CN105300579B - 一种汽车仪表步进电机力矩测试装置及其测试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种汽车仪表步进电机力矩测试装置及其测试方法。该测试装置包括底座及设置在底座上方的步进电机的指针平行底座设置，底座的上表面还垂直设置有一定位轴，定位轴上设置有一测试模组，测试模组可沿所述定位轴上下滑动，测试模组上设置有一可在垂直方向上与步进电机指针交叉抵触的测试头组件。本发明汽车仪表步进电机力矩测试装置及其测试方法，利用计算机通过Labview程序自动发送不同的频率给步进电机，并通过力矩传感器采集力矩数值，能完成大量的数据测试，而且测试数据不需要人工整理，能自动生成测试报告提供给设计者用于设计。
Description
技术领域
本发明涉及汽车电子领域，特别涉及一种汽车仪表步进电机力矩测试装置及其测试方法。
背景技术
目前汽车仪表都采用步进电机方式用于车速表、转速表、水温表及油量表等车辆操作信息指示，设计上常常根据理论的电机驱动力矩参数设计其驱动频率，没有根据电机实际提供的力矩来设计，常常出现设计的驱动力矩和指针转动力矩匹配不合适，导致出现量表指针丢步、卡滞，抖动的问题。根据国家强制性标准GB 15082对车速表指示误差要求和我国最新的汽车保修期限最少为三年六万公里，如果电机设计不好会将导致汽车仪表产品不符合法律法规要求和质量风险，带来巨大的损失。由于目前主流步进电机的动态力矩都在1mNm左右，其数值太小，市场上针对力矩现成的测试设备精度普遍在1Nm以上，达不到要求，如果采用定做的机械型力矩测试仪，能符合要求但都是靠操作人员眼睛快速读取其达到最大的力矩值，每次只能测试一次，操作起来数据比较困难，误差会也比较大，也无法实现连续数据测量。因此，如果设计上需要参考实际的电机力矩，就会面临其测试的困难。
发明内容
本发明的目的在于提供一种汽车仪表步进电机力矩测试装置及其测试方法。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种汽车仪表步进电机力矩测试装置，其包括一用于固定待测试步进电机的底座，所述步进电机的指针平行底座设置，所述底座与外部控制模组电连接，其特征在于，所述底座的上表面上设置有用于固定步进电机的定位模组，所述底座的上表面还垂直设置有一定位轴，所述定位轴上设置有一测试模组，所述测试模组可沿所述定位轴上下滑动，所述测试模组上设置有一可在垂直方向上与步进电机指针交叉抵触的测试头组件。
在优选的实施例中，所述定位模组包括：两个平行设置在底座上表面的且相互平行的第一滑杆；两个平行设置且分别同时套接所述第一滑杆的第一套管，所述第一套管的两端分别用第一连接杆连接并成“口”状；两个平行设置的第二连接杆，所述第二连接杆的两端分别形成可套接在所述第一连接杆上的第二套管；以及桥接在所述两个第二连接杆上方的、用于固定步进电机的固定板。
在优选的实施例中，所述测试模组包括一可罩设在底座上方的保护罩，所述保护罩的外侧壁上形成有一可套设并沿定位轴上下滑动的调节套筒，所述保护罩内腔的顶部设置有一扭杆方向朝向步进电机、且与步进电机同轴的力矩传感器，所述力矩传感器的扭杆上设置有一用于与步进电机的指针接触的测试头组件。
在优选的实施例中，所述测试头组件大致呈倒“7”状，其包括一可与力矩传感器扭杆套接并同轴的定位杆，所述定位杆的下方端部垂直设置有一横向的转动杆，所述转动杆的一端垂直向下形成一垂直的测试针。
在优选的实施例中，所述第一套管上设置有停止其在所述第一滑杆上横向往返滑动的第一锁滑螺丝，所述第二套管上形成有用于停止其在所述第一连接杆上横向往返滑动的第二锁滑螺丝，所述调节套筒上形成有用于停止其在所述定位轴上上下往返滑动的第三锁滑螺丝。
在优选的实施例中，所述控制模组为计算机，所述计算机内设置有Labview开发环境。
一种汽车仪表步进电机力矩测试装置的测试方法，其包括如下测试步骤：
步骤S01，调节测试头组件的高度，使其测试针落下至与步进电机指针交叉并抵触；
步骤S02，通过计算机编辑关于步进电机转动的速度及转动频率；
步骤S03，通过计算机发送控制信号至测试装置，步进电机开始运，其指针开始按照计算机编辑的速度及频率开始转动；
步骤S04，根据步骤S03，当指针转动至一圈时，在指针转速的惯性下，其再次与测试针发生交叉碰撞，测试头组件上的力矩传感器立即采集到此时指针的力矩，并实时发送给计算机；
步骤S05，计算机获取步骤S04中的力矩、并生成报告；
步骤S06，指针继续转动、每转动一个圈即采集一次力矩，直至完成测试频率，测试停止。
本发明汽车仪表步进电机力矩测试装置及其测试方法有益效果在于：通过在测试装置中设置一大致呈倒“7”状的测试头组件，并使其能够与步进电机同轴设置，在测试过程中，利用测试头组件上形成的垂直方向的测试针与步进电机的指针交叉碰撞，进而通过与测试针连接的力矩传感器采集到步进电机的力矩。本发明汽车仪表步进电机力矩测试装置及其测试方法，利用计算机通过Labview程序自动发送不同的频率给步进电机，并通过力矩传感器采集力矩数值，能完成大量的数据测试，而且测试数据不需要人工整理，能自动生成测试报告提供给设计者用于设计。
附图说明
图1为一实施例中汽车仪表步进电机力矩测试装置的立体示意图。
图2为图1中测试模组的立体分解图。
图3为图2中测试头的立体示意图。
图4为图1中定位模组的立体分解图。
图5为一实施例中汽车仪表步进电机力矩测试装置的另一角度立体示意图。
具体实施方式
下面将结合具体实施例及附图对本发明汽车仪表步进电机力矩测试装置及其测试方法作进一步详细描述。
请参见图1，一种汽车仪表步进电机力矩测试装置，其包括一用于固定待测试步进电机50的底座10，步进电机50的指针51平行底座10设置，底座10与外部控制模组40电连接。
优选的，在底座10的上表面上设置有用于固定步进电机50的定位模组，20，并且在底座10的上表面还垂直设置有一定位轴30，定位轴30上设置有一测试模组30，该测试模组30可沿定位轴30垂直上下滑动，测试模组30上设置有一可在垂直方向上与步进电机50的指针51交叉抵触的测试头组件。
请同时参见图2，测试模组30包括一可罩设在底座10上方的保护罩31，在保护罩31的外侧壁上形成有一可套设并沿定位轴30上下滑动的调节套筒32，在保护罩31内腔的顶部设置有一力矩传感器33，该力矩传感器33的扭杆方向朝向步进电机50、且与步进电机50同轴设置，在力矩传感器33的扭杆上设置有前述的测试头组件34，该测试头组件34用于与步进电机50的指针50交叉接触并产生碰撞。
请同时参见图3，测试头组件34大致呈倒“7”状，其包括一可与力矩传感器50扭杆套接并同轴的定位杆341，在定位杆341的下方端部垂直设置有一横向的转动杆342，转动杆342的一端垂直向下形成一垂直方向的测试针343。
请同时参见图4和5，定位模组20包括：两个平行设置在底座10上表面的且相互平行的第一滑杆21，两个平行设置且分别同时套接第一滑杆21上的第一套管22，两个第一套管22的两端分别用第一连接杆221，并使第一连接杆221和第一套管22连接并成“口”状；还包括两个平行设置的第二连接杆23，第二连接杆23的两端分别形成可套接在第一连接杆221上的第二套管22；还包括桥接在两个第二连接杆221上方的固定板24，该固定板24用于固定步进电机50。
实际中，为保证步进电机50与力矩传感器33同轴设置，需调节步进电机50在平面上的位置、和测试头组件34在垂直方向上的高度，于是，在第一套管22上设置有停止其在第一滑杆21上横向往返滑动的第一锁滑螺丝222，第二套管22上形成有用于停止其在第一连接杆221上横向往返滑动的第二锁滑螺丝231，调节套筒32上形成有用于停止其在定位轴30上上下往返滑动的第三锁滑螺丝321。
本实施例中，控制模组40为计算机，在计算机内设置有Labview开发环境。
在另一实施例中，还提供了一种汽车仪表步进电机力矩测试装置的测试方法，其包括如下测试步骤：
步骤S01，调节测试头组件的高度，使其测试针落下至与步进电机指针交叉并抵触；
步骤S02，通过计算机编辑关于步进电机转动的速度及转动频率；
步骤S03，通过计算机发送控制信号至测试装置，步进电机开始运，其指针开始按照计算机编辑的速度及频率开始转动；
步骤S04，根据步骤S03，当指针转动至一圈时，在指针转速的惯性下，其再次与测试针发生交叉碰撞，测试头组件上的力矩传感器立即采集到此时指针的力矩，并实时发送给计算机；
步骤S05，计算机获取步骤S04中的力矩、并生成报告；
步骤S06，指针继续转动、每转动一个圈即采集一次力矩，直至完成测试频率，测试停止。
本装置中的力矩传感器选用德国BURSTER高精度传感器，最小精度能达到0.001mNm，完全符合电机微小力矩测试要求，同时采用定位装置，保证步进电机和力矩传感器同轴，避免考虑指针长度问题，通用性高，采用Labview控制，能实现自动精确记录测试数据，能测试较多的频率点，节省人力，提高测试精度和测试效率，提高了数据的可参考性，更进一步提升汽车仪表的设计质量。
综上，本发明汽车仪表步进电机力矩测试装置及其测试方法有益效果在于：通过在测试装置中设置一大致呈倒“7”状的测试头组件，并使其能够与步进电机同轴设置，在测试过程中，利用测试头组件上形成的垂直方向的测试针与步进电机的指针交叉碰撞，进而通过与测试针连接的力矩传感器采集到步进电机的力矩。本发明汽车仪表步进电机力矩测试装置及其测试方法，利用计算机通过Labview程序自动发送不同的频率给步进电机，并通过力矩传感器采集力矩数值，能完成大量的数据测试，而且测试数据不需要人工整理，能自动生成测试报告提供给设计者用于设计。
虽然对本发明的描述是结合以上具体实施例进行的，但是，熟悉本技术领域的人员能够根据上述的内容进行许多替换、修改和变化、是显而易见的。因此，所有这样的替代、改进和变化都包括在附后的权利要求的精神和范围内。
Claims (7)
1.一种汽车仪表步进电机力矩测试方法，其特征在于，其包括如下测试步骤：
步骤S01，调节测试头组件的高度，使其测试针落下至与步进电机指针交叉并抵触；
步骤S02，通过计算机编辑关于步进电机转动的速度及转动频率；
步骤S03，通过计算机发送控制信号至测试装置，步进电机开始运转，其指针开始按照计算机编辑的速度及频率开始转动；
步骤S04，根据步骤S03，当指针转动至一圈时，在指针转速的惯性下，其再次与测试针发生交叉碰撞，测试头组件上的力矩传感器立即采集到此时指针的力矩，并实时发送给计算机；
步骤S05，计算机获取步骤S04中的力矩、并生成报告；
步骤S06，指针继续转动、每转动一个圈即采集一次力矩，直至完成不同转动频率下的测试，测试停止。
2.一种采用如权利要求1所述方法的汽车仪表步进电机力矩测试装置，其包括一用于固定待测试步进电机的底座，所述步进电机的指针平行底座设置，所述底座与外部控制模组电连接，其特征在于，所述底座的上表面上设置有用于固定步进电机的定位模组，所述底座的上表面还垂直设置有一定位轴，所述定位轴上设置有一测试模组，所述测试模组可沿所述定位轴上下滑动，所述测试模组上设置有一可在垂直方向上与步进电机指针交叉抵触的测试头组件；所述测试模组用于在步进电机指针按特定转速转动且与测试头组件分离后的惯性下，其再次与测试头组件发生交叉碰撞瞬间，根据碰撞力度采集步进电机的力矩。
3.根据权利要求2所述的汽车仪表步进电机力矩测试装置，其特征在于，所述定位模组包括：
两个平行设置在底座上表面的且相互平行的第一滑杆；
两个平行设置且分别同时套接所述第一滑杆的第一套管，所述第一套管的两端分别用第一连接杆连接并成“口”状；
两个平行设置的第二连接杆，所述第二连接杆的两端分别形成可套接在所述第一连接杆上的第二套管；以及
桥接在所述两个第二连接杆上方的、用于固定步进电机的固定板。
4.根据权利要求3所述的汽车仪表步进电机力矩测试装置，其特征在于，所述测试模组包括一可罩设在底座上方的保护罩，所述保护罩的外侧壁上形成有一可套设并沿定位轴上下滑动的调节套筒，所述保护罩内腔的顶部设置有一扭杆方向朝向步进电机、且与步进电机同轴的力矩传感器，所述力矩传感器的扭杆上设置有一用于与步进电机的指针接触的测试头组件。
5.根据权利要求4所述的汽车仪表步进电机力矩测试装置，其特征在于，所述测试头组件大致呈倒“7”状，其包括一可与力矩传感器扭杆套接并同轴的定位杆，所述定位杆的下方端部垂直设置有一横向的转动杆，所述转动杆的一端垂直向下形成一垂直的测试针。
6.根据权利要求5所述的汽车仪表步进电机力矩测试装置，其特征在于，所述第一套管上设置有停止其在所述第一滑杆上横向往返滑动的第一锁滑螺丝，所述第二套管上形成有用于停止其在所述第一连接杆上横向往返滑动的第二锁滑螺丝，所述调节套筒上形成有用于停止其在所述定位轴上上下往返滑动的第三锁滑螺丝。
7.根据权利要求2至6任一项所述的汽车仪表步进电机力矩测试装置，其特征在于，所述控制模组为计算机，所述计算机内设置有Labview开发环境。
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