CN112461110A - 一种ssi编码器的测试工具 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种SSI编码器的测试工具，涉及SSI编码器领域，包括电机、联轴器、上位机软件和执行单元；所述执行单元包括型号为STM32H750的单片机、报警器和型号为MAX485的通信接口芯片；所述联轴器与所述电机轴伸端通过过盈配合连接到一起，所述SSI编码器轴伸端与联轴器固定连接。该测试工具通用性强，电路简单，成本低廉，并可自动记录，自动判断，既节约了人工提高了数据的正确度又方便数据的保存和查询。

Description

一种SSI编码器的测试工具
技术领域
本发明涉及SSI编码器领域，特别涉及一种SSI编码器的测试工具。
背景技术
随着科学技术的不断发展，我国工业自动化行业得到了长远的发展，带动了配套零件的不断革新。其中，在电机精确运行的过程中，SSI编码器起到了举足轻重的作用。工作时，电机带动SSI编码器高速旋转，SSI编码器把角位移或直线位移转换成电信号，进而反馈给控制器，SSI编码器所检测到的值直接影响了电机的运行。所以在安装之前需要测试SSI编码器的性能。
在传统的SSI编码器测试方法中，需要人工观察SSI编码器仪表里所显示的数值和示波器所呈现的波形来判断。显而易见，这种方法存在以下不足之处：记录容易出错、需要消耗大量的人力和物力、一次只能测试一个SSI编码器并且还只能判断SSI编码器中明显不正常的数值。此外，以往待测SSI编码器与电机的连接方式是通过螺丝与联轴器固定，更换SSI编码器时，首先需要拆卸螺丝，然后再更换新的SSI编码器，此方法过于繁琐，不易于工业应用。
有鉴于此，如何解决上述现有技术存在的不足，是本发明主要研究的课题。
发明内容
针对现有技术中的不足，本发明目的是提供一种SSI编码器的测试工具，解决了以往测试方法中对SSI编码器检测需要消耗大量人力、物力等问题。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种SSI编码器的测试工具，针对被测试的SSI编码器，包括电机、联轴器、上位机软件和执行单元；所述执行单元包括型号为STM32H750的单片机、报警器和型号为MAX485的通信接口芯片；
所述联轴器与所述电机轴伸端通过过盈配合连接到一起，所述SSI编码器轴伸端与联轴器固定连接；
所述单片机的输出电路中包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、光电耦合器、第一三极管、第二三极管和双触点继电器，该单片机引脚32与所述第一报警器相连，引脚30与所述第二报警器相连，所述第一报警器和第二报警器用于提示所测SSI编码器是否合格；所述单片机引脚23分出两条支路，一条支路通过第一电阻与第一测试脚相连与SSI编码器的引脚8相连，另一条支路通过第十电阻接地，该单片机引脚25分出两条支路，一条支路通过第二电阻与第二测试脚相连与SSI编码器的引脚9相连，另一条支路通过第十一电阻接地，单片机引脚29分出两条支路，一条支路通过第三电阻与第三测试脚相连与SSI编码器的引脚10相连，另一条支路通过第十二电阻接地；所述单片机引脚35与所述第一通信接口芯片引脚4相连，单片机引脚91与所述第二通信接口芯片引脚1相连；所述单片机引脚93通过第四电阻、光电耦合器及第五电阻与第四测试脚相连与SSI编码器的引脚5相连；该单片机引脚96通过第七电阻与第一三极管的基极相连，第一三极管发射极接地，第一三极管的集电极通过双触点继电器的控制线圈与电源相连；所述单片机引脚31通过第六电阻与第二三极管的基极相连，第二三极管的发射极接地，第二三极管的集电极与双触点继电器的双触点相连；
所述第一通信接口芯片的引脚6与第五测试脚相连与SSI编码器的引脚3相连，第一通信接口芯片的引脚7与第六测试脚相连与SSI编码器的引脚7相连，第二通信接口芯片的引脚6与第七测试脚相连与SSI编码器的引脚4相连，第二通信接口芯片的引脚7与第八测试脚相连与SSI编码器的引脚6相连，第一通信接口芯片的引脚5接地，第二通信接口芯片的引脚2、引脚3和引脚5均接地；
所述上位机软件通过串口通讯与单片机相连用于实现测试数据的采集和保存。
在测试状态下，所述被测试的SSI编码器引脚8与所述第一测试脚相连，SSI编码器引脚9与所述第二测试脚相连，SSI编码器引脚10与所述第三测试脚相连，SSI编码器引脚5与所述第四测试脚相连，SSI编码器引脚3与所述第五测试脚相连，SSI编码器引脚7与所述第六测试脚相连，SSI编码器引脚4与所述第七测试脚相连，SSI编码器引脚6与所述第八测试脚相连。
上述技术方案中的有关内容解释如下：
1．上述方案中，所述测试工具中还包括O型圈，该O型圈安装在联轴器内O型圈槽内，所述SSI编码器轴伸端通过联轴器内的O型圈与联轴器相固定。通过加入O型圈，可使待测SSI编码器快速安装与拆卸，且连接可靠，不易打滑。
2．上述方案中，所述SSI编码器安装座用4颗第一螺栓固定在SSI编码器安装平台上，通过止口保证同轴度，所述电机通过2颗第二螺栓固定在SSI编码器安装平台下方。
3．上述方案中，所述SSI编码器安装平台上设有10个SSI编码器安装座，可同时测试10个以内的SSI编码器。
4．上述方案中，所述单片机通过2个通信接口芯片与SSI编码器相连接，主要为了传输时钟信号，所述单片机通过一个光点耦合器与SSI编码器相连接，主要为了对SSI编码器测试时进行复位操作。
5．上述方案中，所述单片机通过一个双触点继电器与电机相连，主要为了通过改变触点连接方式来实现电机的正反转。
6．上述方案中，所述上位机软件设置测试SSI编码器的总循环次数、SSI编码器单圈值、多圈值、增量值和电机转速，SSI编码器安装好以后，测试方式按正转满量程再反转满量程。
7．上述方案中，所述单片机可进行判断针对待测SSI编码器实际读取的值与计算值是否在偏差范围内。
8. 上述方案中，所述SSI编码器的供电电压在12V～24V范围内，光电耦合器、通信接口芯片、双触点继电器及报警器均采用5V独立电源供电。
由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列优点和效果：本发明提供一种SSI编码器的测试工具，由上位机软件和下位机通讯组成。上位机软件可完成数据的采集保存等一系列的功能来取代现有技术中人工记录数据，并且能自动判断测试的值是否合格，不合格时通过指示灯报警。用STM32H750单片机做主控制器，负责读取SSI编码器的绝对值和增量信号。该测试工具可以同时测试10个SSI编码器，并使用O型圈将SSI编码器与联轴器相固定以取代传统方法中使用螺丝固定，通用性强，电路简单，更改通讯协议后可以适用所有SSI编码器，SSI编码器测试时可以快速安装。
附图说明
附图1为本发明一种SSI编码器的测试工具的工作电路图；
附图2为本发明同时测试10个SSI编码器状态图；
附图3为本发明SSI编码器与电机连接结构图；
以上附图中：U1、单片机；U2、第一通信接口芯片；U3、第二通信接口芯片；D1、第一报警器；D2、第二报警器；D3、第三二极管；D4、第四二极管；G1、光电耦合器；K1、双触点继电器；V1、第一三极管；V2、第二三极管；R1、第一电阻；R2、第二电阻；R3、第三电阻；R4、第四电阻；R5、第四电阻；R6、第四电阻；R7、第四电阻；R8、第四电阻；R9、第四电阻；R10、第四电阻；R11、第一电阻；R12、第二电阻；1、电机；2、SSI编码器；3、第一螺栓；4、SSI编码器安装座；5、O型圈；6、SSI编码器安装平台；7、联轴器；8、第二螺栓。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：
实施例：一种SSI编码器的测试工具
如图1～图3所示，针对被测试的SSI编码器2，包括电机1、联轴器7、上位机软件和执行单元；所述执行单元包括型号为STM32H750的单片机U1、报警器和型号为MAX485的通信接口芯片。
所述联轴器7与所述电机1轴伸端通过过盈配合连接到一起，所述SSI编码器2轴伸端与联轴器7固定连接。
测试时，所述单片机U1的输出电路中包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、光电耦合器G1、第一三极管V1、第二三极管V2和双触点继电器K1，该单片机U1引脚32与所述第一报警器D1相连，引脚30与所述第二报警器D2相连，所述第一报警器D1和第二报警器D2用于提示所测SSI编码器2是否合格；所述单片机U1引脚23分出两条支路，一条支路通过第一电阻R1与SSI编码器2的引脚8相连，另一条支路通过第十电阻R10接地，该单片机U1引脚25分出两条支路，一条支路通过第二电阻R2与SSI编码器2的引脚9相连，另一条支路通过第十一电阻R11接地，单片机U1引脚29分出两条支路，一条支路通过第三电阻R3与SSI编码器2的引脚10相连，另一条支路通过第十二电阻R12接地；所述单片机U1引脚35与所述第一通信接口芯片U2引脚4相连，单片机U1引脚91与所述第二通信接口芯片U3引脚1相连；所述单片机U1引脚93通过第四电阻R4、光电耦合器G1及第五电阻R5与SSI编码器2的引脚5相连；该单片机U1引脚96通过第七电阻R7与第一三极管V1的基极相连，第一三极管V1发射极接地，第一三极管V1的集电极通过双触点继电器K1的控制线圈与电源相连；所述单片机U1引脚31通过第六电阻R6与第二三极管V2的基极相连，第二三极管V2的发射极接地，第二三极管V2的集电极与双触点继电器K1的双触点相连；
所述第一通信接口芯片U2的引脚6与SSI编码器2的引脚3相连，第一通信接口芯片U2的引脚7与SSI编码器2的引脚7相连，第二通信接口芯片U3的引脚6与SSI编码器2的引脚4相连，第二通信接口芯片U3的引脚7与SSI编码器2的引脚6相连，第一通信接口芯片U2的引脚5接地，第二通信接口芯片U3的引脚2、引脚3和引脚5均接地；
所述上位机软件通过串口通讯与单片机U1相连用于实现测试数据的采集和保存。
第一报警器D1通过第八电阻R8与外置5V电源连接，第二报警器D2通过第九电阻R9与外置5V电源连接。
本实施例所述测试工具还包括SSI编码器安装座4和SSI编码器安装平台6，所述SSI编码器安装座4用4颗第一螺栓3固定在所述SSI编码器安装平台6上，通过止口保证同轴度，SSI编码器安装平台6上共设有10个SSI编码器安装座4，一次可测试1～10个SSI编码器（见图2）。所述电机1通过2颗第二螺栓8固定在SSI编码器安装平台6下方，该测试工具还包括O型圈5，该O型圈5安装在联轴器7内O型圈槽内。测试时SSI编码器2从SSI编码器安装座4上方安装到SSI编码器安装座4上，SSI编码器2轴伸端通过联轴器7内的O型圈5与联轴器7固定在一起（见图3）。
SSI编码器2安装好以后测试按正转满量程再反转满量程，可以在上位机设置测试的总循环次数，单片机U1与SSI编码器2的通讯速率为1兆，前后读取两个值的时间为50us，电机1转速可以在上位机上设置，正常设置1000转，也就是说SSI编码器2转速为1000转每格50us读取一个值，然后前后对比这两个值，SSI编码器2单圈的值为8192，这样根据公式：步进值=8192*1000/60*0.00005公式中8192位SSI编码器的单圈值，1000为转速，60为1分钟的秒数，0.00005为两个数据的间隔时间单位秒，这样计算可以得到每格50us的增加的值为6.82，然后由单片机U1进行判断每格50us读取的值与计算的值是否在偏差范围，偏差值可以在上位机设置，实际偏差值=实际读取的值-计算值。
所述第一报警器D1和第二报警器D2均采用发光二极管，所述电机采用直流电机，SSI编码器所能接收的电压值在12V～24V范围内，该直流电机与SSI编码器均采用17V供电，光电耦合器、通信接口芯片、双触点继电器及报警器均采用5V独立电源供电。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种SSI编码器的测试工具，针对被测试的SSI编码器（2），包括电机（1）和联轴器（7）；其特征在于：所述SSI编码器的测试工具还包括上位机软件和执行单元；所述执行单元包括型号为STM32H750的单片机（U1）、报警器和型号为MAX485的通信接口芯片，该通信接口芯片由第一通信接口芯片（U2）和第二通信接口芯片（U3）组成，所述报警器由第一报警器（D1）和第二报警器（D2）组成；
所述联轴器（7）与所述电机（1）轴伸端通过过盈配合连接到一起，该联轴器（7）与所述SSI编码器（2）轴伸端固定连接；
所述单片机（U1）的输出电路中包括第一电阻（R1）、第二电阻（R2）、第三电阻（R3）、第四电阻（R4）、第五电阻（R5）、第六电阻（R6）、第七电阻（R7）、光电耦合器（G1）、第一三极管（V1）、第二三极管（V2）和双触点继电器（K1），该单片机（U1）引脚32与所述第一报警器（D1）相连，引脚30与所述第二报警器（D2）相连，所述第一报警器（D1）和第二报警器（D2）用于提示所测SSI编码器（2）是否合格；所述单片机（U1）引脚23分出两条支路，一条支路通过第一电阻（R1）与第一测试脚相连，另一条支路通过第十电阻（R10）接地，该单片机（U1）引脚25分出两条支路，一条支路通过第二电阻（R2）与第二测试脚相连，另一条支路通过第十一电阻（R11）接地，单片机（U1）引脚29分出两条支路，一条支路通过第三电阻（R3）与第三测试脚相连，另一条支路通过第十二电阻（R12）接地；所述单片机（U1）引脚35与所述第一通信接口芯片（U2）引脚4相连，单片机（U1）引脚91与所述第二通信接口芯片（U3）引脚1相连；所述单片机（U1）引脚93通过第四电阻（R4）、光电耦合器（G1）及第五电阻（R5）与第四测试脚相连；该单片机（U1）引脚96通过第七电阻（R7）与第一三极管（V1）的基极相连，第一三极管（V1）发射极接地，第一三极管（V1）的集电极通过双触点继电器（K1）的控制线圈与电源相连；所述单片机（U1）引脚31通过第六电阻（R6）与第二三极管（V2）的基极相连，第二三极管（V2）的发射极接地，第二三极管（V2）的集电极与双触点继电器（K1）的双触点相连；
所述第一通信接口芯片（U2）的引脚6与第五测试脚相连，第一通信接口芯片（U2）的引脚7与第六测试脚相连，第二通信接口芯片（U3）的引脚6与第七测试脚相连，第二通信接口芯片（U3）的引脚7与第八测试脚相连，第一通信接口芯片（U2）的引脚5接地，第二通信接口芯片（U3）的引脚2、引脚3和引脚5均接地；
所述上位机软件通过串口通讯与单片机（U1）相连用于实现测试数据的采集和保存；
在测试状态下，所述被测试的SSI编码器（2）引脚8与所述第一测试脚相连，SSI编码器（2）引脚9与所述第二测试脚相连，SSI编码器（2）引脚10与所述第三测试脚相连，SSI编码器（2）引脚5与所述第四测试脚相连，SSI编码器（2）引脚3与所述第五测试脚相连，SSI编码器（2）引脚7与所述第六测试脚相连，SSI编码器（2）引脚4与所述第七测试脚相连，SSI编码器（2）引脚6与所述第八测试脚相连。
2.根据权利要求1所述的SSI编码器的测试工具，其特征在于：还包括O型圈（5），所述O型圈（5）安装在联轴器（7）内O型圈（5）槽内，所述SSI编码器（2）轴伸端通过联轴器（7）内的O型圈（5）与联轴器（7）相固定。
3.根据权利要求1所述的SSI编码器的测试工具，其特征在于：还包括SSI编码器安装座（4）和SSI编码器安装平台（6），所述SSI编码器安装座（4）用4颗第一螺栓（3）固定在所述SSI编码器安装平台（6）上，通过止口保证同轴度；所述电机（1）通过2颗第二螺栓（8）固定在SSI编码器安装平台（6）下方。
4.根据权利要求3所述的SSI编码器的测试工具，其特征在于：所述SSI编码器安装平台（6）上设有10个SSI编码器安装座（4），可同时测试10个以内的SSI编码器。
5.根据权利要求1所述的SSI编码器的测试工具，其特征在于：所述上位机软件设置测试SSI编码器（2）的总循环次数、SSI编码器单圈值、多圈值、增量值和电机（1）转速，测试方式按正转满量程再反转满量程。
6.根据权利要求1所述的SSI编码器的测试工具，其特征在于：应用所述单片机（U1）进行判断针对待测SSI编码器（2）实际读取的值与计算值是否在预设的偏差范围内。
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