CN107843436A - 一种基于无线网的发动机转速模拟监控系统 - Google Patents

一种基于无线网的发动机转速模拟监控系统 Download PDF

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郭晓慧
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Suzhou Heli Electronic Technology Co Ltd
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P3/00—Measuring linear or angular speed; Measuring differences of linear or angular speeds
    • G01P3/42—Devices characterised by the use of electric or magnetic means
    • G01P3/44—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed
    • G01P3/48—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage
    • G01P3/481—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage of pulse signals

Abstract

本发明公开了一种基于无线网的发动机转速模拟监控系统，包含监控终端以及与其通过无线网连接的设置在发动机上的数据采集终端，所述数据采集终端包含频率信号产生模块、频率信号调理模块、频率信号测量、电流信号产生模块、电流信号测量、模数转换模块、放大电路模块、整流滤波模块、微控制器模块、数据传输模块、数据存储模块、数码管和电源模块。

Description

一种基于无线网的发动机转速模拟监控系统
技术领域
本发明属于发动机转速检测领域，尤其涉及一种基于无线网的发动机转速模拟监控系统。
背景技术
信号发生器作为电控测量系统中应用最为普通的电控测量仪器之一，是工业控制、教学、科研常用的基本仪器。虽然市场上逐渐出现了各种信号发生器，但其仍然摆脱不了体积大、操作按钮多、价格昂贵等缺点，给动力系统工程人员外出调试和检修电控设备带来了不便。考虑到诸多因素，很有必要研制一种结构简单、携带和使用方便的多功能发动机转速模拟器。它能在不启动发动机的情况下，模拟产生并输出供现场所需的转速(频率)信号、给定电流信号来对电控设备(如电子调速器等)进行调试，可大幅度地节省做试验的费用(如燃油费用等)，而且调节精度高；在开机的状态下可以检测外部信号的频率(即现场发动机的转速信号)，进行数值显示，并且系统采用电池供电，所以该多功能发动机转速模拟器的成功研制将给动力系统工程技术人员进行现场测试带来极大的方便，且具有较高的实用价值、经济价值。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对背景技术的不足提供了一种基于无线网的发动机转速模拟监控系统。
本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：
一种基于无线网的发动机转速模拟监控系统，包含监控终端以及与其通过无线网连接的设置在发动机上的数据采集终端，所述数据采集终端包含频率信号产生模块、频率信号调理模块、频率信号测量、电流信号产生模块、电流信号测量、模数转换模块、放大电路模块、整流滤波模块、微控制器模块、数据传输模块、数据存储模块、数码管和电源模块；
频率信号产生模块通过频率信号调理模块连接微控制器模块，所述流信号产生模块依次经过模数转换模块、放大电路模块、整流滤波模块连接微控制器模块，模数转换模块、放大电路模块、整流滤波模块、微控制器模块
频率信号测量和电流信号测量分别与微控制器模块连接，分别用于采集频率信号产生模块和电流信号产生模块产生的频率信号和电压信号；
数据传输模块、数据存储模块、数码管和电源模块分别与微控制器模块连接，
所述微控制器模块根据采集的频率信号和电压信号获取发动机转速，进而通过数码管显示。
作为本发明一种基于无线网的发动机转速模拟监控系统的进一步优选方案，所述放大电路模块包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第五电容、第六电容、第七电容、第一二极管、第一三极管、第二三极管、第三三极管；
所述第一电阻为变阻器，所述第一电阻的滑动端连接第一电容的一端，所述第一电容的另一端分别连接第二电阻的一端、第三电容的一端，第三电阻的一端、第一三极管的基极，所述第三电阻的另一端接地，所述第一三极管的发射极分别连接第五电阻的一端、第四电容的一端，所述第五电阻的另一端、第四电容的另一端均接地；
所述第一三极管的集电极分别连接第三电容的另一端、第四电阻的一端、第二三极管的基极；所述第二三极管的发射极连接第五电容的一端，所述第五电容的另一端接地；所述第二三极管的集电极分别连接第二电阻的另一端、第二电容的一端、第六电容的一端、第三三极管的发射极；
所述第二电容的另一端分别连接第六电阻的一端、第七电阻的一端，所述第七电阻的另一端分别连接第三三极管的集电极、第七电容的一端，所述第七电容的另一端接地；所述第六电阻的另一端分别连接第一二极管的阳极、第三三极管的基极；所述第一二极管的阴极连接第四电阻的另一端。
作为本发明一种基于无线网的发动机转速模拟监控系统的进一步优选方案，所述第一至第二三极管的型号为2N109。
作为本发明一种基于无线网的发动机转速模拟监控系统的进一步优选方案，所述第一电阻采用频敏变阻器。
作为本发明一种基于无线网的发动机转速模拟监控系统的进一步优选方案，所述第三三极管的型号为LM9011。
本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：
1、本发明多功能发动机转速模拟器不仅能够提供所需的方波信号，且频率调节精度高，能实现电流的输出，还可以检测外部信号的频率及发动机的转速；
2、本发明提供一种三级放大结构的放大器电路，设计三重放大结构，显著提高放大器的转换速率，设计巧妙，值得推广；
3、 本发明发明的多功能发动机转速模拟器使用器件少，成本低，调节方便，易于实现。通过调试发现，只要阻容元件的温度系数低，则输出频率、电流是相当稳定的，因此性价比高。该多功能转速模拟器的使用情况表明，其可靠性好、输出稳定、携带方便。
具体实施方式
下面对本发明的技术方案做进一步的详细说明：
一种基于无线网的发动机转速模拟监控系统，包含监控终端以及与其通过无线网连接的设置在发动机上的数据采集终端，所述数据采集终端包含频率信号产生模块、频率信号调理模块、频率信号测量、电流信号产生模块、电流信号测量、模数转换模块、放大电路模块、整流滤波模块、微控制器模块、数据传输模块、数据存储模块、数码管和电源模块；
频率信号产生模块通过频率信号调理模块连接微控制器模块，所述流信号产生模块依次经过模数转换模块、放大电路模块、整流滤波模块连接微控制器模块，模数转换模块、放大电路模块、整流滤波模块、微控制器模块
频率信号测量和电流信号测量分别与微控制器模块连接，分别用于采集频率信号产生模块和电流信号产生模块产生的频率信号和电压信号；
数据传输模块、数据存储模块、数码管和电源模块分别与微控制器模块连接，
所述微控制器模块根据采集的频率信号和电压信号获取发动机转速，进而通过数码管显示。
作为本发明一种基于无线网的发动机转速模拟监控系统的进一步优选方案，所述放大电路模块包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第五电容、第六电容、第七电容、第一二极管、第一三极管、第二三极管、第三三极管；
所述第一电阻为变阻器，所述第一电阻的滑动端连接第一电容的一端，所述第一电容的另一端分别连接第二电阻的一端、第三电容的一端，第三电阻的一端、第一三极管的基极，所述第三电阻的另一端接地，所述第一三极管的发射极分别连接第五电阻的一端、第四电容的一端，所述第五电阻的另一端、第四电容的另一端均接地；
所述第一三极管的集电极分别连接第三电容的另一端、第四电阻的一端、第二三极管的基极；所述第二三极管的发射极连接第五电容的一端，所述第五电容的另一端接地；所述第二三极管的集电极分别连接第二电阻的另一端、第二电容的一端、第六电容的一端、第三三极管的发射极；
所述第二电容的另一端分别连接第六电阻的一端、第七电阻的一端，所述第七电阻的另一端分别连接第三三极管的集电极、第七电容的一端，所述第七电容的另一端接地；所述第六电阻的另一端分别连接第一二极管的阳极、第三三极管的基极；所述第一二极管的阴极连接第四电阻的另一端。
所述第一至第二三极管的型号为2N109。
所述第一电阻采用频敏变阻器。
所述第三三极管的型号为LM9011。
本发明多功能发动机转速模拟器系统：其主要由电源、频率信号产生、频率信号调理、频率信号测量、电流信号产生、电流信号测量及单片机测量显示等模块构成。可通过频率调整旋钮使其输出频率可调的标准方波信号，也可通过电流调整旋钮使其输出可调电流信号O～20 mA，并由数码管显示，此外它还能检测外部输入信号的频率。由于调试对象主要是发动机，所以转速测量是该转速模拟器的另一独特功能。
调节滑动变阻器w1的值可实现O～20 mA的电流输出。该电路选用的核心部件是AD694。AD694是一种单片电压电流转换器。它将输入电压信号转换成标准的O～20 mA电流信号，可广泛用于压力、流量、温度等信号的参数传递，并对阀、调节器以及过程控制中一些常用设备的控制。
频率信号调理电路：由于频率信号产生电路产生的波形不是很规则，须经过CD4013进行整形处理，最后被单片机采集和LED显示。若K1闭合，则短接了内部信号和地，此时就可以取得外部脉冲信号：如从柴油机磁电传感器来的正弦信号，因为T1和CD4013会将它们整形成脉宽比为1：1的方波，同样可被单片机所采集。需要注意的是，单片机计算脉冲个数时，应该考虑的是被分频之后的脉冲信号，所以在软件里对所计的脉冲数加倍。
模数转换模块：由AD694产生的0～20 mA电流，转换成O～2．O V的模拟电压信号后，连接到MAXl44的CHO和CHl端口。由于模拟信号电压范围为O～2．O V，因此可将MAXl44的参考基准电压设置为2．048V，这样可以提高转换精度，也便于转换后数据的后续处理。
本技术领域技术人员可以理解的是，除非另外定义，这里使用的所有术语（包括技术术语和科学术语）具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。
以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。上面对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。

Claims (5)

1.一种基于无线网的发动机转速模拟监控系统，其特征在于：包含监控终端以及与其通过无线网连接的设置在发动机上的数据采集终端，所述数据采集终端包含频率信号产生模块、频率信号调理模块、频率信号测量、电流信号产生模块、电流信号测量、模数转换模块、放大电路模块、整流滤波模块、微控制器模块、数据传输模块、数据存储模块、数码管和电源模块；
频率信号产生模块通过频率信号调理模块连接微控制器模块，所述流信号产生模块依次经过模数转换模块、放大电路模块、整流滤波模块连接微控制器模块，模数转换模块、放大电路模块、整流滤波模块、微控制器模块；
频率信号测量和电流信号测量分别与微控制器模块连接，分别用于采集频率信号产生模块和电流信号产生模块产生的频率信号和电压信号；
数据传输模块、数据存储模块、数码管和电源模块分别与微控制器模块连接，
所述微控制器模块根据采集的频率信号和电压信号获取发动机转速，进而通过数码管显示。
2.根据权利要求1所述的一种基于无线网的发动机转速模拟监控系统，其特征在于：所述放大电路模块包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第五电容、第六电容、第七电容、第一二极管、第一三极管、第二三极管、第三三极管；
所述第一电阻为变阻器，所述第一电阻的滑动端连接第一电容的一端，所述第一电容的另一端分别连接第二电阻的一端、第三电容的一端，第三电阻的一端、第一三极管的基极，所述第三电阻的另一端接地，所述第一三极管的发射极分别连接第五电阻的一端、第四电容的一端，所述第五电阻的另一端、第四电容的另一端均接地；
所述第一三极管的集电极分别连接第三电容的另一端、第四电阻的一端、第二三极管的基极；所述第二三极管的发射极连接第五电容的一端，所述第五电容的另一端接地；所述第二三极管的集电极分别连接第二电阻的另一端、第二电容的一端、第六电容的一端、第三三极管的发射极；
所述第二电容的另一端分别连接第六电阻的一端、第七电阻的一端，所述第七电阻的另一端分别连接第三三极管的集电极、第七电容的一端，所述第七电容的另一端接地；所述第六电阻的另一端分别连接第一二极管的阳极、第三三极管的基极；所述第一二极管的阴极连接第四电阻的另一端。
3.根据权利要求2所述的一种基于无线网的发动机转速模拟监控系统，其特征在于：所述第一至第二三极管的型号为2N109。
4.根据权利要求2所述的一种基于无线网的发动机转速模拟监控系统，其特征在于：所述第一电阻采用频敏变阻器。
5.根据权利要求2所述的一种基于无线网的发动机转速模拟监控系统，其特征在于：所述第三三极管的型号为LM9011。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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