CN105486368A - 基于温度检测的相敏检波式油耗测试仪 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于温度检测的相敏检波式油耗测试仪，其特征在于，由单片机，均与单片机相连接的稳压电源模块、显示器、键盘、无线传输单元、网络接口、相敏检波单元和温度检测单元，以及与相敏检波单元相连接的油耗传感器组成。本发明设置有相敏检波单元，其可以判别油耗信号，而对其它的干扰信号进行抑制，这就消除了干扰信号对本发明所造成的影响，提高了本发明的检测精度。本发明可以对机油温度进行检测，避免机油温度过高而损坏油耗仪。

Description

基于温度检测的相敏检波式油耗测试仪

技术领域

本发明涉及一种油耗测试仪，具体是指一种基于温度检测的相敏检波式油耗测试仪。

背景技术

油耗仪是衡量机动车经济性能、动力性能的重要检测仪器，是汽车、拖拉机制造行业，农机监理部门以及科研部门的必要检测仪器。目前所使用的油耗测试仪，必须与电脑用数据线连接才可完成测试数据、测试曲线的传输。并且测试仪频繁地与电脑连接，大大影响了测试仪的工作效率。同时，传统的油耗测试仪在工作中容易受到外界干扰信号的影响，导致其检测精度低，无法满足人们的需求。

发明内容

本发明的目的在于克服现有的油耗测试仪工作效率低、容易受到外界干扰信号的影响的缺陷，提供一种基于温度检测的相敏检波式油耗测试仪。

本发明的目的通过下述技术方案实现：基于温度检测的相敏检波式油耗测试仪，由单片机，均与单片机相连接的稳压电源模块、显示器、键盘、无线传输单元、网络接口、相敏检波单元和温度检测单元，以及与相敏检波单元相连接的油耗传感器组成；所述的相敏检波单元由异或门A1，异或门A2，异或门A3，三极管VT3，三极管VT4，三极管VT5，三极管VT6，放大器P1，检波芯片U1，串接在三极管VT3的发射极和三极管VT4的基极之间的电容C4，串接在三极管VT3的集电极和三极管VT4的集电极之间的电阻R8，串接在三极管VT3的集电极和异或门A3的正极之间的电阻R9，串接在三极管VT4的发射极与异或门A2的输出端之间的电阻R7，N极与异或门A3的正极相连接、P极接地的稳压二极管D5，串接在异或门A2的输出端与检波芯片U1的CLR管脚之间的电阻R10，一端与异或门A3的输出端相连接、另一端则经电阻R14后与放大器P1的正极相连接的电阻R13，正极与电阻R13和电阻R14的连接点相连接、负极则与检波芯片U1的PR管脚相连接的电容C5，一端与电容C5的正极相连接、另一端则与放大器P1的负极相连接的电阻R12，以及串接在检波芯片U1的Q1管脚与三极管VT5的基极之间的电阻R11组成；所述异或门A1的正极形成该相敏检波单元的输入端、其负极则与异或门A2的输出端相连接、其输出端则与异或门A2的正极相连接；所述异或门A2的负极接地；所述三极管VT3的基极与异或门A1的正极相连接、其发射极则与异或门A1的输出端相连接；所述异或门A3的正极和负极分别与检波芯片U1的1D管脚和CLK管脚相连接；所述三极管VT6的基极与检波芯片U1的Q2管脚相连接、其发射极接地、其集电极则与三极管VT5的发射极相连接；所述放大器P1的负极与三极管VT5的集电极相连接、其输出端则形成该相敏检波单元的输出端；所述相敏检波单元的输入端与油耗传感器相连接、其输出端则与单片机相连接。

所述温度检测单元由热电偶J，处理芯片U2，放大器P2，放大器P3，串接在处理芯片U2的UO管脚和放大器P3的正极之间的电阻R15，串接在放大器P3的负极与其输出端之间的电阻R19，N极与放大器P3的负极相连接、P极则顺次经电阻R16和电容C7后与放大器P2的正极相连接的二极管D4，正极经电阻R17后与放大器P2的正极相连接、负极则与电阻R16和电容C7的连接点相连接的电容C6，以及串接在放大器P3的输出端和放大器P2的输出端之间的电阻R18组成；所述处理芯片U2的-IN管脚和+IN管脚分别与热电偶J的信号输出端相连接、其-ALM管脚和COM管脚则均与其+IN管脚相连接，其FB管脚则与放大器P3的负极相连接，其U+管脚则接5V电压；所述放大器P2的负极与其输出端相连接、其输出端则形成该温度检测单元的输出端；所述温度检测单元的输出端与单片机相连接。

进一步的，所述稳压电源模块由三极管VT1，三极管VT2，稳压芯片U，正极与三极管VT1的发射极相连接、负极接地的极性电容C1，一端与稳压芯片U的IN管脚相连接、另一端则与三极管VT1的基极相连接的电阻R1，正极经电阻R6后与三极管VT1的集电极相连接、负极则与稳压芯片U的ADJ管脚相连接的电容C3，与电阻R6相并联的电容C2，一端与稳压芯片U的ADJ管脚相连接、另一端接地的电阻R4，一端与三极管VT2的发射极相连接、另一端则与稳压芯片U的ADJ管脚相连接的电阻R3，一端与三极管VT2的集电极相连接、另一端则形成该稳压电源模块的输出端的电阻R5，P极与稳压芯片U的ADJ管脚相连接、N极则经二极管D2后与三极管VT2的基极相连接的二极管D1，一端与稳压芯片U的OUT管脚相连接、另一端则与二极管D1的N极相连接的电阻R2，以及N极与稳压芯片U的OUT管脚相连接、P极则与三极管VT2的集电极相连接的二极管D3组成；所述稳压芯片U的OUT管脚和三极管VT2的集电极均与电容C3的正极相连接；所述三极管VT1的基极则形成该稳压电源模块的输入端；所述稳压电源模块的输出端与单片机相连接。

为了达到更好的实施效果，所述的稳压芯片U优选为LM317K集成芯片，而三极管VT1和三极管VT2则均优选为MJ4502型三极管，所述的检波芯片U1优选为74HC74N集成芯片，所述的处理芯片U2优选为AD594C集成芯片来实现。

本发明较现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

(1)本发明通过无线传输单元可以不需要数据线即可把油耗检测信号传输给外部的计算机，避免了有线连接的复杂性和局限性。

(2)本发明同时还设置有网络接口，该网络接口可以通过数据线与外部计算机相连接，因此本发明可以同时采用无线和有线两种传输方式，提高了其适用性。

(3)本发明设置有稳压电源模块，其可以确保本发明具有稳定的工作电压，避免电压波动而影响其测试精度。

(4)本发明设置有相敏检波单元，其可以判别油耗信号，而对其它的干扰信号进行抑制，这就消除了干扰信号对本发明所造成的影响，提高了本发明的检测精度。

(5)本发明可以对机油温度进行检测，避免机油温度过高而损坏油耗仪。

附图说明

图1为本发明的整体结构框图。

图2为本发明的稳压电源模块的电路结构图。

图3为本发明的相敏检波单元的电路结构图。

图4为本发明的温度检测单元的电路结构图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式并不限于此。

实施例

如图1所示，本发明的基于温度检测的相敏检波式油耗测试仪，由单片机，均与单片机相连接的相敏检波单元、稳压电源模块、显示器、键盘、无线传输单元、温度检测单元以及网络接口，以及与相敏检波单元相连接的油耗传感器组成。

其中，油耗传感器设置在发动机油箱内，用于采集发动机的油耗信息并传输给相敏检波单元，其优先采用深圳市电应普科技有限公司生产的DYP/DS1309型油耗传感器，该型号的油耗传感器具有-40～80℃的温度补偿范围，可以在发动机的各种状态下使用，并具有很高的灵敏度。

单片机作为本发明的控制中心，其用于对油耗信息进行处理以及对其它模块进行控制，其优选采用ARM处理器来实现。显示器用于直观的显示油耗测试结果。键盘则作为人机交换窗口，测试人员可以通过键盘向单片机设置测试参数。该无线传输单元则用于把采集到的油耗参数以无线形式发送到外部计算机，避免有线连接的复杂性和局限性，其可采用蓝牙来实现。该网络接口可以通过数据线与外部计算机相连接，并向计算机传输油耗信息，其可在需要有线连接的工况下使用。该温度检测单元设置在发动机油箱内，其用于检测机油温度，测试人员可以根据机油温度评估油耗测试仪是否适用，如机油温度过高，则及时让油耗测试仪停止工作避免其因高温而损坏。

另外，该稳压电源模块用于给其它的模块提供稳定的工作电源，其结构如图2所示，由三极管VT1，三极管VT2，稳压芯片U，电阻R1，电阻R2，电阻R3，电阻R4，电阻R5，电阻R6，二极管D1，二极管D2，二极管D3，极性电容C1，电容C2以及电容C3组成。

连接时，极性电容C1的正极与三极管VT1的发射极相连接、其负极接地，电阻R1的一端与稳压芯片U的IN管脚相连接、其另一端则与三极管VT1的基极相连接，电容C3的正极经电阻R6后与三极管VT1的集电极相连接、其负极则与稳压芯片U的ADJ管脚相连接，电容C2则与电阻R6相并联，由此电容C2和电阻R6则组成一个RC滤波器，其可对输入电压进行滤波处理。

另外，电阻R4的一端与稳压芯片U的ADJ管脚相连接、其另一端接地，电阻R3的一端与三极管VT2的发射极相连接、其另一端则与稳压芯片U的ADJ管脚相连接，电阻R5的一端与三极管VT2的集电极相连接、其另一端则形成该稳压电源模块的输出端，二极管D1的P极与稳压芯片U的ADJ管脚相连接、其N极则经二极管D2后与三极管VT2的基极相连接，电阻R2的一端与稳压芯片U的OUT管脚相连接、其另一端则与二极管D1的N极相连接，二极管D3的N极与稳压芯片U的OUT管脚相连接、其P极则与三极管VT2的集电极相连接。

所述稳压芯片U的OUT管脚和三极管VT2的集电极均与电容C3的正极相连接。所述三极管VT1的基极则形成该稳压电源模块的输入端。所述稳压电源模块的输出端与单片机相连接。为了达到好的实施效果，该稳压芯片U优选为LM317K集成芯片，而所述的三极管VT1和三极管VT2则均优选为MJ4502型三极管来实现。

该相敏检波单元可以对干扰信号进行抑制，消除干扰信号对本发明所造成的影响，其结构如图3所示，其由异或门A1，异或门A2，异或门A3，三极管VT3，三极管VT4，三极管VT5，三极管VT6，放大器P1，检波芯片U1，串接在三极管VT3的发射极和三极管VT4的基极之间的电容C4，串接在三极管VT3的集电极和三极管VT4的集电极之间的电阻R8，串接在三极管VT3的集电极和异或门A3的正极之间的电阻R9，串接在三极管VT4的发射极与异或门A2的输出端之间的电阻R7，N极与异或门A3的正极相连接、P极接地的稳压二极管D5，串接在异或门A2的输出端与检波芯片U1的CLR管脚之间的电阻R10，一端与异或门A3的输出端相连接、另一端则经电阻R14后与放大器P1的正极相连接的电阻R13，正极与电阻R13和电阻R14的连接点相连接、负极则与检波芯片U1的PR管脚相连接的电容C5，一端与电容C5的正极相连接、另一端则与放大器P1的负极相连接的电阻R12，以及串接在检波芯片U1的Q1管脚与三极管VT5的基极之间的电阻R11组成。

连接时，所述异或门A1的正极形成该相敏检波单元的输入端、其负极则与异或门A2的输出端相连接、其输出端则与异或门A2的正极相连接。所述异或门A2的负极接地；所述三极管VT3的基极与异或门A1的正极相连接、其发射极则与异或门A1的输出端相连接。所述异或门A3的正极和负极分别与检波芯片U1的1D管脚和CLK管脚相连接。所述三极管VT6的基极与检波芯片U1的Q2管脚相连接、其发射极接地、其集电极则与三极管VT5的发射极相连接。所述放大器P1的负极与三极管VT5的集电极相连接、其输出端则形成该相敏检波单元的输出端。所述相敏检波单元的输入端与油耗传感器相连接、其输出端则与单片机相连接。

由上述结构可得出，电阻R10，电阻R11，检波芯片U1，三极管VT5以及三极管VT6组成一个鉴别电路，其可以对油耗信号进行鉴别。而该电阻R13，电阻R14，电阻R12，电容C5以及放大器P1则共同组成一个低通滤波器，该低通滤波器可以油耗信号以外的其它干扰信号进行过滤。为了达到更好的实施效果，所述检波芯片U1优选为74HC74N集成芯片来实现。

该温度检测单元的结构如图4所示，其由热电偶J，处理芯片U2，放大器P3，放大器P2，电阻R15，电阻R16，电阻R17，电阻R18，电阻R19，二极管D4，电容C6以及电容C7组成。

连接时，电阻R15串接在处理芯片U2的UO管脚和放大器P3的正极之间，电阻R19则串接在放大器P3的负极与其输出端之间，二极管D4的N极与放大器P3的负极相连接、其P极则顺次经电阻R16和电容C7后与放大器P2的正极相连接，电容C6的正极经电阻R17后与放大器P2的正极相连接、其负极则与电阻R16和电容C7的连接点相连接，电阻R18串接在放大器P3的输出端和放大器P2的输出端之间。

所述处理芯片U2的-IN管脚和+IN管脚分别与热电偶J的信号输出端相连接、其-ALM管脚和COM管脚则均与其+IN管脚相连接，其FB管脚则与放大器P3的负极相连接，其U+管脚则接5V电压。所述放大器P2的负极与其输出端相连接、其输出端则形成该温度检测单元的输出端。所述温度检测单元的输出端与单片机相连接。

该热电偶J用于采集机油的温度信号，其优先采用北京天航大业自动化仪表有限公司生产的WRPF-130G热电偶，其响应速度快，且耐腐蚀。放大器P3，二极管D4，电容C6，电容C7，电阻R19，电阻R16，电阻R17，以及电阻R18构成A/D转换器，其把温度信号转换为数字信号输送给单片机。为了达到更好的实施效果，该处理芯片U2优选为AD594C集成芯片来实现。

如上所述，便可很好的实施本发明。

Claims (6)

1.基于温度检测的相敏检波式油耗测试仪，其特征在于，由单片机，均与单片机相连接的稳压电源模块、显示器、键盘、无线传输单元、网络接口、相敏检波单元和温度检测单元，以及与相敏检波单元相连接的油耗传感器组成；所述的相敏检波单元由异或门A1，异或门A2，异或门A3，三极管VT3，三极管VT4，三极管VT5，三极管VT6，放大器P1，检波芯片U1，串接在三极管VT3的发射极和三极管VT4的基极之间的电容C4，串接在三极管VT3的集电极和三极管VT4的集电极之间的电阻R8，串接在三极管VT3的集电极和异或门A3的正极之间的电阻R9，串接在三极管VT4的发射极与异或门A2的输出端之间的电阻R7，N极与异或门A3的正极相连接、P极接地的稳压二极管D5，串接在异或门A2的输出端与检波芯片U1的CLR管脚之间的电阻R10，一端与异或门A3的输出端相连接、另一端则经电阻R14后与放大器P1的正极相连接的电阻R13，正极与电阻R13和电阻R14的连接点相连接、负极则与检波芯片U1的PR管脚相连接的电容C5，一端与电容C5的正极相连接、另一端则与放大器P1的负极相连接的电阻R12，以及串接在检波芯片U1的Q1管脚与三极管VT5的基极之间的电阻R11组成；所述异或门A1的正极形成该相敏检波单元的输入端、其负极则与异或门A2的输出端相连接、其输出端则与异或门A2的正极相连接；所述异或门A2的负极接地；所述三极管VT3的基极与异或门A1的正极相连接、其发射极则与异或门A1的输出端相连接；所述异或门A3的正极和负极分别与检波芯片U1的1D管脚和CLK管脚相连接；所述三极管VT6的基极与检波芯片U1的Q2管脚相连接、其发射极接地、其集电极则与三极管VT5的发射极相连接；所述放大器P1的负极与三极管VT5的集电极相连接、其输出端则形成该相敏检波单元的输出端；所述相敏检波单元的输入端与油耗传感器相连接、其输出端则与单片机相连接；

所述温度检测单元由热电偶J，处理芯片U2，放大器P2，放大器P3，串接在处理芯片U2的UO管脚和放大器P3的正极之间的电阻R15，串接在放大器P3的负极与其输出端之间的电阻R19，N极与放大器P3的负极相连接、P极则顺次经电阻R16和电容C7后与放大器P2的正极相连接的二极管D4，正极经电阻R17后与放大器P2的正极相连接、负极则与电阻R16和电容C7的连接点相连接的电容C6，以及串接在放大器P3的输出端和放大器P2的输出端之间的电阻R18组成；所述处理芯片U2的-IN管脚和+IN管脚分别与热电偶J的信号输出端相连接、其-ALM管脚和COM管脚则均与其+IN管脚相连接，其FB管脚则与放大器P3的负极相连接，其U+管脚则接5V电压；所述放大器P2的负极与其输出端相连接、其输出端则形成该温度检测单元的输出端；所述温度检测单元的输出端与单片机相连接。

2.根据权利要求1所述的基于温度检测的相敏检波式油耗测试仪，其特征在于：所述稳压电源模块由三极管VT1，三极管VT2，稳压芯片U，正极与三极管VT1的发射极相连接、负极接地的极性电容C1，一端与稳压芯片U的IN管脚相连接、另一端则与三极管VT1的基极相连接的电阻R1，正极经电阻R6后与三极管VT1的集电极相连接、负极则与稳压芯片U的ADJ管脚相连接的电容C3，与电阻R6相并联的电容C2，一端与稳压芯片U的ADJ管脚相连接、另一端接地的电阻R4，一端与三极管VT2的发射极相连接、另一端则与稳压芯片U的ADJ管脚相连接的电阻R3，一端与三极管VT2的集电极相连接、另一端则形成该稳压电源模块的输出端的电阻R5，P极与稳压芯片U的ADJ管脚相连接、N极则经二极管D2后与三极管VT2的基极相连接的二极管D1，一端与稳压芯片U的OUT管脚相连接、另一端则与二极管D1的N极相连接的电阻R2，以及N极与稳压芯片U的OUT管脚相连接、P极则与三极管VT2的集电极相连接的二极管D3组成；所述稳压芯片U的OUT管脚和三极管VT2的集电极均与电容C3的正极相连接；所述三极管VT1的基极则形成该稳压电源模块的输入端；所述稳压电源模块的输出端与单片机相连接。

3.根据权利要求2所述的基于温度检测的相敏检波式油耗测试仪，其特征在于：所述的稳压芯片U为LM317K集成芯片。

4.根据权利要求2所述的基于温度检测的相敏检波式油耗测试仪，其特征在于：所述三极管VT1和三极管VT2均为MJ4502型三极管。

5.根据权利要求2所述的基于温度检测的相敏检波式油耗测试仪，其特征在于：所述的检波芯片U1为74HC74N集成芯片。

6.根据权利要求1或2所述的基于温度检测的相敏检波式油耗测试仪，其特征在于：所述的处理芯片U2为AD594C集成芯片。