转速-时间显示测控仪制造技术

一种转速－时间显示测控仪，由机壳和设在机壳内的单片机、电源、输入信号处理电路、报警输出电路、电可擦存储电路、ＬＥＤ动态扫描显示控制及驱动电路、按键输入电路、与仪表相配套使用的传感器及仪表的前面板〔９〕、后面板〔１０〕组成。该仪表通过感应发动机点火线圈初级的电流脉冲波形来实现转速测量、转速超速报警及转速－时间曲线控制。（*该技术在2007年保护过期，可自由使用*）

Speed time display measuring and controlling instrument

A speed - time display instrument, is composed of a casing and a casing in MCU, power supply, input signal processing circuit, alarm output circuit, electrically erasable memory circuit, LED dynamic scanning display front panel, control and drive circuit, key input circuit, and the instrument matching sensor and instrument using the 9. The rear panel 10. The instrument realizes the speed measurement, the speed overspeed alarm and the speed time curve control by induction of the current pulse waveform of the engine ignition coil.

【技术实现步骤摘要】

一种转速-时间显示测控仪，属于检测仪器类，它是一种主要用于汽油发动机转速测量、转速超速报警及转速-时间曲线控制的数显仪表。该仪表可用于发动机台架试验、发动机生产自动检测、发动机试验室等场合。在汽车行业，发动机在出厂前都需要进行台架试验，以检验发动机的性能是否达到规定的要求。做台架试验时需要测量的一个重要数据就是发动机转速的稳定性。为此需对发动机的转速进行测量。目前，国内用于测量转速的仪表大多存在诸多问题，如无超速报警功能，当用户需要该功能时，需另配超速检测及报警装置；没有转速-时间程序控制功能，而该功能往往是发动机试验所必须具备的；传感器安装不便，如磁电式传感器需在发动机转轴上安装一个60齿的齿轮，而且传感头与齿轮的间距很小，且间距有严格要求；采样周期较长(多为1秒固定值)。因而测量和控制缺乏实时性；还有些仪表测量精度较低，显示不够稳定，体积、重量、功耗都较大，抗干扰性能欠佳，等等。虽然国外厂商已推出适用于汽油发动机的转速测控仪表。如日本小野测器的CT-651，它采用测量汽油发动机点火线圈初级或次级的点火电流脉冲的方法来测量转速。其传感器为一直流电流传感器，该传感器隔离性好、响应快，且安装时只需夹持于点火线圈初级或次级引线上即可，极为方便。该仪表测量精度高，抗干扰性好，有正比于转速的0-2V模拟电压输出用于转速控制(需报警时，用户要外配报警装置)。该仪表较国内仪表有较大改良，但其线路复杂、参数设置不便，且体积、重量、功耗都较大，无直接报警触点输出，无转速-时间程序控制功能等。另外价格也较贵。为了克服目前国内外转速测量仪表的缺点，本技术设计了一种全新的性能价格比优良的转速-时间测量显示控制仪。本技术的转速-时间测量显示控制仪以专用型单片机为核心，配以两线制串行接口电可擦存贮器。10MHz串行接口LED动态扫描显示控制驱动器、DC/DC高效隔离变换器、直流电流传感器、按键输入电路、输入信号处理电路、报警输出电路而构成。特编的仪表软件经精心设计并反复优化。仪表面板采用了薄膜面板。仪表外壳采用了国际标准的96×96注塑外壳。由于本仪表软硬件的优化组合及其优良的结构设计，使其具有硬件电路简单、功能强大和方便使用等优点。另外也使仪表具有高精度、高可靠、高性能价格比、智能化等优点。以下结合附图和最佳实施例对该技术仪表的具体结构详细说明。图一为本技术仪表的外观示意图。图二为本技术仪表的电路原理框图。由图可知，本技术仪表是由机壳1和设在机壳1表面上的前面板2、后面板3及布置在机壳1里的电可擦存储电路4、输入信号处理电路5、单片机电路6、LED动态扫描显示控制及驱动电路8、报警输出电路9、按键输入电路10、电源电路11构成。电可擦存储电路4、输出信号处理电路5、LED动态扫描显示控制及驱动电路8、报警输出电路9、按键输入电路10分别与单片机电路6相连，与LED动态扫描显示控制及驱动电路8连接有一8位LED显示器7。其中电可擦存储电路4用于设定参数的掉电保护，电路采用8脚二线制串行接口EEPROM芯片，大大节省了单片机的硬件开销，并可使电路简化，提高仪表的可靠性，另外也省去了定期更换电池的麻烦。配合软件还可实现方便地输入多组参数。采用输入信号处理电路5是由于传感器送来的信号幅度较低旦夹带有高频干扰及其它干扰成分，必须对其进行处理。本电路先对信号进行二级RC低通滤波，然后进行放大和施密特整形，最后通过光耦传输到单片机6，保证了仪表的准确测量，提高了仪表的抗干扰能力。所采用的单片机6芯片为20线高性能低功耗CMOS八位结构。内含2Kb可1000次电改写的闪速存储器，其数据可保存十年，另有128×8位RAM、两级程序加密、15条可程I/O线、两个16位定时/计数器、5级中断源、可程串行UART通道、直接LED驱动输出、片内模拟比较器、看门狗等。其操作频率可达24MHz。这些性能及资源足以满足本仪表的要求，并且资源利用率较高，因而使硬件电路得到充分简化，避免了采用40引线以上的复杂单片机。LED动态扫描显示控制及驱动电路8采用24脚单片10MHz串行接口LED动态扫描显示控制及驱动芯片，其外围仅需一只电阻即可完成八位LED数码管的动态扫描显示控制及驱动，而且仅占用单片机的三位位输出地址，使硬件变得极其简单可靠。另外还可使用户随时更改显示亮度，达到既节能又便于测量值观察的效果。报警输出电路9在动作时有两个输出一是在仪表前面板2上产生红色灯光报警；二是内部报警继电器动作，其触点引出以便于切断发动机点火电源，仪表在检测到发动机超速运转或发动机在运转时其内部机油压力过低等异常情况均执行报警，且一旦报警即被锁定，必须靠操作者解除报警后发动机方可重新启动，因而使发动机得到了可靠的保护。使该仪表特别适用于发动机试验的场合。按键输入电路10采用三个按键即可完成所有参数的输入。各参数的输入主要靠软件来完成、这样节省了单片机6的硬件开销，提高了仪表的可靠性，使用很方便。所采用的电源电路11为DC/DC隔离式开关电源而不采用串联稳压电源，虽成本较高，但具有高可靠性、高效节能、简化线路、减少仪表体积和重量、提高仪表的抗干扰性能等优点。为进一步提高仪表的抗干扰性能，本仪表采用内外两套隔离的电源系统供电。5V内电源为单片机6及EEPROM等提供电源，外电源分+12V、-12V两路，它们为报警输出电路9、输入信号处理电路5及传感器等提供电源。内电源电路与外电源电路间的信号传输均通过光电耦合器来完成。阻断了干扰的耦合通道。对汽油发动机而言，本仪表利用其点火电流脉冲频率与其转速成正比的特性，采用一种新型直流电流传感器测出其点火电流脉冲频率，再发挥单片机6的强大计算能力将测得的频率值转换为转速值。此类传感器安装极其方便。因此该仪表尤其适用于汽油发动机转速测控的场合。本技术仪表的工作过程是将传感器夹持于点火线圈初级或将点火线圈初级引线从传感器中穿过，接好电源，打开仪表电源，即可进行设定和转速测量。权利要求1.一种转速-时间显示测控仪，其特征在于它由机壳1和设在机壳1表面上的前面板2、后面板3以及安装在机壳1里的电可擦存储电路4、输入信号处理电路5、单片机6、LED动态扫描显示控制及驱动电路8、报警输出电路9、按键输入电路10、电源电路11和与仪表相配套使用的传感器所组成，其中a.电可擦存储电路4、输入信号处理电路5、LED动态扫描显示控制及驱动电路8、报警输出电路9和按键输入电路10分别与单片机6相连；b.所述的电可擦存储电路4为8脚二线制串行接口EEPROM芯片；c.所述的单片机6芯片为20线高性能低功耗CMOS八位结构。内含2Kb可1000次电改写的闪速存储器，另有128×8位RAM、两级程序加密、15条可程I/O线、两个16位定时/计数器、5级中断源、可程串行UART通道、直接LED驱动输出、片内模拟比较器、看门狗等；d.LED动态扫描显示控制及驱动电路8联结有一8位LED显示器7；e.LED动态扫描显示控制及驱动电路8为24脚单片10MHz串行接口LED动态扫描显示控制及驱动芯片；f.所述的电源电路11为DC/DC隔离式开关电源，5V内电源为单片机6及EEPROM提供电源，外电源分+12V、-12V两路，它们本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种转速－时间显示测控仪，其特征在于：它由机壳１和设在机壳１表面上的前面板２、后面板３以及安装在机壳１里的电可擦存储电路４、输入信号处理电路５、单片机６、ＬＥＤ动态扫描显示控制及驱动电路８、报警输出电路９、按键输入电路１０、电源电路１１和与仪表相配套使用的传感器所组成，其中：ａ．电可擦存储电路４、输入信号处理电路５、ＬＥＤ动态扫描显示控制及驱动电路８、报警输出电路９和按键输入电路１０分别与单片机６相连；ｂ．所述的电可擦存储电路４为８脚二线制串行接口ＥＥＰＲＯＭ芯片； ｃ．所述的单片机６芯片为２０线高性能低功耗ＣＭＯＳ八位结构，内含２Ｋｂ可１０００次电改写的闪速存储器，另有１２８×８位ＲＡＭ两级程序加密、１５条可程Ｉ／Ｏ线、两个１６位定时／计数器、５级中断源、可程串行ＵＡＲＴ通道、直接ＬＥＤ驱动输出、片内模拟比较器、看门狗等；ｄ．ＬＥＤ动态扫描显示控制及驱动电路８联结有一８位ＬＥＤ显示器７；ｅ．ＬＥＤ动态扫描显示控制及驱动电路８为２４脚单片１０ＭＨｚ串行接口ＬＥＤ动态扫描显示控制及驱动芯片；ｆ．所述的电源电路１１为ＤＣ／ＤＣ隔 离式开关电源，５Ｖ内电源为单片机６及ＥＥＰＲＯＭ等提供电源，外电源分＋１２Ｖ、－１２Ｖ两路，它们为报警输出电路９、输入信号处理电路５及传感器等提供电源，内电源电路与外电源电路间的信号传输均通过光电耦合器来完成。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：周东河，
申请(专利权)人：东风汽车公司，
类型：实用新型
国别省市：42[中国|湖北]