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基于溫度檢測的相敏檢波式油耗測試儀.pdf

摘要
申請專利號:

CN201510819189.1

申請日:

2015.11.20

公開號:

CN105486368A

公開日:

2016.04.13

當前法律狀態:

實審

有效性:

審中

法律詳情: 實質審查的生效IPC(主分類):G01F 9/00申請日:20151120|||公開
IPC分類號: G01F9/00 主分類號: G01F9/00
申請人: 成都科瑞信科技有限責任公司
發明人: 陳仁學
地址: 610000四川省成都市高新區府城大道西段399號6棟1單元12層3號
優先權:
專利代理機構: 代理人:
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201510819189.1

授權公告號:

|||

法律狀態公告日:

2016.05.11|||2016.04.13

法律狀態類型:

實質審查的生效|||公開

摘要

本發明公開了一種基于溫度檢測的相敏檢波式油耗測試儀,其特征在于,由單片機,均與單片機相連接的穩壓電源模塊、顯示器、鍵盤、無線傳輸單元、網絡接口、相敏檢波單元和溫度檢測單元,以及與相敏檢波單元相連接的油耗傳感器組成。本發明設置有相敏檢波單元,其可以判別油耗信號,而對其它的干擾信號進行抑制,這就消除了干擾信號對本發明所造成的影響,提高了本發明的檢測精度。本發明可以對機油溫度進行檢測,避免機油溫度過高而損壞油耗儀。

權利要求書

1.基于溫度檢測的相敏檢波式油耗測試儀,其特征在于,由單片機,均與
單片機相連接的穩壓電源模塊、顯示器、鍵盤、無線傳輸單元、網絡接口、相
敏檢波單元和溫度檢測單元,以及與相敏檢波單元相連接的油耗傳感器組成;
所述的相敏檢波單元由異或門A1,異或門A2,異或門A3,三極管VT3,三極
管VT4,三極管VT5,三極管VT6,放大器P1,檢波芯片U1,串接在三極管
VT3的發射極和三極管VT4的基極之間的電容C4,串接在三極管VT3的集電
極和三極管VT4的集電極之間的電阻R8,串接在三極管VT3的集電極和異或
門A3的正極之間的電阻R9,串接在三極管VT4的發射極與異或門A2的輸出
端之間的電阻R7,N極與異或門A3的正極相連接、P極接地的穩壓二極管D5,
串接在異或門A2的輸出端與檢波芯片U1的CLR管腳之間的電阻R10,一端與
異或門A3的輸出端相連接、另一端則經電阻R14后與放大器P1的正極相連接
的電阻R13,正極與電阻R13和電阻R14的連接點相連接、負極則與檢波芯片
U1的PR管腳相連接的電容C5,一端與電容C5的正極相連接、另一端則與放
大器P1的負極相連接的電阻R12,以及串接在檢波芯片U1的Q1管腳與三極管
VT5的基極之間的電阻R11組成;所述異或門A1的正極形成該相敏檢波單元
的輸入端、其負極則與異或門A2的輸出端相連接、其輸出端則與異或門A2的
正極相連接;所述異或門A2的負極接地;所述三極管VT3的基極與異或門A1
的正極相連接、其發射極則與異或門A1的輸出端相連接;所述異或門A3的正
極和負極分別與檢波芯片U1的1D管腳和CLK管腳相連接;所述三極管VT6
的基極與檢波芯片U1的Q2管腳相連接、其發射極接地、其集電極則與三極管
VT5的發射極相連接;所述放大器P1的負極與三極管VT5的集電極相連接、
其輸出端則形成該相敏檢波單元的輸出端;所述相敏檢波單元的輸入端與油耗
傳感器相連接、其輸出端則與單片機相連接;
所述溫度檢測單元由熱電偶J,處理芯片U2,放大器P2,放大器P3,串接
在處理芯片U2的UO管腳和放大器P3的正極之間的電阻R15,串接在放大器
P3的負極與其輸出端之間的電阻R19,N極與放大器P3的負極相連接、P極則
順次經電阻R16和電容C7后與放大器P2的正極相連接的二極管D4,正極經電
阻R17后與放大器P2的正極相連接、負極則與電阻R16和電容C7的連接點相
連接的電容C6,以及串接在放大器P3的輸出端和放大器P2的輸出端之間的電
阻R18組成;所述處理芯片U2的-IN管腳和+IN管腳分別與熱電偶J的信號輸
出端相連接、其-ALM管腳和COM管腳則均與其+IN管腳相連接,其FB管腳
則與放大器P3的負極相連接,其U+管腳則接5V電壓;所述放大器P2的負極
與其輸出端相連接、其輸出端則形成該溫度檢測單元的輸出端;所述溫度檢測
單元的輸出端與單片機相連接。
2.根據權利要求1所述的基于溫度檢測的相敏檢波式油耗測試儀,其特征
在于:所述穩壓電源模塊由三極管VT1,三極管VT2,穩壓芯片U,正極與三
極管VT1的發射極相連接、負極接地的極性電容C1,一端與穩壓芯片U的IN
管腳相連接、另一端則與三極管VT1的基極相連接的電阻R1,正極經電阻R6
后與三極管VT1的集電極相連接、負極則與穩壓芯片U的ADJ管腳相連接的電
容C3,與電阻R6相并聯的電容C2,一端與穩壓芯片U的ADJ管腳相連接、
另一端接地的電阻R4,一端與三極管VT2的發射極相連接、另一端則與穩壓芯
片U的ADJ管腳相連接的電阻R3,一端與三極管VT2的集電極相連接、另一
端則形成該穩壓電源模塊的輸出端的電阻R5,P極與穩壓芯片U的ADJ管腳相
連接、N極則經二極管D2后與三極管VT2的基極相連接的二極管D1,一端與
穩壓芯片U的OUT管腳相連接、另一端則與二極管D1的N極相連接的電阻
R2,以及N極與穩壓芯片U的OUT管腳相連接、P極則與三極管VT2的集電
極相連接的二極管D3組成;所述穩壓芯片U的OUT管腳和三極管VT2的集電
極均與電容C3的正極相連接;所述三極管VT1的基極則形成該穩壓電源模塊
的輸入端;所述穩壓電源模塊的輸出端與單片機相連接。
3.根據權利要求2所述的基于溫度檢測的相敏檢波式油耗測試儀,其特征
在于:所述的穩壓芯片U為LM317K集成芯片。
4.根據權利要求2所述的基于溫度檢測的相敏檢波式油耗測試儀,其特征
在于:所述三極管VT1和三極管VT2均為MJ4502型三極管。
5.根據權利要求2所述的基于溫度檢測的相敏檢波式油耗測試儀,其特征
在于:所述的檢波芯片U1為74HC74N集成芯片。
6.根據權利要求1或2所述的基于溫度檢測的相敏檢波式油耗測試儀,其
特征在于:所述的處理芯片U2為AD594C集成芯片。

說明書

基于溫度檢測的相敏檢波式油耗測試儀

技術領域

本發明涉及一種油耗測試儀,具體是指一種基于溫度檢測的相敏檢波式油
耗測試儀。

背景技術

油耗儀是衡量機動車經濟性能、動力性能的重要檢測儀器,是汽車、拖拉
機制造行業,農機監理部門以及科研部門的必要檢測儀器。目前所使用的油耗
測試儀,必須與電腦用數據線連接才可完成測試數據、測試曲線的傳輸。并且
測試儀頻繁地與電腦連接,大大影響了測試儀的工作效率。同時,傳統的油耗
測試儀在工作中容易受到外界干擾信號的影響,導致其檢測精度低,無法滿足
人們的需求。

發明內容

本發明的目的在于克服現有的油耗測試儀工作效率低、容易受到外界干擾
信號的影響的缺陷,提供一種基于溫度檢測的相敏檢波式油耗測試儀。

本發明的目的通過下述技術方案實現:基于溫度檢測的相敏檢波式油耗測
試儀,由單片機,均與單片機相連接的穩壓電源模塊、顯示器、鍵盤、無線傳
輸單元、網絡接口、相敏檢波單元和溫度檢測單元,以及與相敏檢波單元相連
接的油耗傳感器組成;所述的相敏檢波單元由異或門A1,異或門A2,異或門
A3,三極管VT3,三極管VT4,三極管VT5,三極管VT6,放大器P1,檢波芯
片U1,串接在三極管VT3的發射極和三極管VT4的基極之間的電容C4,串接
在三極管VT3的集電極和三極管VT4的集電極之間的電阻R8,串接在三極管
VT3的集電極和異或門A3的正極之間的電阻R9,串接在三極管VT4的發射極
與異或門A2的輸出端之間的電阻R7,N極與異或門A3的正極相連接、P極接
地的穩壓二極管D5,串接在異或門A2的輸出端與檢波芯片U1的CLR管腳之
間的電阻R10,一端與異或門A3的輸出端相連接、另一端則經電阻R14后與放
大器P1的正極相連接的電阻R13,正極與電阻R13和電阻R14的連接點相連接、
負極則與檢波芯片U1的PR管腳相連接的電容C5,一端與電容C5的正極相連
接、另一端則與放大器P1的負極相連接的電阻R12,以及串接在檢波芯片U1
的Q1管腳與三極管VT5的基極之間的電阻R11組成;所述異或門A1的正極形
成該相敏檢波單元的輸入端、其負極則與異或門A2的輸出端相連接、其輸出端
則與異或門A2的正極相連接;所述異或門A2的負極接地;所述三極管VT3的
基極與異或門A1的正極相連接、其發射極則與異或門A1的輸出端相連接;所
述異或門A3的正極和負極分別與檢波芯片U1的1D管腳和CLK管腳相連接;
所述三極管VT6的基極與檢波芯片U1的Q2管腳相連接、其發射極接地、其集
電極則與三極管VT5的發射極相連接;所述放大器P1的負極與三極管VT5的
集電極相連接、其輸出端則形成該相敏檢波單元的輸出端;所述相敏檢波單元
的輸入端與油耗傳感器相連接、其輸出端則與單片機相連接。

所述溫度檢測單元由熱電偶J,處理芯片U2,放大器P2,放大器P3,串接
在處理芯片U2的UO管腳和放大器P3的正極之間的電阻R15,串接在放大器
P3的負極與其輸出端之間的電阻R19,N極與放大器P3的負極相連接、P極則
順次經電阻R16和電容C7后與放大器P2的正極相連接的二極管D4,正極經電
阻R17后與放大器P2的正極相連接、負極則與電阻R16和電容C7的連接點相
連接的電容C6,以及串接在放大器P3的輸出端和放大器P2的輸出端之間的電
阻R18組成;所述處理芯片U2的-IN管腳和+IN管腳分別與熱電偶J的信號輸
出端相連接、其-ALM管腳和COM管腳則均與其+IN管腳相連接,其FB管腳
則與放大器P3的負極相連接,其U+管腳則接5V電壓;所述放大器P2的負極
與其輸出端相連接、其輸出端則形成該溫度檢測單元的輸出端;所述溫度檢測
單元的輸出端與單片機相連接。

進一步的,所述穩壓電源模塊由三極管VT1,三極管VT2,穩壓芯片U,
正極與三極管VT1的發射極相連接、負極接地的極性電容C1,一端與穩壓芯片
U的IN管腳相連接、另一端則與三極管VT1的基極相連接的電阻R1,正極經
電阻R6后與三極管VT1的集電極相連接、負極則與穩壓芯片U的ADJ管腳相
連接的電容C3,與電阻R6相并聯的電容C2,一端與穩壓芯片U的ADJ管腳
相連接、另一端接地的電阻R4,一端與三極管VT2的發射極相連接、另一端則
與穩壓芯片U的ADJ管腳相連接的電阻R3,一端與三極管VT2的集電極相連
接、另一端則形成該穩壓電源模塊的輸出端的電阻R5,P極與穩壓芯片U的ADJ
管腳相連接、N極則經二極管D2后與三極管VT2的基極相連接的二極管D1,
一端與穩壓芯片U的OUT管腳相連接、另一端則與二極管D1的N極相連接的
電阻R2,以及N極與穩壓芯片U的OUT管腳相連接、P極則與三極管VT2的
集電極相連接的二極管D3組成;所述穩壓芯片U的OUT管腳和三極管VT2
的集電極均與電容C3的正極相連接;所述三極管VT1的基極則形成該穩壓電
源模塊的輸入端;所述穩壓電源模塊的輸出端與單片機相連接。

為了達到更好的實施效果,所述的穩壓芯片U優選為LM317K集成芯片,
而三極管VT1和三極管VT2則均優選為MJ4502型三極管,所述的檢波芯片U1
優選為74HC74N集成芯片,所述的處理芯片U2優選為AD594C集成芯片來實
現。

本發明較現有技術相比,具有以下優點及有益效果:

(1)本發明通過無線傳輸單元可以不需要數據線即可把油耗檢測信號傳輸
給外部的計算機,避免了有線連接的復雜性和局限性。

(2)本發明同時還設置有網絡接口,該網絡接口可以通過數據線與外部計
算機相連接,因此本發明可以同時采用無線和有線兩種傳輸方式,提高了其適
用性。

(3)本發明設置有穩壓電源模塊,其可以確保本發明具有穩定的工作電壓,
避免電壓波動而影響其測試精度。

(4)本發明設置有相敏檢波單元,其可以判別油耗信號,而對其它的干擾
信號進行抑制,這就消除了干擾信號對本發明所造成的影響,提高了本發明的
檢測精度。

(5)本發明可以對機油溫度進行檢測,避免機油溫度過高而損壞油耗儀。

附圖說明

圖1為本發明的整體結構框圖。

圖2為本發明的穩壓電源模塊的電路結構圖。

圖3為本發明的相敏檢波單元的電路結構圖。

圖4為本發明的溫度檢測單元的電路結構圖。

具體實施方式

下面結合實施例對本發明作進一步地詳細說明,但本發明的實施方式并不
限于此。

實施例

如圖1所示,本發明的基于溫度檢測的相敏檢波式油耗測試儀,由單片機,
均與單片機相連接的相敏檢波單元、穩壓電源模塊、顯示器、鍵盤、無線傳輸
單元、溫度檢測單元以及網絡接口,以及與相敏檢波單元相連接的油耗傳感器
組成。

其中,油耗傳感器設置在發動機油箱內,用于采集發動機的油耗信息并傳
輸給相敏檢波單元,其優先采用深圳市電應普科技有限公司生產的DYP/DS1309
型油耗傳感器,該型號的油耗傳感器具有-40~80℃的溫度補償范圍,可以在發動
機的各種狀態下使用,并具有很高的靈敏度。

單片機作為本發明的控制中心,其用于對油耗信息進行處理以及對其它模
塊進行控制,其優選采用ARM處理器來實現。顯示器用于直觀的顯示油耗測試
結果。鍵盤則作為人機交換窗口,測試人員可以通過鍵盤向單片機設置測試參
數。該無線傳輸單元則用于把采集到的油耗參數以無線形式發送到外部計算機,
避免有線連接的復雜性和局限性,其可采用藍牙來實現。該網絡接口可以通過
數據線與外部計算機相連接,并向計算機傳輸油耗信息,其可在需要有線連接
的工況下使用。該溫度檢測單元設置在發動機油箱內,其用于檢測機油溫度,
測試人員可以根據機油溫度評估油耗測試儀是否適用,如機油溫度過高,則及
時讓油耗測試儀停止工作避免其因高溫而損壞。

另外,該穩壓電源模塊用于給其它的模塊提供穩定的工作電源,其結構如
圖2所示,由三極管VT1,三極管VT2,穩壓芯片U,電阻R1,電阻R2,電
阻R3,電阻R4,電阻R5,電阻R6,二極管D1,二極管D2,二極管D3,極
性電容C1,電容C2以及電容C3組成。

連接時,極性電容C1的正極與三極管VT1的發射極相連接、其負極接地,
電阻R1的一端與穩壓芯片U的IN管腳相連接、其另一端則與三極管VT1的基
極相連接,電容C3的正極經電阻R6后與三極管VT1的集電極相連接、其負極
則與穩壓芯片U的ADJ管腳相連接,電容C2則與電阻R6相并聯,由此電容
C2和電阻R6則組成一個RC濾波器,其可對輸入電壓進行濾波處理。

另外,電阻R4的一端與穩壓芯片U的ADJ管腳相連接、其另一端接地,
電阻R3的一端與三極管VT2的發射極相連接、其另一端則與穩壓芯片U的ADJ
管腳相連接,電阻R5的一端與三極管VT2的集電極相連接、其另一端則形成
該穩壓電源模塊的輸出端,二極管D1的P極與穩壓芯片U的ADJ管腳相連接、
其N極則經二極管D2后與三極管VT2的基極相連接,電阻R2的一端與穩壓
芯片U的OUT管腳相連接、其另一端則與二極管D1的N極相連接,二極管
D3的N極與穩壓芯片U的OUT管腳相連接、其P極則與三極管VT2的集電極
相連接。

所述穩壓芯片U的OUT管腳和三極管VT2的集電極均與電容C3的正極相
連接。所述三極管VT1的基極則形成該穩壓電源模塊的輸入端。所述穩壓電源
模塊的輸出端與單片機相連接。為了達到好的實施效果,該穩壓芯片U優選為
LM317K集成芯片,而所述的三極管VT1和三極管VT2則均優選為MJ4502型
三極管來實現。

該相敏檢波單元可以對干擾信號進行抑制,消除干擾信號對本發明所造成
的影響,其結構如圖3所示,其由異或門A1,異或門A2,異或門A3,三極管
VT3,三極管VT4,三極管VT5,三極管VT6,放大器P1,檢波芯片U1,串接
在三極管VT3的發射極和三極管VT4的基極之間的電容C4,串接在三極管VT3
的集電極和三極管VT4的集電極之間的電阻R8,串接在三極管VT3的集電極
和異或門A3的正極之間的電阻R9,串接在三極管VT4的發射極與異或門A2
的輸出端之間的電阻R7,N極與異或門A3的正極相連接、P極接地的穩壓二極
管D5,串接在異或門A2的輸出端與檢波芯片U1的CLR管腳之間的電阻R10,
一端與異或門A3的輸出端相連接、另一端則經電阻R14后與放大器P1的正極
相連接的電阻R13,正極與電阻R13和電阻R14的連接點相連接、負極則與檢
波芯片U1的PR管腳相連接的電容C5,一端與電容C5的正極相連接、另一端
則與放大器P1的負極相連接的電阻R12,以及串接在檢波芯片U1的Q1管腳與
三極管VT5的基極之間的電阻R11組成。

連接時,所述異或門A1的正極形成該相敏檢波單元的輸入端、其負極則與
異或門A2的輸出端相連接、其輸出端則與異或門A2的正極相連接。所述異或
門A2的負極接地;所述三極管VT3的基極與異或門A1的正極相連接、其發射
極則與異或門A1的輸出端相連接。所述異或門A3的正極和負極分別與檢波芯
片U1的1D管腳和CLK管腳相連接。所述三極管VT6的基極與檢波芯片U1
的Q2管腳相連接、其發射極接地、其集電極則與三極管VT5的發射極相連接。
所述放大器P1的負極與三極管VT5的集電極相連接、其輸出端則形成該相敏檢
波單元的輸出端。所述相敏檢波單元的輸入端與油耗傳感器相連接、其輸出端
則與單片機相連接。

由上述結構可得出,電阻R10,電阻R11,檢波芯片U1,三極管VT5以及
三極管VT6組成一個鑒別電路,其可以對油耗信號進行鑒別。而該電阻R13,
電阻R14,電阻R12,電容C5以及放大器P1則共同組成一個低通濾波器,該
低通濾波器可以油耗信號以外的其它干擾信號進行過濾。為了達到更好的實施
效果,所述檢波芯片U1優選為74HC74N集成芯片來實現。

該溫度檢測單元的結構如圖4所示,其由熱電偶J,處理芯片U2,放大器
P3,放大器P2,電阻R15,電阻R16,電阻R17,電阻R18,電阻R19,二極
管D4,電容C6以及電容C7組成。

連接時,電阻R15串接在處理芯片U2的UO管腳和放大器P3的正極之間,
電阻R19則串接在放大器P3的負極與其輸出端之間,二極管D4的N極與放大
器P3的負極相連接、其P極則順次經電阻R16和電容C7后與放大器P2的正
極相連接,電容C6的正極經電阻R17后與放大器P2的正極相連接、其負極則
與電阻R16和電容C7的連接點相連接,電阻R18串接在放大器P3的輸出端和
放大器P2的輸出端之間。

所述處理芯片U2的-IN管腳和+IN管腳分別與熱電偶J的信號輸出端相連
接、其-ALM管腳和COM管腳則均與其+IN管腳相連接,其FB管腳則與放大
器P3的負極相連接,其U+管腳則接5V電壓。所述放大器P2的負極與其輸出
端相連接、其輸出端則形成該溫度檢測單元的輸出端。所述溫度檢測單元的輸
出端與單片機相連接。

該熱電偶J用于采集機油的溫度信號,其優先采用北京天航大業自動化儀表
有限公司生產的WRPF-130G熱電偶,其響應速度快,且耐腐蝕。放大器P3,
二極管D4,電容C6,電容C7,電阻R19,電阻R16,電阻R17,以及電阻R18
構成A/D轉換器,其把溫度信號轉換為數字信號輸送給單片機。為了達到更好
的實施效果,該處理芯片U2優選為AD594C集成芯片來實現。

如上所述,便可很好的實施本發明。

關 鍵 詞:
基于 溫度 檢測 檢波 油耗 測試儀
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