手持式萬用汽車發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速測量儀制造技術(shù)

本實(shí)用新型專利技術(shù)涉及一種手持式萬用汽車發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速測量儀，旨在提供一款簡便、性能可靠的測量儀，包括振動傳感器、低通濾波器、DSP處理器、AD采樣電路、操作按鍵、電源模塊、RS232通信模塊、信號處理電路、顯示電路，將儀器直接固定在汽車發(fā)動機(jī)或者車身的金屬殼體上測量并通過儀器顯示發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速。（*該技術(shù)在2022年保護(hù)過期，可自由使用*）

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本技術(shù)涉及一種汽車電子檢測領(lǐng)域，涉及一種手持式萬用汽車發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速測量儀。
技術(shù)介紹
汽車發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速是汽車制造和維修領(lǐng)域所關(guān)注的一個重要參數(shù)，傳統(tǒng)的再用車發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速測量方法采用感應(yīng)汽車的高壓點(diǎn)火線圈的點(diǎn)火脈沖信號間接測量發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速，對于電噴發(fā)動機(jī)，總成集成程度很高，且都有塑料外殼覆蓋，靠測量高壓點(diǎn)火線圈脈沖的方式基本不能檢測。而且對于在用柴油車還要采用壓電式方法，把壓電傳感器固定在柴油發(fā)動機(jī)的高壓噴油管上，拆裝比較麻煩不方便使用。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本技術(shù)所要解決的問題在于，克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種手持式萬用汽車發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速測量儀，該新型易于安裝，能夠滿足不同型號的在用汽油車和柴油車發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的實(shí)時測量，且安裝方便測量準(zhǔn)確。適用于現(xiàn)代汽車的試驗(yàn)，測量及維修的各個領(lǐng)域。本技術(shù)解決其技術(shù)問題是采用以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種手持式萬用汽車發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速測量儀，包括振動傳感器、低通濾波器、DSP處理器、AD采樣電路、操作按鍵、電源模塊、RS232通信模塊、信號處理電路、顯示電路，所述的電源模塊通過電瓶線給測量儀供電，用操作按鍵設(shè)置發(fā)動機(jī)的沖程和缸數(shù)，把帶磁性底座的內(nèi)置IC加速度的振動傳感器固定在發(fā)動機(jī)或車身的金屬殼體上，啟動發(fā)動機(jī)，振動傳感器能夠輸出一個與傳感器加速度值成正比的電壓信號，把電壓信號經(jīng)過信號處理電路，利用運(yùn)算放大器將信號放大，采用抗混疊濾波，利用低通濾波器濾除高頻噪聲，防止AD采樣后數(shù)字信號出現(xiàn)頻率混疊，經(jīng)過直流偏置功能，使輸出信號范圍在AD采樣電路輸入允許范圍之內(nèi)，經(jīng)過上述處理后，AD采樣電路將模擬振動信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，并傳輸至DSP處理器中獲取信號頻譜，實(shí)現(xiàn)基頻辨識和頻率修正，利用獲取的基頻計算汽車發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速并通過顯示電路進(jìn)行顯示，通過RS232通信模塊通信接口實(shí)現(xiàn)與其他儀器的通信。本技術(shù)與現(xiàn)有技術(shù)相比具有顯著的優(yōu)點(diǎn)和有益效果。可提高發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速測量的實(shí)時性和簡易性，實(shí)現(xiàn)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速更加快速、準(zhǔn)確的測量，傳統(tǒng)的再用車發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速測量方法采用感應(yīng)汽車的高壓點(diǎn)火線圈的點(diǎn)火脈沖信號間接測量發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速，對于電噴發(fā)動機(jī)，總成集成程度很高，且都有塑料外殼覆蓋，靠測量高壓點(diǎn)火線圈脈沖的方式基本不能檢測。而且對于再用柴油車還要采用壓電式方法，把壓電傳感器固定在柴油發(fā)動機(jī)的高壓噴油管上，拆裝比較麻煩不方便使用。本技術(shù)的應(yīng)用無論柴油機(jī)、汽油機(jī)，只需在發(fā)動機(jī)外身安裝一個帶磁性底座的震動傳感器即可實(shí)現(xiàn)測量，具有安裝的簡易性和普遍的通用性。具有與上位機(jī)進(jìn)行通訊的功能，從而具有和其它裝置通訊，具有很大的推廣和應(yīng)用價值。本技術(shù)的具體實(shí)施方式由以下實(shí)施例及其附圖詳細(xì)給出。附圖說明圖I本技術(shù)的測量系統(tǒng)框圖圖2本技術(shù)DSP軟件程序流程圖圖3本技術(shù)DSP控制AD芯片采集流程圖具體實(shí)施方式以下結(jié)合附圖及較佳的實(shí)施例，對依據(jù)本技術(shù)提供的具體實(shí)施方式、結(jié)構(gòu)、特征及其功效，詳細(xì)說明如后。參見圖1-3，一種手持式萬用汽車發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速測量儀，包括振動傳感器、低通濾波 器、DSP處理器、AD采樣電路、操作按鍵、電源模塊、RS232通信模塊、信號處理電路、顯示電路，所述的電源模塊通過電瓶線給測量儀供電，用操作按鍵設(shè)置發(fā)動機(jī)的沖程和缸數(shù)，把帶磁性底座的內(nèi)置IC加速度的振動傳感器固定在發(fā)動機(jī)或車身的金屬殼體上，啟動發(fā)動機(jī)，振動傳感器能夠輸出一個與傳感器加速度值成正比的電壓信號，把電壓信號經(jīng)過信號處理電路，利用運(yùn)算放大器將信號放大，采用抗混疊濾波，利用低通濾波器濾除高頻噪聲，防止AD采樣后數(shù)字信號出現(xiàn)頻率混疊，經(jīng)過直流偏置功能，使輸出信號范圍在AD采樣電路輸入允許范圍之內(nèi)，經(jīng)過上述處理后，AD采樣電路將模擬振動信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，并傳輸至DSP處理器中獲取信號頻譜，實(shí)現(xiàn)基頻辨識和頻率修正，利用獲取的基頻計算汽車發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速并通過顯示電路進(jìn)行顯示，通過RS232通信模塊通信接口實(shí)現(xiàn)與其他儀器的通信。硬件電路設(shè)計振動傳感器需要一個輸出電壓大于18V的4mA恒流源作為驅(qū)動，利用LM317實(shí)現(xiàn)該驅(qū)動，振動傳感器輸出的交流電壓信號疊加在12V直流偏置上，用一個電容隔直后，輸入到下級電路中。傳感器輸入信號一般為峰值10mV-60mV的電壓信號，AD米樣電路輸入范圍為0-3. 3V，所以采用放大電路放大倍數(shù)為50倍，設(shè)計有基于數(shù)字電位器的增益可調(diào)放大電路，由于固定增益放大電路可滿足要求，增益可調(diào)放大電路未使用。n為轉(zhuǎn)速，單位r/min，x為沖程，汽車發(fā)動機(jī)沖程為2沖程或4沖程，i為汽車發(fā)動機(jī)缸數(shù)，取值為2到8之間的整數(shù)值。&為汽車車身振動信號的基頻。可知，常見8缸4沖程汽車發(fā)動機(jī)在轉(zhuǎn)速達(dá)10000r/min時，振動信號基頻為666Hz，可視為傳感器輸入信號基頻的最高值，抗混疊濾波器設(shè)計為4階巴特沃斯有源濾波器，轉(zhuǎn)折頻率為800Hz，可有效濾除高次諧波分量和高頻噪聲。濾波電路輸出信號為直流分量為0的交流信號，AD采樣電路允許的輸入電壓范圍為0-3. 3V，利用加法電路將一直流基準(zhǔn)電壓和交流振動信號疊加，實(shí)現(xiàn)直流偏置，滿足AD采樣電路要求。AD采樣電路由12位AD芯片ADS7823及其外圍電路組成，利用I2C總線與DSP通信，實(shí)現(xiàn)采集控制和數(shù)據(jù)傳輸，其采樣頻率由DSP控制，最高采樣頻率可滿足系統(tǒng)要求。數(shù)字信號處理器選用的是TI公司的TMS320VC5509A系列DSP，其最高時鐘頻率為200MHz，運(yùn)算速度快，成本較低，其需要片外Flash存儲程序，為了減小電路板尺寸，采用串行Flash實(shí)現(xiàn)程序存儲，F(xiàn)lash芯片為SST25LF020A。通信接口為9針RS232接口，通信協(xié)議有兩個TTL方波輸出，利用RS232串口的I腳輸出，由DSP定時器輸出口和CD4024分頻器實(shí)現(xiàn)，方波頻率與發(fā)動機(jī)每秒轉(zhuǎn)速相同；RS232通信協(xié)議輸出，每次測量完成后，輸出該次測量值，利用DSP的GPIO 口和MAX3232芯片實(shí)現(xiàn)。顯示模塊采用12864LCD顯示模塊，由DSP的GPIO 口控制，鍵盤由三個微動開關(guān)、⑶4094芯片和DSP的GPIO 口實(shí)現(xiàn)。系統(tǒng)供電采用的是金升陽的電源模塊和LM1117線性電源芯片，系統(tǒng)輸入電壓范圍為12V±1. 2V，正常工作電流彡200mA。由于在發(fā)動機(jī)點(diǎn)火時有較大的浪涌電壓，當(dāng)利用車載電瓶供電時，發(fā)動機(jī)點(diǎn)火時，應(yīng)斷系統(tǒng)電源。軟件電路設(shè)計上電后，DSP首先進(jìn)行初始化，然后讀取鍵盤輸入情況，如果無按鍵按下，則循環(huán)讀取鍵盤輸入情況，如果有按鍵按下，則判斷被按下的按鍵的功能，如果被按下按鍵功能是設(shè)置發(fā)動機(jī)沖程或缸數(shù)，則改變相應(yīng)值后繼續(xù)掃描鍵盤，如果被按下按鍵功能是啟動測量，則DSP控制AD芯片采集輸入信號，將輸入信號進(jìn)行頻譜分析，獲取信號基頻，進(jìn)行頻率修正，利用測得基頻值計算發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速，并顯示，傳輸，最后判斷在該過程中，鍵盤是否輸入停止測量命令，確定是否停止測量。信號采集過程是利用DSP控制AD芯片進(jìn)行采集，其過程如下采樣頻率由定時器確定，設(shè)定的采樣頻率為2400Hz，信號采樣點(diǎn)數(shù)為1024點(diǎn)。為了保證系統(tǒng)在采集過程中對鍵 盤的響應(yīng)速度，在采集程序中嵌入了鍵盤讀取程序，只要保證在定時器定時時間到來前能完成發(fā)送采集命令，獲取采集值和鍵盤讀取的程序，就能保證很高的采樣頻率準(zhǔn)確度。權(quán)利要求1.一種手持式萬用汽車發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速測量儀本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種手持式萬用汽車發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速測量儀，包括振動傳感器、低通濾波器、DSP處理器、AD采樣電路、操作按鍵、電源模塊、RS232通信模塊、信號處理電路、顯示電路，其特征在于：所述的電源模塊通過電瓶線給測量儀供電，用操作按鍵設(shè)置發(fā)動機(jī)的沖程和缸數(shù)，把帶磁性底座的內(nèi)置1C加速度的振動傳感器固定在發(fā)動機(jī)或車身的金屬殼體上，啟動發(fā)動機(jī)，振動傳感器能夠輸出一個與傳感器加速度值成正比的電壓信號，把電壓信號經(jīng)過信號處理電路，利用運(yùn)算放大器將信號放大，采用抗混疊濾波，利用低通濾波器濾除高頻噪聲，防止AD采樣后數(shù)字信號出現(xiàn)頻率混疊，經(jīng)過直流偏置功能，使輸出信號范圍在AD采樣電路輸入允許范圍之內(nèi)，經(jīng)過上述處理后，AD采樣電路將模擬振動信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，并傳輸至DSP處理器中獲取信號頻譜，實(shí)現(xiàn)基頻辨識和頻率修正，利用獲取的基頻計算汽車發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速并通過顯示電路進(jìn)行顯示，通過RS232通信模塊通信接口實(shí)現(xiàn)與其他儀器的通信。

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：段發(fā)階，郭浩天，邸盼虎，
申請(專利權(quán))人：天津云沖科技有限公司，
類型：實(shí)用新型
國別省市：