智能电压传感器制造技术

一种智能电压传感器，应用于汽车、工程车辆和各种电压测量场合。包括单片计算机、电压放大器、集成稳压器、收发器、电源滤波保护器、外部接口Ｊ１和外部接口Ｊ２。外部接口Ｊ１输入的指令通过收发器传送给单片计算机；单片机接收到指令后，从电压放大器读取电压数据；所得数据暂存于单片机存储器中，经过处理后，将数据按发送到收发器；收发器将单片机发送来的数据发送到外部接口Ｊ１上；外部接口Ｊ２将外部电压输入到电压放大器；电源滤波保护器与外部电源连接，以实现滤波和电源反接保护功能；滤波和保护后的电源与集成稳压器和收发器连接；集成稳压器提供电源。该装置具有测量、数据处理能和故障检测功能，数字方式寻址，最多可以连接１６个传感器。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种广泛用于电压测量领域的智能型传感器，特别涉及一种智能电压传感器，属于计算机技术、通讯技术和测量技术相结合的产品。
技术介绍
目前汽车与工程车辆广泛使用的各种电压表普遍存在指示精度低、可靠性差的缺点。其电压显示或燃油显示是一个磁电式电表，在高量程和低量程时不能很好的起到指示作用。工程机械振动比较严重，所以这种仪表容易因振动疲劳而损坏。这些常用的传感器主要存在以下缺陷第一，高、低量程误差比较大，这是由其传感器结构所决定的。第二，需要耗费较多的有色金属，体积大、质量大且容易因材料老化而失效。第三，信号传输采用模拟方式，缺乏故障检测功能。第四，采用多个传感器时，需要复杂的线束连接各个传感器。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种可将传统的模拟电压信号转化成符合LIN总线标准协议的数字信号的智能电压传感器。为实现上述目的，本技术智能电压传感器，其特征在于包括单片计算机、电压放大器、集成稳压器、收发器、电源滤波保护器、外部接口J1和外部接口J2；单片计算机接受从外部接口J1并通过收发器发送来的指令，根据指令的要求，从电压放大器读取数据、或者进行系统故障检测，测量的数据暂存于单片计算机内部寄存器中，经过单片计算机处理后，通过收发器发送到外部接口J1上；电压放大器将外部接口J2输入的模拟电压，变换为适于单片计算机处理的电压信号，该电压信号输入单片计算机电路，模拟/数字转换；集成稳压器为单片计算机、电压放大器提供稳定的直流工作电源；收发器分别与外部接口J1、单片计算机连接，系统上电后唤醒电路使收发器处于待命状态，外部接口J1发送的指令通过收发器转换为单片计算机接受的数字指令，并为单片计算机所执行，执行的结果由单片计算机通过收发器发送到外部接口J1；电源滤波保护器用于防止电源反接，滤除外部干扰信号，为集成稳压器和收发器提供平稳的输入电源；外部接口J1为智能传感器提供能源并完成指令的输入和数据的输出功能；外部接口J2为放大器提供外部测量输入信号。根据所述的智能电压传感器，其特征在于单片计算机由单片计算机集成电路U1、上拉电阻R1、R2、滤波电容C4、C5、C6、C7和滤波电感L1组成。根据所述的智能电压传感器，其特征在于电压放大器由集成运算放大器U2、输入保护电路、低通滤波器、滤波电容和负载电阻组成，输入保护电路由电阻R3、R8和限幅二极管D1组成，低通滤波器由电阻R6、电容C3组成，负载电阻为电阻R7。根据所述的智能电压传感器，其特征在于集成稳压器由稳压集成电路U3和滤波电容C9构成。根据所述的智能电压传感器，其特征在于收发器由收发集成电路U4、唤醒电路、负载电路、与单片计算机的接口电路组成，电阻R10、电容C10构成唤醒电路，二极管D2和电阻R9构成负载电路。根据所述的智能电压传感器，其特征在于电源滤波保护器由保护二极管D3、电感L2、电容C8和电容C11构成，保护二极管D3采用肖特基二极管，电感L2、电容C8、电容C11组成L型滤波电路。根据所述的智能电压传感器，其特征在于外部接口J1由输入电源线、收发信号线LIN和地线组成。根据所述的智能电压传感器，其特征在于外部接口J2由输入电压信号线IN和地线组成。本专利技术与传统的电压传感器或燃油量传感器相比具有以下显著优点1、采用单片计算机进行电压检测，测量精度高。2、高、低量程情况下测量均准确。3、改变比例系数，一种传感器可以适用多种车型，降低生产研发成本。4、采用单片计算机后，可以实现对传感器系统的故障检测，也可以实现对传感器的数字校正。5、采用强抗干扰能力的数字信号收发电路，它可以接收外部接口输入的指令，并根据指令的规定向外部接口送出测量数据。6、采用一种新型的外部接口，使用三条导线作为传感器供电和传送信息的载体，可大大提高传感器可靠性。7、利用本专利技术可将最多16个传感器组成一个局域网络，在网络管理下实现多传感器数据融合。8、使用独立的地线，防止电瓶地线接触不良、马达开启和停止、发电机调节器损坏造成的瞬间高压对传感器的冲击。9、本装置可将传统的模拟电压信号转化成符合LIN总线标准协议的数字信号。以下结合附图进一步说明本技术的内容。附图说明图1为本技术的电路原理框图。图2为本技术的电路原理图。图3为本技术的单片计算机软件流程图。具体实施方式本技术的电路原理框图如图1所示，包括单片计算机、电压放大器、集成稳压器、收发器、电源滤波保护器、外部接口J1和外部接口J2。通过外部接口J1为智能电压传感器加12V电源以后，经过滤波保护器后，施加于集成稳压器和收发器上，在这个直流电源作用下，收发器唤醒电路工作，使收发器处于就绪状态；集成稳压器输出的稳定5V电压为单片计算机和电压放大器提供工作电源，单片计算机的内部复位电路工作，使其处于就绪状态，电压放大器经过外部接口J2输入的待测电压经过运算放大器放大后，输出到单片计算机的模拟/数字转换输入端。通过外部接口J1向收发器发送一个规定的指令；收发器响应输入的指令，将输入指令转换为单片计算机能够接受的指令，通过与单片计算机的接口电路，将该指令发送给单片计算机；单片计算机接收该指令，根据指令的要求，启动模拟/数字转换电路，将电压放大器输出的电压信号转换为二进制数字信号，并储存在单片计算机的内部存储器中，单片计算机根据指令对采集的电压数据进行处理，处理完毕后，通过与收发器的接口电路，将数据发送给收发器；收发器接收到单片计算机送来的数据后，将其进行电平转换，然后发送到外部接口J1上。利用智能电压传感器可以接收外部命令的特点，可以对传感器进行数字编址，利用三条导线(称为总线)将多个智能电压传感器(或相同结构的其它传感器)的外部接口连接起来，构成一个传感器网络；通过三根导线为所有智能电压传感器提供电源，读取智能电压传感器的指令含有编址信息，只有指令编址信息与智能电压传感器编址信息相同的传感器才响应指令，其它传感器仍然处于就绪状态。由于收发器驱动能力的限制，一般在一个传感器网络上最多可以接16个相同结构的智能电压传感器。本技术主要特点为外部接口J1输入的指令通过收发器传送给单片计算机；单片计算机接收到指令后，按设定的工作方式，从电压放大器读取电压数据；所得数据暂存于单片计算机存储器中，经过单片计算机处理后，将数据按规定的格式发送到收发器；收发器将单片计算机发送来的数据发送到外部接口J1上；外部接口J2将外部电压输入到电压放大器；电源滤波保护器与外部电源连接，以实现滤波和电源反接保护功能；滤波和保护后的电源与集成稳压器和收发器连接；集成稳压器输出的稳定直流压为单片计算机、电压放大器提供电源。该装置具有测量功能、数据处理功能和故障检测功能，数字方式寻址，在同一个控制结点中最多可以连接16个传感器，可广泛应用于汽车、工程车辆和各种电压测量场合。本技术的电路原理图如图2所示，包括单片计算机、电压放大器、集成稳压器、收发器、电源滤波保护器、外部接口J1和外部接口J2。单片计算机电路由单片计算机集成电路U1、电容C4、C5、C6、C7和电感L1组成。电容C4、C5、C6、C7为滤波电容；电感L1为滤波电感；集成稳压器送来的稳压直流电源经过VCC信号线，又经过电容C4和电容C5滤波后，加在单片计算机的电源本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种智能电压传感器，其特征在于：包括单片计算机、电压放大器、集成稳压器、收发器、电源滤波保护器、外部接口Ｊ１和外部接口Ｊ２；单片计算机接受从外部接口Ｊ１并通过收发器发送来的指令，根据指令的要求，从电压放大器读取数据、或者进行系统故障检测，测量的数据暂存于单片计算机内部寄存器中，经过单片计算机处理后，通过收发器发送到外部接口Ｊ１上；电压放大器将外部接口Ｊ２输入的模拟电压，变换为适于单片计算机处理的电压信号，该电压信号输入单片计算机电路，模拟／数字转换；集成稳压器为单片计算机、电压放大器提供稳定的直流工作电源；收发器分别与外部接口Ｊ１、单片计算机连接，系统上电后唤醒电路使收发器处于待命状态，外部接口Ｊ１发送的指令通过收发器转换为单片计算机接受的数字指令，并为单片计算机所执行，执行的结果由单片计算机通过收发器发送到外部接口Ｊ１；电源滤波保护器用于防止电源反接，滤除外部干扰信号，为集成稳压器和收发器提供平稳的输入电源；外部接口Ｊ１为智能传感器提供能源并完成指令的输入和数据的输出功能；外部接口Ｊ２为放大器提供外部测量输入信号。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈胜功，彭金明，温读夫，
申请(专利权)人：彭金明，
类型：实用新型
国别省市：37[中国|山东]