CN202013498U

CN202013498U - 一种用于油泵试验台的测量控制仪

Info

Publication number: CN202013498U
Application number: CN2011200541841U
Authority: CN
Inventors: 王新勇; 范波; 马风晨; 刘珊中; 刘江辉; 普邑; 郜珂
Original assignee: Henan University of Science and Technology
Current assignee: Henan University of Science and Technology
Priority date: 2011-03-03
Filing date: 2011-03-03
Publication date: 2011-10-19
Anticipated expiration: 2021-03-03

Abstract

本实用新型公开了一种用于油泵试验台的测量控制仪，包括单片机、电源电路、脉冲整形电路、温度采集电路、键盘输入接口电路、PC机通信接口电路、温度控制模块、限速保护电路、打印机接口电路等。仪器通过计量油泵的主轴转速、喷油次数以及柴油的温度，在液晶显示模块显示以上数据，以指导对喷油泵的调整。除上述功能外，仪器具有温控、打印、通信等功能，仪表通过键盘设定最高转速，当主轴转速高于设定最高转速时，限速保护电路将切断电机电源，防止电机飞车或失速对油泵造成损坏。控制仪采用计算机数字处理技术，与现有的测量仪相比较，具有测量精确，操作简单，控制功能多等特点。

Description

一种用于油泵试验台的测量控制仪

技术领域

本实用新型涉及油泵控制领域，特别是一种用于油泵试验台的测量控制仪，具体地说就是通过计量油泵的主轴转速、喷油次数以及柴油的温度，以指导对喷油泵调整的装置。

背景技术

油泵实验台用来测试喷油泵性能的设备，喷油泵的性能是发动机的重要性能指标，直接关系到内燃机的整体性能。准确测试喷油泵的各种技术参数对提高内燃机的经济性、动力性、可靠性、耐久性和降低排污量、噪声、烟度等具有十分重要的意义。早期油泵试验台的测量仪器基本都是用COMS、TTL等集成电路搭接而成，使用电子元件很多，成本高而测量精度低，而且故障率高。现在油泵试验台的测量仪器基本都是采用单片微机技术，使用电子元件较少，成本低而测量精度高，而且仪器的故障率大大降低。这些仪器大多采用LED数码管显示，功能也只限于计量油泵的主轴转速和喷油次数，功能相对单调，缺乏保护等功能。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种带有保护、温控、通信、LCD显示并且采用数字处理技术的一种用于油泵试验台的测量控制仪，用以解决现有测量仪温控精度差、功能简单等问题。

为实现发明目的，本实用新型的方案是：一种用于油泵试验台的测量控制仪，包括单片机10与电源电路4，单片机10采样连接用于测量转速的脉冲整形电路1，输入连接键盘输入接口电路3以及用于测量柴油温度的温度采集电路2，输出连接挡油板控制电路7与显示模块9，其特征在于，所述单片机10还连接有温度控制电路6。

所述温度控制电路6由电源过零检测电路和加热电路两部分组成：电源过零检测电路包括第一光耦与第二光耦，两光耦的发光二极管反向并联在在交流电源电路中，两光耦的三极管均是集电极通过上拉电阻接单片机电源，射极接地，单片机的一个检测端口P3.2连接所述光耦三极管的集电极；加热电路包括在交流电源电路中串联的电热丝与双向可控硅，单片机的一个输出端口P3.3通过用于隔离的第三光耦与驱动三极管控制连接所述可控硅的控制端。

所述控制仪还设有限速保护电路8，该限速保护电路8包括设置在油泵电源电路中的接触器，所述单片机10控制连接所述接触器。

所述控制仪还设有PC机通讯接口电路5，该通讯接口电路5为串口通讯接口电路。

所述单片机10还连接有用于连接打印机的打印机接口电路11。

所述显示模块9是LCD显示模块。

所述单片机10为STC12C5A08S2单片机。

本实用新型通过计量油泵的主轴转速、喷油次数以及柴油的温度，在液晶显示模块显示以上数据，以指导对喷油泵的调整。采用数字处理技术，主轴转速测量精确，喷油次数控制准确可靠。仪器具有温度显示和控制功能，控制采用模糊算法控制方式，对柴油温度控制更精确，温度控制的超调量小，油泵调试效果好。仪器具有最高转速限制功能，通过键盘设定最高转速，当主轴转速高于设定最高转速时，限速保护电路将切断电机电源，防止电机飞车或失速对油泵造成损坏。采用LCD液晶屏集中显示方式，能充分满足试验台操作员对油泵性能参数、状态信息等信息快速、直观的读取要求，显示方式新颖直观，采用液晶显示大大降低了耗电量。与现有的测量仪相比较，具有测量精确，操作简单，控制功能多等特点。

附图说明

图1是本实用新型的结构框图；

图2是脉冲整形电路原理图；

图3是电源过零检测电路原理图；

图4是加热电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步详细的说明。

如图1所示的一种用于油泵试验台的测量控制仪，包括单片机10、电源电路4、脉冲整形电路1、温度采集电路2、键盘输入接口电路3、PC机通信接口电路5、挡油板控制电路7、温度控制电路6、限速保护电路8、显示模块9、打印机接口电路11。单片机10采样连接用于测量转速信号的脉冲整形电路1，输入连接用于测量柴油温度的温度采集电路2，输入连接键盘输入接口电路3，输出连接挡油板控制电路7与显示模块9，这里采用LCD显示模块，单片机10连接有温度控制电路6。下面具体说明各个模块功能。

单片机10采用宏晶公司生产的STC12C5A08S2单片机，带有两路串口；串口分别连接PC机通信接口电路5和微型打印机，对一些重要数据打印输出；通过PC机通信接口电路连接计算机，和上位计算机通信，实现数据传送和接收功能。

LCD显示模块采用金鹏公司生产的4X8C液晶显示模块。显示转速、喷油次数、油温、设定的油温、设定试验台最高转速等数据。

温度采集电路2测量柴油温度，采用芯片DS18B20温度传感器，DS18B20采用外接电源方式工作，一线测温的一线与单片机的P0.7脚连接并加上拉电阻使其工作，测出的数据存放在寄存器里，将数据经过一系列转换，LCD显示出温度。

键盘输入接口电路3设定喷油次数或输入数据，选用CH452芯片，采用三线式模式与单片机相连。

脉冲整形电路1原理图如图2所示。图中vIN点为磁感应信号脉冲输入端，经过滤波、整形后由LM393N的第3管脚输出到单片机芯片的T0口。图中用到了电容、二极管、LM393等电子元件。其中LM393集成块内部装有两个独立的电压比较器，电容的作用是滤波，LM393电压比较器接成具有滞回特性的电压比较器，起脉冲整形作用。本设计中信号采集的方法是：在喷油泵主轴一周刻上均匀的六十个齿轮，每个齿轮经过磁感应器时都会产生一个信号脉冲，在连续转动的时候就会产生连续的脉冲，所产生信号脉冲为弱正弦波，为使采集信号达到准确要求，需要对所产生信号进行整形，使其经过一系列的滤波、整形等方式，最后输出适合采集的方波信号。

单片机通过处理脉冲整形电路完成试验台主轴转速的测量。当主轴每转一圈时，感应器都会产生六十个不太规则的信号，每个信号经过硬件电路整形，形成规则的脉冲信号。用计数器来对整形后的脉冲进行计数，每来一个脉冲计数器便中断一次，在每一次中断子程序中对某一地址的固定寄存器进行加1操作。利用定时器定时，每隔一秒钟去读取寄存器的数据经过换算便是主轴目前的转速。其中计数功能由计数器T0来实现，通过设置初始值使其每计数一次便溢出标志位为1，并产生一次中断，每一次中断便对固定的寄存器加1。利用定时器T1来产生十毫秒一次的中断，每中断一百次(即1秒钟)便去读固定寄存器的数据，将数据通过一系列转换并通过数码管显示出来。此外还要对喷油次数进行计算，主轴每转一圈，喷油嘴便会喷一次油，当提取到转速的数据后调用一个双字节的除法子程序，用提取到的数据做除以六十的操作，便可以得出目前的喷油次数。挡油板控制电路7在单片机的控制下，根据设定的喷油次数，电磁铁吸合或断开的控制信号。

温度控制电路6，如图3、4所示，由电源过零检测电路和加热电路两部分组成：电源过零检测电路包括第一光耦U3与第二光耦U4，两光耦的发光二极管反向并联在在交流电源电路中，两光耦的三极管均是集电极通过上拉电阻U1接单片机电源VD，射极接地，单片机的一个检测端口P3.2连接所述光耦三极管的集电极；当交流电源过零，光耦U3或U4的三极管关断，集电极由低电平转换为高电平，单片机通过端口P3.2检测到该电平变化，从而在过零时输出触发脉冲。加热电路包括在交流电源电路中串联的电热丝U11与双向可控硅D1，单片机的一个输出端口P3.3通过用于隔离的第三光耦U6与驱动三极管U9控制连接双向可控硅D1的控制端。单片机P3.3端口输出触发脉冲，控制双向可控硅D1的导通角，从而控制电热丝U11的加热量，与现在普遍采用切断加热电源的方法相比，对柴油温度控制更精确，温度控制的超调量小，油泵调试效果好。

限速保护电路8包括设置在油泵电源电路中的接触器，所述单片机控制连接所述接触器。其作用是限制试验台的主轴转速，通过键盘设定所修油泵的最高转速，当单片机检测到主轴转速高于设定最高转速时，限速保护功能被激活，单片机控制接触器，立即切断电机电源，防止电机飞车或失速对油泵造成损坏。

Claims

1.一种用于油泵试验台的测量控制仪，包括单片机（10）与电源电路（4），单片机（10）采样连接用于测量转速的脉冲整形电路（1），输入连接键盘输入接口电路（3）以及用于测量柴油温度的温度采集电路（2），输出连接挡油板控制电路（7）与显示模块（9），其特征在于，所述单片机（10）还连接有温度控制电路（6）。

2.根据权利要求1所述的一种用于油泵试验台的测量控制仪，其特征在于，所述温度控制电路（6）由电源过零检测电路和加热电路两部分组成：

电源过零检测电路包括第一光耦与第二光耦，两光耦的发光二极管反向并联在在交流电源电路中，两光耦的三极管均是集电极通过上拉电阻接单片机电源，射极接地，单片机的一个检测端口（P3.2）连接所述光耦三极管的集电极；

加热电路包括在交流电源电路中串联的电热丝与双向可控硅，单片机的一个输出端口（P3.3）通过用于隔离的第三光耦与驱动三极管控制连接所述可控硅的控制端。

3.根据权利要求1所述的一种用于油泵试验台的测量控制仪，其特征在于，所述控制仪还设有限速保护电路（8），该限速保护电路（8）包括设置在油泵电源电路中的接触器，所述单片机（10）控制连接所述接触器。

4.根据权利要求1所述的一种用于油泵试验台的测量控制仪，其特征在于，所述控制仪还设有PC机通讯接口电路（5），该通讯接口电路（5）为串口通讯接口电路。

5.根据权利要求1所述的一种用于油泵试验台的测量控制仪，其特征在于，所述单片机（10）还连接有用于连接打印机的打印机接口电路（11）。

6.根据权利要求1所述的一种用于油泵试验台的测量控制仪，其特征在于，所述显示模块（9）是LCD显示模块。

7.根据权利要求1所述的一种用于油泵试验台的测量控制仪，其特征在于，所述单片机（10）为STC12C5A08S2单片机。