CN107525563B - 一种电阻式液位传感器测量电路及该测量电路自适应测量方法 - Google Patents
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Abstract
本发明所涉及一种电阻式液位传感器测量电路，包括自适应分压电阻电路，液位传感器电路，VCC电源端，单片机模数转换通道电路，单片机，形成自适应测量电路，并通过液位传感器电路查找液位。测量时，通过选择分压电阻改变和可调电阻Rs串联电阻值方法，分别将液位传感器电路的电压经过RC滤波输入到单片机模数转换通道电路内，再通过比较所述可信值计算液位传感器电阻，并通过可调电阻Rs查表液位，此测量过程中，通过可调电阻Rs的电阻值大小变化，来适应多种不同阻值范围内的电阻式液位传感器，从而达到在测量过程中能够兼容多种不同阻值范围内的电阻式液位传感器的效果。本发明所述自适应测量方法具有操作简单，使用方便的效果。
Description
【技术领域】
本发明涉及到一种汽车发动机电控技术领域，尤其是涉及到一种发动机上多种类型电阻组合方面的电阻式液位传感器测量电路及该测量电路自适应测量方法。
【背景技术】
现有技术汽车发动机电控系统领域中，所述液位传感器已经被行业中应用广泛。现有技术中液位传感器大部分采用一种在规定电阻范围内实现精确采集的液位传感器。该液位传感器匹配电路都是固定的，而由于不同厂家生产的电阻式液位传感器特性阻值范围不同，所以导致液位传感器采集标定数据结果不一致或采集数据不精确问题发生。如果在使用之前更换另一特性的液位传感器，则需要重新选择匹配电路和重新标定数据，这次导致给使用者带来极其不方便。
【发明内容】
有鉴于此，本发明所要解决的技术问题是提供一种在测量过程中能够兼容多种不同阻值范围内电阻式液位传感器的电阻式液位传感器测量电路，该测量电路在使用时不需重新标定数据，且能够最大程度消除误差。
本发明所要解决的另外一技术问题是提供操作简单，使用方便的电阻式液位传感器测量电路测量方法。
为此解决上述技术问题，本发明中的技术方案所采用一种电阻式液位传感器测量电路，其包括自适应分压电阻电路，液位传感器电路，VCC电源端，单片机模数转换通道电路，单片机，所述的自适应分压电阻电路与液位传感器电路串联接入VCC电源端，所述的单片机模数转换通道电路连接并联在自适应分压电阻电路与液位传感器电路之间，而形成自适应测量电路，并通过液位传感器电路查找液位。
依据主要技术特征所述，所述自适应分压电阻电路包括电阻R1，电阻R2，电阻R3，PNP管Q1，PNP管Q2，PNP管Q3，电压量AD1，电压量AD2，电压量AD3；所述电阻R1连接在PNP管Q1集电极端上，PNP管Q1基极端与单片机连接，电压量AD1连接于电阻R1与PNP管Q1集电极端之间；所述电阻R2连接在PNP管Q2集电极端上，PNP管Q2基极端与单片机连接，电压量AD2连接于电阻R2与PNP管Q2集电极端之间；所述电阻R3连接在PNP管Q3集电极端上，PNP管Q3基极端与单片机连接，电压量AD2连接于电阻R3与PNP管Q3集电极端之间；PNP管Q1发射极端，PNP管Q2发射极端，PNP管Q3发射极端三者并联连接之后与VCC电源端连接。
依据主要技术特征所述，所述液位传感器电路包括可调电阻Rs,可调电阻Rs一端与GND端连接，所述电阻R1另一端，电阻R2另一端，电阻R3另一端相互并联连接，形成连接点，该连接点与可调电阻Rs另一端连接。
依据主要技术特征所述，单片机模数转换通道电路包括电阻R4，连接于电阻一端上的电容C1，连接于电阻R4上的电压量AD4；所述电容C1与GND端连接的。
一种电阻式液位传感器测量电路的自适应测量方法为：第一步，打开PNP管Q1，关闭PNP管Q2和PNP管Q3，单片机读取PNP管Q1压降后电压量AD1和电阻Rs处电压量AD4，电压分别为Uad1,Uad41；第二步，打开PNP管Q2，关闭PNP管Q1和PNP管Q3，单片机读取PNP管Q2压降后电压量AD2和电阻Rs处电压量AD4，电压分别为Uad2,Uad42；第三步，打开PNP管Q3，关闭PNP管Q1和PNP管Q2，单片机读取PNP管Q3压降后电压量AD3和电阻Rs处电压量AD4，电压分别为Uad3,Uad43；第四步，将在电压Uad41，电压Uad42，电压Uad43中选择二分之一的所述电压Uad41的数值作为可信值；则电阻R1和可调电阻Rs分别为分压电阻，根据在串联电路电阻之比等于电压比的原理，计算得到测量误差最小的可调电阻Rs；再通过可调电阻Rs的阻值大小，得到精确的液位。
本发明有益技术效果为：因本技术方案采用所述的自适应分压电阻电路与液位传感器电路串联接入VCC电源端，所述的单片机模数转换通道电路连接并联在自适应分压电阻电路与液位传感器电路之间，而形成自适应测量电路，并通过液位传感器电路查找液位。测量时，通过选择分压电阻改变和可调电阻Rs串联电阻值方法，分别将液位传感器电路的电压经过RC滤波输入到单片机模数转换通道电路内，再通过比较所述可信值计算液位传感器电阻，并通过可调电阻Rs查表液位，此测量过程中，通过可调电阻Rs的电阻值大小变化，来适应多种不同阻值范围内的电阻式液位传感器，从而达到在测量过程中能够兼容多种不同阻值范围内的电阻式液位传感器的效果。该测量电路在使用时不需重新标定数据，且能够最大程度消除误差。本发明的电阻式液位传感器测量电路的自适应测量方法，与同类技术相比，具有操作简单，使用方便的效果。
下面结合附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
【附图说明】
图1为本发明中电阻式液位传感器测量电路的电路原理图；
图2为本发明中所述的测量电路自适应测量方法的流程图。
【具体实施方式】
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚、明白，以下结合附图和实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
请参考图1及图2所示，下面结合实施例说明一种电阻式液位传感器测量电路，其包括自适应分压电阻电路，液位传感器电路，VCC电源端，单片机模数转换通道电路，单片机。
所述自适应分压电阻电路包括电阻R1，电阻R2，电阻R3，PNP管Q1，PNP管Q2，PNP管Q3，电压量AD1，电压量AD2，电压量AD3；所述电阻R1连接在PNP管Q1集电极端上，PNP管Q1基极端与单片机连接，电压量AD1连接于电阻R1与PNP管Q1集电极端之间；所述电阻R2连接在PNP管Q2集电极端上，PNP管Q2基极端与单片机连接，电压量AD2连接于电阻R2与PNP管Q2集电极端之间；所述电阻R3连接在PNP管Q3集电极端上，PNP管Q3基极端与单片机连接，电压量AD2连接于电阻R3与PNP管Q3集电极端之间；PNP管Q1发射极端，PNP管Q2发射极端，PNP管Q3发射极端三者并联连接之后与VCC电源端连接。单片机控制是否打开PNP管Q的功能。
所述液位传感器电路包括可调电阻Rs,可调电阻Rs一端与GND端连接，所述电阻R1另一端，电阻R2另一端，电阻R3另一端相互并联连接，形成连接点，该连接点与可调电阻Rs另一端连接。
所述单片机模数转换通道电路包括电阻R4，连接于电阻一端上的电容C1，连接于电阻R4上的电压量AD4；所述电容C1与GND端连接的。所述单片机是采用型号为MC9S12XEP100构成的。
所述的自适应分压电阻电路与液位传感器电路串联接入VCC电源端，根据串联电路电压之比等于电阻之比的原理，通过开关电阻R1、电阻R2、电阻R3改变和可调电阻Rs串联电阻值的方法，所述的单片机模数转换通道电路连接并联在自适应分压电阻电路与液位传感器电路之间，分别将电阻式液位传感器处电压经RC滤波输入到单片机模数转换通道AD4，而形成自适应测量电路，并通过液位传感器电路查找液位。
所述自适应分压电阻电路的电阻R1、电阻R2、电阻R3的选择根据可调电阻Rs阻值范围，分压电阻的选择Rx约等于时最匹配，电阻R1、电阻R2、电阻R3根据适用于不同阻值区间范围的液位传感器来选择。自适应分压电阻R1、电阻R2、电阻R3都有一个PNP管Q1、PNP管Q2、PNP管Q3来打开或者关闭，在PNP管Q1、PNP管Q2、PNP管Q3之后各有一个模数转换通道采集PNP管Q1、PNP管Q2、PNP管Q3的压降和散差。依次单独打开PNP管Q1、PNP管Q2、PNP管Q3，单片机读取PNP管Qx压降后电压量ADx和所述可调电阻Rs的电压量AD4，比较电压AD4采集结果，选择接近VCC/2的电压为精度、可信度最高的结果采集，通过串联电路电阻之比等于电压之比的原理计算电阻式液位传感器Rs的阻值，并且通过Rs阻值查表得到液位。采取上述方法，可以根据电阻式液位传感器的区间选择不局限于3个分压电阻的方法，以增加测量精度。
一种电阻式液位传感器测量电路的自适应测量方法为：第一步，打开PNP管Q1，关闭PNP管Q2和PNP管Q3，单片机读取PNP管Q1压降后电压量AD1和电阻Rs处电压量AD4，电压分别为Uad1,Uad41；第二步，打开PNP管Q2，关闭PNP管Q1和PNP管Q3，单片机读取PNP管Q2压降后电压量AD2和电阻Rs处电压量AD4，电压分别为Uad2,Uad42；第三步，打开PNP管Q3，关闭PNP管Q1和PNP管Q2，单片机读取PNP管Q3压降后电压量AD3和电阻Rs处电压量AD4，电压分别为Uad3,Uad43；第四步，将在电压Uad41，电压Uad42，电压Uad42中选择二分之一的所述电压Uad41的数值作为可信值则电阻R1和可调电阻Rs分别为分压电阻，根据在串联电路电阻之比等于电压比的原理，公式：计算得到测量误差最小的可调电阻Rs；再通过可调电阻Rs的阻值大小，得到精确的液位。
综上所述，因本技术方案采用所述的自适应分压电阻电路与液位传感器电路串联接入VCC电源端，所述的单片机模数转换通道电路连接并联在自适应分压电阻电路与液位传感器电路之间，而形成自适应测量电路，并通过液位传感器电路查找液位。测量时，通过选择分压电阻改变和可调电阻Rs串联电阻值方法，分别将液位传感器电路的电压经过RC滤波输入到单片机模数转换通道电路内，再通过比较所述可信值计算液位传感器电阻，并通过可调电阻Rs查表液位，此测量过程中，通过可调电阻Rs的电阻值大小变化，来适应多种不同阻值范围内的电阻式液位传感器，从而达到在测量过程中能够兼容多种不同阻值范围内的电阻式液位传感器的效果。该测量电路在使用时不需重新标定数据，且能够最大程度消除误差。本发明的电阻式液位传感器测量电路的自适应测量方法，与同类技术相比，具有操作简单，使用方便的效果。
以上参照附图说明了本发明的优选实施例，并非因此局限本发明的权利范围。本领域技术人员不脱离本发明的范围和实质内所作的任何修改、等同替换和改进，均应在本发明的权利范围之内。
Claims (2)
1.一种电阻式液位传感器测量电路，其包括自适应分压电阻电路，液位传感器电路，VCC电源端，单片机模数转换通道电路，单片机；所述液位传感器电路包括可调电阻Rs,可调电阻Rs一端与GND端连接，所述电阻R1另一端，电阻R2另一端，电阻R3另一端相互并联连接，形成连接点，该连接点与可调电阻Rs另一端连接；单片机模数转换通道电路包括电阻R4，连接于电阻一端上的电容C1，连接于电阻R4上的电压量AD4；所述电容C1与GND端连接的；其特征在于：所述的自适应分压电阻电路与液位传感器电路串联接入VCC电源端，所述的单片机模数转换通道电路连接并联在自适应分压电阻电路与液位传感器电路之间，而形成自适应测量电路，并通过液位传感器电路查找液位；所述自适应分压电阻电路包括电阻R1，电阻R2，电阻R3，PNP管Q1，PNP管Q2，PNP管Q3，电压量AD1，电压量AD2，电压量AD3；所述电阻R1连接在PNP管Q1集电极端上，PNP管Q1基极端与单片机连接，电压量AD1连接于电阻R1与PNP管Q1集电极端之间；所述电阻R2连接在PNP管Q2集电极端上，PNP管Q2基极端与单片机连接，电压量AD2连接于电阻R2与PNP管Q2集电极端之间；所述电阻R3连接在PNP管Q3集电极端上，PNP管Q3基极端与单片机连接，电压量AD2连接于电阻R3与PNP管Q3集电极端之间；PNP管Q1发射极端，PNP管Q2发射极端，PNP管Q3发射极端三者并联连接之后与VCC电源端连接。
2.一种电阻式液位传感器测量电路的自适应测量方法为：第一步，打开PNP管Q1，关闭PNP管Q2和PNP管Q3，单片机读取PNP管Q1压降后电压量AD1和电阻Rs处电压量AD4，电压分别为Uad1,Uad41；第二步，打开PNP管Q2，关闭PNP管Q1和PNP管Q3，单片机读取PNP管Q2压降后电压量AD2和电阻Rs处电压量AD4，电压分别为Uad2,Uad42；第三步，打开PNP管Q3，关闭PNP管Q1和PNP管Q2，单片机读取PNP管Q3压降后电压量AD3和电阻Rs处电压量AD4，电压分别为Uad3,Uad43；第四步，将在电压Uad41，电压Uad42，电压Uad43中选择二分之一的电压Uad41的数值作为可信值；则电阻R1和可调电阻Rs分别为分压电阻，根据在串联电路电阻之比等于电压比的原理，计算得到测量误差最小的传感器电阻Rs；再通过传感器电阻Rs的阻值大小，得到精确的液位。
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