CN209570666U - 一种步进电机驱动电路的检测装置及系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种步进电机驱动电路的检测装置及系统，其通过设置有电流电压转换模块将多路待测步进电机驱动电路的多路模拟电流信号转换成多路模拟电压信号，并通过多通道数据采集模块并行采集多路模拟电压信号后将其转换成多路数字电压信号，并将多路数字电压信号并行输出，从而可同时检测多路待测步进电机驱动电路，有利于提升检测效率以及降低检测成本。

Description

一种步进电机驱动电路的检测装置及系统

技术领域

本实用新型涉及驱动电路检测技术领域，尤其是涉及一种步进电机驱动电路的检测装置及系统。

背景技术

在步进电机驱动电路的设计中，一般通过检测步进电机驱动电路的输出接口的电流波形来判断步进电机驱动电路的功能是否符合要求。

现有技术中，一般通过示波器测量电机驱动电路的输出波形。由于驱动电路的输出为电流信号，因此需要将其转换为电压信号后再输入示波器进行测量。其中，电流电压的转换方式主要有以下两种：1、通过示波器电流探头测量线圈电流曲线(霍尔原理)；2、通过在驱动电路电流回路中串联小电阻，通过测试小电阻两端电压的方式，间接得到驱动电路电流曲线(欧姆定律)。

但在多路驱动电路测试时，则需要通过设计(或选型)一块切换板卡将多路电机驱动电路切换至一路输出，或是选用多通道的示波器，前者的测试效率较低，而后者也会使得成本增加，且通道数量也会受限在较低的范围。

实用新型内容

本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的是提供一种可多路并行检测的、高效的步进电机驱动电路的检测装置。

为此，本实用新型的第二个目的是提供一种可多路并行检测的、高效的步进电机驱动电路检测系统。

本实用新型所采用的技术方案是：

第一方面，本实用新型提供一种步进电机驱动电路的检测装置，其包括：

电流电压转换模块，用于获取对应于多路待测步进电机驱动电路的多路模拟电流信号，并将所述多路模拟电流信号分别转换成多路模拟电压信号；

多通道数据采集模块，用于并行采集所述多路模拟电压信号，并将所述多路模拟电压信号转换为多路数字电压信号后并行输出，以对所述多路数字电压信号进行分析。

进一步地，所述多通道数据采集模块包括并行采集模块、模/数转换模块和并行输出模块，所述并行采集模块、所述模/数转换模块和所述并行输出模块依次连接。

进一步地，所述多通道数据采集模块为DAQ6254采集卡。

进一步地，所述电流电压转换模块包括对应于所述多路待测步进电机驱动电路的多个电机等效阻抗模块和多个电流电压转换子模块；各路所述待测步进电机驱动电路的输出端分别通过所述电机等效阻抗模块与相应的电流电压转换子模块的输入端连接，所述电流电压转换子模块的输出端均连接至所述多通道数据采集模块。

进一步地，所述待测步进电机驱动电路为二相步进电机驱动电路，对应的，所述电流电压转换子模块包括第一电流电压转换芯片和第二电流电压转换芯片，所述电机等效阻抗模块包括第一等效阻抗电路和第二等效阻抗电路；所述二相步进电机驱动电路的A相输出端通过对应的所述的第一等效阻抗电路连接至所述第一电流电压转换芯片的输入端，所述二相步进电机驱动电路的B相输出端通过对应的所述第二等效阻抗电路连接至所述第二电流电压转换芯片的输入端，所述第一电流电压转换芯片的输出端连接至所述多通道数据采集模块的输入端，所述第二电流电压转换芯片的输出端也连接至所述多通道数据采集模块的输入端。

进一步地，所述第一电流电压转换芯片和第二电流电压转换芯片均为ACS7**系列芯片。

进一步地，所述第一等效阻抗电路包括第一等效电阻和第一等效电感，所述第二等效阻抗电路包括第二等效电阻和第二等效电感，所述第一电流电压转换芯片和所述第二电流电压转换芯片均为ACS712芯片；

所述第一电流电压转换芯片的第一、第二正输入端连接后与所述第一等效电感的一端连接，所述第一等效电感的另一端与所述第一等效电阻的一端连接，所述第一等效电阻的另一端与所述二相步进电机驱动电路的A相线圈电流信号的正输出端连接，所述第一电流电压转换芯片的第一、第二负输入端连接后与所述二相步进电机驱动电路的A相线圈电流信号的负输出端连接；

所述第二电流电压转换芯片的第一、第二正输入端连接后与所述第二等效电感的一端连接，所述第二等效电感的另一端与所述第二等效电阻的一端连接，所述第二等效电阻的另一端与所述二相步进电机驱动电路的B相线圈电流信号的正输出端连接，所述第二电流电压转换芯片的第一、第二负输入端连接后与所述二相步进电机驱动电路的B相线圈电流信号的负输出端连接。

第二方面，本实用新型提供一种步进电机驱动电路的检测系统，其包括工控机以及所述的步进电机驱动电路的检测装置；所述步进电机驱动电路的检测装置与所述工控机相连接，所述工控机用于接收所述多通道数据采集模块输出的多路数字电压信号，并分析所述多路数字电压信号的波形数据，判断所述步进电机驱动电路是否符合要求。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型中一种步进电机驱动电路的检测装置，其通过设置有电流电压转换模块将多路待测步进电机驱动电路的多路模拟电流信号转换成多路模拟电压信号，并通过多通道数据采集模块并行采集多路模拟电压信号后将其转换成多路数字电压信号，并将多路数字电压信号并行输出，从而可同时检测多路待测步进电机驱动电路，有利于提升检测效率以及降低检测成本。

本实用新型的第二个有益效果是：

本实用新型中一种步进电机驱动电路的检测系统，其通过设置所述的步进电机驱动电路的检测装置并行采集多路待测步进电机驱动电路的多路模拟电流信号并转化成多路数字电压信号后并行输出至工控机，工控机根据多路数字电压信号的波形数据，判断多路待测步进电机驱动电路是否符合要求，从而可同时检测多路待测步进电机驱动电路，有利于提升检测效率以及降低检测成本。

附图说明

图1是本实用新型实施例的一种步进电机驱动电路的检测方法的流程示意图；

图2是本实用新型中一种步进电机驱动电路检测系统的一具体实施例模块框图；

图3是本实用新型中一种步进电机驱动电路检测系统中具有2个电流电压转换子模块时电流电压转换模块的一具体实施例电路图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

如图2所示，本实用新型实施例提供了一种步进电机驱动电路的检测系统，其包括步进电机驱动电路检的测装置和工控机；其中，步进电机驱动电路的检测装置包括电流电压转换模块和多通道数据采集模块，电流电压转换模块用于将对应于多路待测步进电机驱动电路的多路模拟电流信号转换成多路模拟电压信号，多通道数据采集模块用于并行采集多路上述模拟电压信号，并将该多路模拟电压信号转换为多路数字电压信号后并行传输至工控机，工控机用于接收多通道数据采集模块并行输出的多路数字电压信号，并分析多路数字电压信号的波形数据，判断待测步进电机驱动电路是否符合要求。由此，通过将多路待测步进电机驱动电路的多路模拟电流信号转换成多路数字电压信号，再并行采集该多路数字电压信号进行处理和判断，则可同时检测多路待测步进电机驱动电路，有利于提升检测效率和降低检测成本。

本申请的多通道数据采集模块可包括并行采集模块、模/数转换模块和并行输出模块，并行采集模块、模/数转换模块和并行输出模块依次连接；其中，并行采集模块连接上述电流电压转换模块的输出端，用于并行采集电流电压转换模块所输出的多路模拟电压信号；模/数转换模块(即A/D转换模块)用于将该多路模拟电压信号转换为多路数字电压信号；并行输出模块连接工控机，用于将上述多路数字电压信号并行输出至工控机进行检测。此外，本申请的电流电压转换模块包括对应于多路待测步进电机驱动电路的多个电机等效阻抗模块和多个电流电压转换子模块，如图2所示，多个电流电压转换子模块包括第一电流电压转换子模块……第N电流电压转换子模块等；各路待测步进电机驱动电路的输出端分别通过电机等效阻抗模块与相应的电流电压转换子模块的输入端连接，每一所述电流电压转换子模块的输出端均连接至所述多通道数据采集模块。上述电机等效阻抗模块用于模拟步进电机线圈的电气参数。

其中，待测步进电机驱动电路可为二相步进电机驱动电路，对应的，电流电压转换子模块可包括第一电流电压转换芯片和第二电流电压转换芯片，电机等效阻抗模块可包括第一等效阻抗电路和第二等效阻抗电路；二相步进电机驱动电路的A相输出端通过第一等效阻抗电路连接至第一电流电压转换芯片的输入端，二相步进电机驱动电路的B相输出端通过第二等效阻抗电路连接至第二电流电压转换芯片的输入端，第一电流电压转换芯片的输出端连接至多通道数据采集模块的输入端，第二电流电压转换芯片的输出端也连接至多通道数据采集模块的输入端。此外，上述第一电流电压转换芯片和第二电流电压转换芯片均可以为ACS7**系列芯片。

参照图2和图3，在本实施例中，多通道数据采集模块可为DAQ6254采集卡；第一电流电压转换芯片和第二电流电压转换芯片均可采用ACS712芯片。如图3所示，其示出了两路二相待测步进电机驱动电路，第一路二相待测步进电机驱动电路依次连接有第一电机等效阻抗模块和第一电流电压转换子模块，第二路二相待测步进电机驱动电路依次连接有第二电机等效阻抗模块和第二电流电压转换子模块。第一电流电压转换子模块包括ACS712芯片U1和ACS712芯片U2，第一电机等效阻抗模块包括第一等效阻抗电路和第二等效阻抗电路，第一等效阻抗电路包括第一等效电阻R1和第一等效电感L1，第二等效阻抗电路包括第二等效电阻R2和第二等效电感L2；第二电流电压转换子模块包括ACS712芯片U3和ACS712芯片U4，第二电机等效阻抗模块包括第三等效阻抗电路和第四等效阻抗电路，第三等效阻抗电路包括第三等效电阻R3和第三等效电感L3，第四等效阻抗电路包括第四等效电阻R4和第四等效电感L4。

具体的，J1为第一路二相待测步进电机驱动电路的输出接口，ACS712芯片U1的第一、第二正输入端连接后与第一等效电感L1的一端连接，第一等效电感L1的另一端与第一等效电阻R1的一端连接，第一等效电阻R1的另一端与第一路待测步进电机驱动电路的A相线圈电流信号的正输出端连接，ACS712芯片U1的第一、第二负输入端连接后与第一路待测步进电机驱动电路的A相线圈电流信号的负输出端连接；ACS712芯片U2的第一、第二正输入端连接后与第二等效电感L2的一端连接，第二等效电感L2的另一端与第二等效电阻R2的一端连接，第二等效电阻R2的另一端与第一路待测步进电机驱动电路的B相线圈电流信号的正输出端连接，ACS712芯片U2的第一、第二负输入端连接后与第一路待测步进电机驱动电路的B相线圈电流信号的负输出端连接；J2为第二路待测步进电机驱动电路的输出接口，ACS712芯片U3的第一、第二正输入端连接后与第三等效电感L3的一端连接，第三等效电感L3的另一端与第三等效电阻R3的一端连接，第三等效电阻R3的另一端与第二路待测步进电机驱动电路的A相线圈电流信号的正输出端连接，ACS712芯片U3的第一、第二负输入端连接后与第二路待测步进电机驱动电路的A相线圈电流信号的负输出端连接；ACS712芯片U4的第一、第二正输入端连接后与第四等效电感L4的一端连接，第四等效电感L4的另一端与第四等效电阻R4的一端连接，第四等效电阻R4的另一端与第二路待测步进电机驱动电路的B相线圈电流信号的正输出端连接，ACS712芯片U4的第一、第二负输入端连接后与第二路待测步进电机驱动电路的B相线圈电流信号的负输出端连接。ACS712芯片U1ACS712芯片U2、ACS712芯片U3和ACS712芯片U4的输出端分别与DAQ6254采集卡的输入端连接，以将第一路待测步进电机驱动电路的A相线圈对应的电压信号和B相线圈的电压信号以及第二路待测步进电机驱动电路的A相线圈对应的电压信号和B相线圈的电压信号分别传输至DAQ6254采集卡的输入接口J3。

基于上述的技术方案，当待测电路为两路二相步进电机驱动电路时，第一路待测步进电机驱动电路的A相线圈电流信号输出端连接第一等效阻抗电路后接入ACS712芯片U1，ACS712芯片U1输出对应于第一路待测步进电机驱动电路的A相线圈电流信号的模拟电压信号，第一路步进电机驱动电路的B相线圈电流信号输出端连接第二等效阻抗电路后接入ACS712芯片U2，ACS712芯片U2输出对应于第一路步进电机驱动电路的B相线圈电流信号的模拟电压信号；第二路步进电机驱动电路的A相线圈电流信号输出端连接第三等效阻抗电路后接入ACS712芯片U3，ACS712芯片U3输出对应于第二路步进电机驱动电路的A相线圈电流信号的模拟电压信号，第二路步进电机驱动电路的B相线圈电流信号输出端连接第四等效阻抗电路后接入ACS712芯片U4，ACS712芯片U4输出对应于第二路步进电机驱动电路的B相线圈电流信号的模拟电压信号；DAQ6254采集卡按照预设的采样率并行采集ACS712芯片U1输出的对应于第一路待测步进电机驱动电路的A相线圈电流信号的模拟电压信号、ACS712芯片U2输出的对应于第一路步进电机驱动电路的B相线圈电流信号的模拟电压信号、ACS712芯片U3输出的对应于第二路步进电机驱动电路的A相线圈电流信号的模拟电压信号和ACS712芯片U4输出对应于第二路步进电机驱动电路的B相线圈电流信号的模拟电压信号，并将采集到的4路模拟电压信号转换为4路数字电压信号后传输至工控机，工控机分析该4路数字电压信号的波形数据，判断第一路待测步进电机驱动电路和第二路待测步进电机驱动电路是否符合要求。

需要说明的是，本申请可根据待测步进电机驱动电路的数量及类型(如二相步进电机、三相步进电机等)相应的增加电流电压转换子模块和电机等效阻抗模块的数量即能实现多路并行检测的效果，这种变换或这种相应类型的变换均属于本实用新型创造的保护范围。

如图1所示，本实施例中还提供一种步进电机驱动电路的检测方法，其包括以下步骤：

S1、获取对应于多路待测步进电机驱动电路的多路模拟电流信号，并将所述多路模拟电流信号分别转换成多路模拟电压信号；

S2、并行采集所述多路模拟电压信号，并将所述多路模拟电压信号转换为多路数字电压信号后并行输出，以对所述多路数字电压信号进行分析。

其中，所述步骤S1具体包括：将上述多路模拟电流信号分别对应通过多个电机等效阻抗模块，再将该多路模拟电流信号分别转换为多路模拟电压信号；上述步骤S2具体包括：利用多通道数据采集模块按照预设采样率并行采集上述多路模拟电压信号，并将上述多路模拟电压信号分别转换为多路数字电压信号后输出至工控机。

此外，在所述步骤S2之后，上述方法还包括：利用工控机分析上述多路数字电压信号的波形数据，以判断该多路待测步进电机驱动电路是否符合要求。

本实用新型的步进电机驱动电路的检测方法与上述的步进电机驱动电路的检测系统实现的过程原理可相互参照对应，在此不做过多赘述。

综上，本实用新型解决了现有技术中对步进电机驱动电路无法进行多路并行检测且效率低的技术问题，提供了一种可多路并行检测的、高效低成本的步进电机驱动电路的检测方法、装置及系统。

应当理解的是，本申请中采用术语“第一”、“第二”等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语，这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本申请范围的情况下，“第一”电流电压转换子模块也可以被称为“第二”电流电压转换子模块，类似的，“第二”电流电压转换子模块也可以被称为“第一”电流电压转换子模块。总之，术语“第一”、“第二”等并不构成对同一类型的信息在数量和顺序上的限制。

以上是对本实用新型的较佳实施进行了具体说明，但本实用新型创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可做出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (8)

1.一种步进电机驱动电路的检测装置，其特征在于，包括：

电流电压转换模块，用于获取对应于多路待测步进电机驱动电路的多路模拟电流信号，并将所述多路模拟电流信号分别转换成多路模拟电压信号；

多通道数据采集模块，用于并行采集所述多路模拟电压信号，并将所述多路模拟电压信号转换为多路数字电压信号后并行输出，以对所述多路数字电压信号进行分析。

2.根据权利要求1所述的步进电机驱动电路的检测装置，其特征在于，所述多通道数据采集模块包括并行采集模块、模/数转换模块和并行输出模块，所述并行采集模块、所述模/数转换模块和所述并行输出模块依次连接。

3.根据权利要求1所述的步进电机驱动电路的检测装置，其特征在于，所述多通道数据采集模块为DAQ6254采集卡。

4.根据权利要求1至3任一项所述的步进电机驱动电路的检测装置，其特征在于，所述电流电压转换模块包括对应于所述多路待测步进电机驱动电路的多个电机等效阻抗模块和多个电流电压转换子模块；各路所述待测步进电机驱动电路的输出端分别通过所述电机等效阻抗模块与相应的电流电压转换子模块的输入端连接，所述电流电压转换子模块的输出端均连接至所述多通道数据采集模块。

5.根据权利要求4所述的步进电机驱动电路的检测装置，其特征在于，所述待测步进电机驱动电路为二相步进电机驱动电路，对应的，所述电流电压转换子模块包括第一电流电压转换芯片和第二电流电压转换芯片，所述电机等效阻抗模块包括第一等效阻抗电路和第二等效阻抗电路；所述二相步进电机驱动电路的A相输出端通过对应的所述的第一等效阻抗电路连接至所述第一电流电压转换芯片的输入端，所述二相步进电机驱动电路的B相输出端通过对应的所述第二等效阻抗电路连接至所述第二电流电压转换芯片的输入端，所述第一电流电压转换芯片的输出端连接至所述多通道数据采集模块的输入端，所述第二电流电压转换芯片的输出端也连接至所述多通道数据采集模块的输入端。

6.根据权利要求5所述的步进电机驱动电路的检测装置，其特征在于，所述第一电流电压转换芯片和第二电流电压转换芯片均为ACS7**系列芯片。

7.根据权利要求6所述的步进电机驱动电路的检测装置，其特征在于，所述第一等效阻抗电路包括第一等效电阻和第一等效电感，所述第二等效阻抗电路包括第二等效电阻和第二等效电感，所述第一电流电压转换芯片和所述第二电流电压转换芯片均为ACS712芯片；

所述第一电流电压转换芯片的第一、第二正输入端连接后与所述第一等效电感的一端连接，所述第一等效电感的另一端与所述第一等效电阻的一端连接，所述第一等效电阻的另一端与所述二相步进电机驱动电路的A相线圈电流信号的正输出端连接，所述第一电流电压转换芯片的第一、第二负输入端连接后与所述二相步进电机驱动电路的A相线圈电流信号的负输出端连接；

所述第二电流电压转换芯片的第一、第二正输入端连接后与所述第二等效电感的一端连接，所述第二等效电感的另一端与所述第二等效电阻的一端连接，所述第二等效电阻的另一端与所述二相步进电机驱动电路的B相线圈电流信号的正输出端连接，所述第二电流电压转换芯片的第一、第二负输入端连接后与所述二相步进电机驱动电路的B相线圈电流信号的负输出端连接。

8.一种步进电机驱动电路的检测系统，其特征在于，包括工控机以及如权利要求1至7任一项所述的步进电机驱动电路的检测装置；所述步进电机驱动电路的检测装置与所述工控机相连接，所述工控机用于接收多通道数据采集模块输出的多路数字电压信号，并分析所述多路数字电压信号的波形数据，判断所述步进电机驱动电路是否符合要求。