CN100416225C - 一种汽车油量油品测量装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种汽车油量油品测量装置，包括油量油品传感器及其信号处理电路，油量油品传感器由两块对置的平面电容器组成，信号处理电路设有包含四模拟开关的传感器工作模式切换电路，两块平面电容器的各自的一对电极通过四模拟开关与传感器工作模式切换电路电连接。本发明测量时，通过传感器工作模式切换电路把油量油品传感器切换为平面电容传感器或平行板式电容传感器把油料信息转换为电信号；由信号处理电路处理并推算出油量油品。本发明能方便地完成油量油品的测量功能，杜绝不法加油站坑蒙汽车司机的行为，且具有操作方便，计量准确，无运动件和低功耗诸优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种汽车油量油品测量装置。
背景技术
近年来随着油价的骤增，一些不法加油站往往采用短斤少两或以劣充优(低标号油冒充高标号油)坑蒙汽车司机。为杜绝此类问题，近年来国内出现了各种采用不同机理的油量计专利或产品，但它们都存在结构相对复杂，功能单一，或计量欠准等缺点。
发明内容
本发明针对上述不足提供了一种汽车油量油品测量装置，它能方便地完成油量及油品的测量功能，且具有操作方便，计量准确，无运动件和低功耗诸优点。
本发明提供技术方案是：一种汽车油量油品测量装置，包括油量油品传感器及其信号处理电路，油量油品传感器由两块对置的平面电容器组成，信号处理电路设有包含四模拟开关的传感器工作模式切换电路，两块平面电容器的各自的一对电极通过四模拟开关与传感器工作模式切换电路电连接，通过四模拟开关油量油品传感器切换为平面电容传感器或平行板式电容传感器。
上述信号处理电路还包括油量油品传感器信号调理电路、A/D转换电路、微处理器和显示电路，油量油品传感器信号调理电路输出端与A/D转换电路的输入端相连，A/D转换电路的输出端与控制端和微处理器的I/O口相接，显示电路输入端和微处理器的I/O口相接，传感器工作模式切换电路输入端和微处理器的I/O口相接。
上述平面电容器包括绝缘基板及设置在绝缘基板上的构成平面电容两极的一对金属泊条，金属泊条表面设有绝缘层。
上述信号调理电路由正弦波发生器电路、油量油品传感器的测量电路、跟随器、反相放大电路、正弦波移相器、正弦波/方波转换电路、模拟开关、有源低通滤波器和同相放大器组成：正弦波发生器电路的输出接入跟随器输入端，跟随器的输出一路经油量油品传感器接入油量油品传感器的测量电路，另一路接反相放大电路；反相放大电路的输出接正弦波移相器输入端，正弦波移相器的输出接正弦波/方波转换电路的输入端；正弦波/方波转换电路的输出连接模拟开关的开关控制端，模拟开关的输入端与油量油品传感器的测量电路输出端相连，模拟开关的输出端与有源低通滤波器输入端相连，有源低通滤波器的输出经同相放大器接入A/D转换电路输入端。
上述信号处理电路进一步包括看门狗电路，看门狗电路的控制脚和输出脚与微处理器的I/O口相连。
上述显示电路的控制端和数据端与微处理器的I/O口相连。
本发明传感器工作模式切换电路由四模拟开关集成电路MAX333构成，MAX333的控制端与微处理器的I/O口相连，MAX333的四个常开开关则分别接入油量油品传感器的两对电极。
本发明测量时，通过传感器工作模式切换电路把油量油品传感器切换为平面电容传感器或平行板式电容传感器把油料信息转换为电信号；由信号处理电路处理并推算出油量油品。本发明能方便地完成油量及油品的测量功能，杜绝不法加油站坑蒙汽车司机的行为，且具有操作方便，计量准确，无运动件和低功耗诸优点。
附图说明
图1是本发明的电路框图；
图2是本发明的油量油品传感器按照在油箱口并插入油箱内的结构示意图；
图3是本发明的油量油品传感器固装在油箱内的结构示意图；
图4是图2或图3中油量油品传感器的A向放大图；
图5是本发明的油量油品传感器与四模拟开关集成电路MAX333的电连接示意图；
图6是本发明的油量油品传感器信号调理电路和A/D转换电路原理图；
图7是本发明的看门狗电路、显示电路和传感器工作模式切换电路以及它们分别与微处理器的连接原理图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例，对本发明作进一步详细的描述：
如图1所示，本发明包括：油量油品传感器信号调理电路1、A/D转换电路2，微处理器4、看门狗电路3、显示电路5和传感器工作模式切换电路6组成。
本发明的油量油品传感器由两块平面电容器a、b组成(参见图2、与3)，每块平面电容器包括绝缘基板7及镶嵌在绝缘基板7上的一对金属泊条8、9，金属泊条表面设有绝缘层。所述一对金属泊条可以是两个金属泊条镶嵌在绝缘基板上，但最好将这一对金属泊条分成两组，每组金属泊条分布设在绝缘基板的两面并通过底版过孔电联接，分布在同一面的金属泊条呈如图4所示的交错结构，两组金属泊条8、9通过两条导线a1、a2或b1、b2引出。实施安装时，本发明的油量油品传感器的两块平面电容器a、b正对放置，本发明的油量油品传感器实施安装例有二，详见图2和图3。图2中两块平面电容器a和b平行正对通过一材质c固定成一整体，材质c内侧壁刻有螺纹，可旋接固定在油箱入口上，两块平面电容器a和b则进入油箱内部测油。图3中两块平面电容器a、b平行正对直接固定在油箱上和油箱成一体化结构，两块平面电容器a、b进入油箱内部测油。图2、图3中导线a1、a2与平面电容器a上极板的连接触点以及导线b1、b2与平面电容器b上极板的连接触点均设在在油箱外部，以免触点电火花引爆油箱。
图5中所示为本发明的油量油品传感器电连接示意图，油量油品传感器的平面电容器a的两条引出导线a1和a2、平面电容器b的两条引出导线b1和b2分别通过传感器工作模式切换电路中四模拟开关集成电路MAX333的常开开关K1和常开开关K2相连，平面电容器a的引出导线a1和平面电容器b的引出导线b1、平面电容器a的引出导线a2和平面电容器b的引出导线b2则分别通过传感器工作模式切换电路中四模拟开关集成电路MAX333的常开开关K3和常开开关K4相连，然后平面电容器a的引出导线a1和平面电容器b的引出导线b2与信号调理电路输入端相连。平面电容器a和b表面紧贴绝缘、耐酸耐碱防水涂层。当MAX333的常开开关K1和常开开关K2闭合，MAX333的常开开关K3和常开开关K4断开时，油量油品传感器切换为一个平行板式电容传感器，镶嵌在每块平面电容器绝缘基板上的一对金属泊条构成该平行板式电容传感器的一极；而当MAX333的常开开关K1和常开开关K2断开，MAX333的常开开关K3和常开开关K4闭合时，油量油品传感器切换成由两块平面电容器a、b并联后所形成的一个平面电容传感器。微处理器根据油量油品传感器切换为上述不同模式时所测得的数据推算出油量油品数值。
图6中，本发明的油量油品传感器信号调理电路1包括了ICL8038正弦波发生器电路，油量油品传感器sensor的测量电路U4，跟随器U1，反相放大电路U2A，正弦波移相器U2B，正弦波/方波转换电路U3A。汽车油量油品实时地转换为sensor输出的电信号的变化输入其测量电路U4，U4输出的正弦交流电压幅度正比于sensor输出信号。ICL8038正弦波发生器电路的输出信号既是sensor的测量电路U4的激励源，又是正弦波移相器的参考信号源，ICL8038正弦波发生器电路的输出接入跟随器U1输入端，跟随器U1的输出端一路经sensor接入测量电路U4输入端，另一路接反相放大电路U2A。U2A输出接正弦波移相器U2B输入端。正弦波移相器U2B输出至正弦波/方波转换电路U3A完成波形转换后输出至模拟开关4066A的开关控制端，模拟开关4066A的输入端与测量电路U4输出端相连，测量电路U4输出的正弦信号与移相后的同频方波通过模拟开关4066A实现相关运算，运算结果输出至有源低通滤波器U5，sensor输出的电信号越大，有源低通滤波器U5输入信号的幅度越大，把该输入信号转换成电平信号输出的电平幅度就越大。有源低通滤波器U5的输出经同相放大器U6接入A/D转换器AD574输入端，AD574的输出端和相应控制端与微处理器AT89C51的P2P3 I/O口相接，微处理器可通过I/O口读入AD574转换结果以判断出油量油品的大小。
图7中，为确保微处理器可靠工作，本发明还采用了以微处理器监控芯片MAX813L为核心搭建看门狗电路，该芯片的控制脚与微处理器AT89C51的P1.7 I/O脚相连，该芯片输出脚与微处理器AT89C51的REST脚相连，如由于各种干扰使微处理器AT89C51控制程序跑飞或发生掉电情况，微处理器监控芯片MAX813L将通过非门7404A、或门7432A输出复位信号以使微处理器AT89C51恢复正常运行。AT89C51的P0口一方面通过锁存器74LS373接入显示电路5(液晶控制器HD44780)的控制端，另一方面直接接入显示电路5(液晶控制器HD44780)的数据端。AT89C51的WR和RD脚通过与非门7400A向液晶控制器HD44780输出读写控制信号。传感器工作模式切换电路由四模拟开关集成电路MAX333构成。MAX333的常开开关K1和常开开关K2的控制端与AT89C51的I/O脚P1.1相连，由AT89C51的I/O脚P1.1控制MAX333的常开开关K1和常开开关K2同时通或断；MAX333的常开开关K3和常开开关K4的控制端与AT89C51的I/O脚P1.0相连，由AT89C51的I/O脚P1.0控制MAX333的常开开关K3和常开开关K4同时通或断。
本发明测量时，微处理器通过传感器工作模式切换电路把油量油品传感器切换为平面电容传感器或平行板式电容传感器把油料信息转换为电信号；A/D转换电路把这两者传感器电信号转换后送至微处理器，微处理器将它们与预存于微处理器内部数据区的标准油量油品表中的数据进行比对，进而通过相应的算法推算出油量油品，最后通过显示电路显示测量结果。
Claims (7)
1. 一种汽车油量油品测量装置，包括油量油品传感器及其信号处理电路，其特征在于：油量油品传感器由两块对置的平面电容器组成，信号处理电路设有包含四模拟开关的传感器工作模式切换电路，两块平面电容器的各自的一对电极通过四模拟开关与传感器工作模式切换电路电连接，通过四模拟开关油量油品传感器切换为平面电容传感器或平行板式电容传感器。
2. 根据权利要求1所述的汽车油量油品测量装置，其特征在于：信号处理电路还包括油量油品传感器信号调理电路、A/D转换电路、微处理器和显示电路，油量油品传感器信号调理电路输出端与A/D转换电路的输入端相连，A/D转换电路的输出端与控制端和微处理器的I/O口相接，显示电路输入端和微处理器的I/O口相接，传感器工作模式切换电路输入端和微处理器的I/O口相接。
3. 根据权利要求1或2所述的汽车油量油品测量装置，其特征在于：平面电容器包括绝缘基板及设置在绝缘基板上的构成平面电容两极的一对金属泊条，金属泊条表面设有绝缘层。
4. 根据权利要求2所述的汽车油量油品测量装置，其特征在于：油量油品传感器信号调理电路由正弦波发生器电路、油量油品传感器的测量电路、跟随器、反相放大电路、正弦波移相器、正弦波/方波转换电路、模拟开关、有源低通滤波器和同相放大器组成：正弦波发生器电路的输出接入跟随器输入端，跟随器的输出一路经油量油品传感器接入油量油品传感器的测量电路，另一路接反相放大电路；反相放大电路的输出接正弦波移相器输入端，正弦波移相器的输出接正弦波/方波转换电路的输入端；正弦波/方波转换电路的输出连接模拟开关的开关控制端，模拟开关的输入端与油量油品传感器的测量电路输出端相连，模拟开关的输出端与有源低通滤波器输入端相连，有源低通滤波器的输出经同相放大器接入A/D转换电路输入端。
5. 根据权利要求2所述的汽车油量油品测量装置，其特征在于：信号处理电路进一步包括看门狗电路，看门狗电路的控制脚和输出脚与微处理器的I/O口相连。
6. 根据权利要求2所述的汽车油量油品测量装置，其特征在于：显示电路的控制端和数据端与微处理器的I/O口相连。
7. 根据权利要求3所述的汽车油量油品测量装置，其特征在于：传感器工作模式切换电路由四模拟开关集成电路MAX333构成，MAX333的控制端与微处理器的I/O口相连，MAX333的四个常开开关则分别接入油量油品传感器的两对电极。
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