢失的步数。进而，MCU控制齿轮箱停止等待或向前快速步进相应的步数，校正齿轮箱的失步或卡针问题。从而，保证了指针式电波钟能够准确无误，提高了产品的可靠性，避免因齿轮箱故障问题造成用户对产品使用的信心。

附图说明

图1为齿轮开通光孔结构示意图；

图2为齿轮开通光孔结构示意图；

图3为齿轮箱结构示意图；

图4为失步检测方法原理图；

图5为失步检测装置原理图；

具体实施方式

下面进一步对本发明进行说明：

参见图1，图2，图3，本发明的指针式电波钟齿轮箱的时轮，分轮，秒轮开凿有一定数量一定大小的通光孔，同时，在齿轮箱这些齿轮系一侧固定位置有发光二极管，另一侧固定位置有光敏三极管；通过控制光检测系统检测走针过程中光线通透与遮挡来判断齿轮箱是否发生失步和卡针现象。

参见图4，图5，MCU可以利用电波钟本身的主功能芯片，其中内置MCU的输出口SEC+与SEC-连接于齿轮箱秒步进马达M1，内置MCU的输出口MIN+与MIN连接于齿轮箱时分步进马达M2。光检测装置采用两个发光二极管D1、D2，两个光敏三极管Q1、Q2，其中D1与Q1用来检测秒齿轮系统的失步与卡针状况，D2与Q2用来检测时分齿轮系统的失步和卡针状况。内置MCU的输出口VOUT1接秒齿轮系统发光二极管D1的P极端；内置MCU的输出口VOUT2接时分齿轮系统发光二极管D2的P极端；D1与D2的N极端共同接于一个限流电阻R1的一端，R1的另一端接电源地。秒齿轮系统光敏三极管Q1与时分齿轮系统光敏三极管Q2的集电极接电源正极，秒齿轮系统光敏三极管Q1与时分齿轮系统光敏三极管Q2的发射极接内置MCU的输入口VIN。

在指针式电波钟正常运行状态下，当需要检测秒齿轮系统是否发生失步或卡秒。内置MCU控制输出口SEC+与SEC-输出步进脉冲信号使秒步进马达带动秒齿轮向前走一步。然后内置MCU通过输出口VOUT1控制秒齿轮系统发光二极管D1发光。如果秒齿轮没有挡光，则光线会照在秒齿轮系统光敏三极管Q1的基极上，光敏三极管Q1导通，内置MCU的输入口VIN为高电平；如果秒齿轮发生挡光，则秒齿轮系统光敏三极管Q1的基极没有光线照射，光敏三极管Q1截止，内置MCU的输入口VIN为低电平。

当需要检测时分齿轮系统是否发生失步或卡秒。内置MCU控制输出口MIN+与MIN-输出步进脉冲信号使时分步进马达带动时分齿轮向前走一步。然后内置MCU通过输出口VOUT2控制时分齿轮系统发光二极管D2发光。如果时分齿轮没有挡光，则光线会照在时分齿轮系统光敏三极管Q2的基极上，光敏三极管Q2导通，内置MCU的输入口VIN为高电平；如果时分齿轮发生挡光，则时分齿轮系统光敏三极管Q2的基极没有光线照射，光敏三极管Q2截止，内置MCU的输入口VIN为低电平。

内置的MCU将检测到的VIN的高、低电平变化规律存储在内部存储器。当MCU检测一定时段，会将检测到结果与预知的齿轮挡光引起的VIN电平变化状况比较，两者一致，认为没有失步；否则，认为发生失步现象。

当内置MCU检测到齿轮系统失步或卡秒，内置MCU需要通过预知的VIN高低电平变化与检测的VIN电平变化来计算失步的步数，并确定停针等待相应的时间还是快速向前步进追时相应的时间。最终，以此达到对电波钟齿轮箱的失步进行检测与校正。

Claims (1)

1、一种电波钟失步检测方法及其装置，电波钟包括接收天线，解码电路，微处理器MCU，步进电机和时间显示装置，在电波钟走进的过程中，接收天线接收信号，由解码电路将接收的时间编码解码，通过微处理器MCU处理传输到步进电机，步进电机驱动齿轮箱的时轮，分轮，秒轮显示时间；其特征在于：

在指针式电波钟齿轮箱的时轮，分轮，秒轮开凿有通光孔，同时，在齿轮箱这些齿轮系一侧固定位置有发光二极管，另一侧固定位置有光敏三极管；

齿轮运走时，这些齿轮经过这一固定位置，会对光线产生通透或遮挡；在齿轮步进走时时段，内置的MCU控制发光二极管发光，同时，检测光敏三极管感光状况；如果光敏三极管感光状况与齿轮系走时过程的光线通透与遮挡规律相一致，表明齿轮箱没有失步，否则，齿轮箱存在失步和卡针现象；

内置的MCU会根据检测到的光敏三极管状况确定丢失步数，在控制齿轮箱停止等待或向前快速步进相应的步数，从而，保证电波钟的准确无误。

Images