CN204255654U - 船用柴油机综合信号模拟器 - Google Patents
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Abstract
一种船用柴油机综合信号模拟器，其特征在于：所述综合信号模拟器包括箱体、电源和用以产生和输出模拟柴油机运行信号的温度回路、频率回路、电压回路和电流回路；各回路包括连接旋转编码器的MCU，该MCU产生并输出模拟温度信号、模拟频率信号、模拟电压信号和模拟电流信号，并且连接LCD同步显示。本实用新型通过软件和硬件相结合的方式模拟柴油机运行过程中的输出信号，使不用到柴油机运行现场就可以采集到所需信号成为可能，对柴油机后续监测报警和故障模拟的一些情况，无需实际动车实验，节约了试车成本，而且具有操作方便、实用性强的优点，对企业中的产品检测和操作培训、科研院所的研究开发和高校的实验教学等都具有实际意义。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种信号模拟装置，具体涉及一种用于模拟多种常用信号的船用柴油机综合信号模拟器，属于电子技术领域。
背景技术
为了对船舶柴油机运行的后续监测和故障报警情况进行研究，以便为研发、设计、操作培训、理论教学等创造条件，就需要采集柴油机运行中产生的各种运行信号，若到船舶柴油机运行现场去采集所需的温度信号、频率信号、电压信号和电流信号等，不仅影响柴油机的正常工作，而且耗费大量人力、物力，成本很高；若仅依靠实验室的器材和设备，则无法满足柴油机的测试条件，完成有关研究、培训、检测、教学等工作。因此有必要开发出一套柴油机综合信号模拟器来取代对船用柴油机的现场采集信号工作。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种操作方便，实用性强的船用柴油机综合信号模拟器，通过软件和硬件相结合的方式模拟产生柴油机运行过程中输出的各种信号，实现不到柴油机运行现场就可以得到所需温度、频率、电压和电流等信号。
为实现上述目的，本实用新型的技术解决方案如下：
一种船用柴油机综合信号模拟器，其特征在于：所述综合信号模拟器包括箱体、电源和用以产生和输出模拟柴油机运行信号的温度回路、频率回路、电压回路和电流回路，该温度回路、频率回路、电压回路和电流回路容纳于所述箱体内且与所述电源连接；
所述温度回路包括连接旋转编码器的MCU，该MCU通过继电器输出PT100电阻的模拟温度信号，并且连接LCD同步显示；
所述频率回路包括连接旋转编码器的MCU，该MCU驱动DDS频率发生器产生频率信号，再经过缓冲放大输出模拟频率信号，并且连接LCD同步显示；
所述电压回路包括连接旋转编码器的MCU，该MCU驱动DA芯片产生精度达到1/4096的电平信号，再经过运放缓冲输出K型热电偶的模拟电压信号，并且连接LCD同步显示温度和对应毫伏值；
所述电流回路包括连接旋转编码器的MCU，该MCU驱动DA芯片产生精度达到1/4096的电平信号，再经过电压-电流转换电路输出模拟电流信号，并且连接LCD同步显示电流值。
进一步地，所述的模拟温度信号为10路输出，温度范围0-100℃，步进1℃，精度±1℃；所述模拟频率信号为2路输出，频率范围0-2000HZ，步进1HZ，TTL电平；所述模拟电压信号为2路输出，温度范围0-800℃，步进1℃，毫伏电压输出；所述模拟电流信号为2路输出，电流范围4-20mA，步进0.01mA。
进一步地，所述的LCD设置在所述箱体的面板上，该面板上还设置有用以调整输出值的多个旋钮，该多个旋钮分别连接所述温度回路、频率回路、电压回路和电流回路的MCU。
进一步地，所述的箱体的背板上设置有用以连接输出的多个接线端子。
进一步地，所述的DA芯片为12位。
进一步地，所述的MCU的型号为STM8。
与现有技术相比，本实用新型集成了常用的多种信号模拟功能，能够模拟产生柴油机运行过程中的温度、频率、电压和电流等大部分输出信号，在输出各种信号的同时，还能把所输出信号的信息显示在液晶屏上以便操作者进行调整。所述信号模拟器在对柴油机后续监测报警和故障模拟的过程中，无需实际动车实验，节约了试车成本，使不用到柴油机运行现场就可以采集到所需信号成为可能，而且本发明具有操作方便、精度高、实用性强、扩展性良好的优点，既可以应用于柴油机故障模拟，也可以应用于教学实验，还可以应用于仪器仪表调较、检修和维护，对企业中的产品检测和操作培训、科研院所的研究开发和高校的实验教学等都具有实际意义。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图。
图2是本实用新型的外形图。
图3是本实用新型的箱体面板布置图。
图4是温度回路的结构原理图。
图5是频率回路的结构原理图。
图6是电压回路的结构原理图。
图7是电流回路的结构原理图。
具体实施方式
本实用新型提供了一种不用到柴油机运行现场就可以采集到所需信号的综合信号模拟设备，该信号模拟设备集成了柴油机系统的多种常用信号，包括10路PT100温度阻值信号、2路频率信号、2路K型热电偶毫伏信号以及4-20mA电流输出信号。
下面结合附图和具体实施例对本实用新型所述的船用柴油机液压驱动系统的多通路供油管作进一步的详细阐述，但不应以此来限制本实用新型的保护范围。
请结合参阅图1和图2，图示船用柴油机综合信号模拟器包括箱体1、电源2、LCD(液晶显示器)3、LED(发光二极管)、旋钮4、温度回路、频率回路、电压回路和电流回路。所述温度回路、频率回路、电压回路和电流回路用以产生和输出模拟柴油机运行的信号，容纳于所述箱体1内且与所述电源2连接。整机功耗小于20W，220V供电。
请参阅图4，所述温度回路包括连接旋转编码器的MCU(微控制器)，该MCU通过继电器输出PT100铂电阻的模拟温度信号，并且连接所述LCD3同步显示对应温度点阻值；所述的模拟温度信号为10路输出，温度范围0-100℃，步进1℃，精度±1℃。
请参阅图5，所述频率回路包括连接旋转编码器的MCU，该MCU驱动高性能DDS频率发生器产生高精度的频率信号，再经过缓冲放大输出模拟频率信号，并且连接LCD同步显示；所述模拟频率信号为2路输出，频率范围0-2000HZ，步进1HZ，TTL电平。
请参阅图6，所述电压回路包括连接旋转编码器的MCU，该MCU驱动DA芯片(数模转换器)产生精度达到1/4096的电平信号，再经过运放缓冲输出K型热电偶的模拟电压信号，并且连接LCD同步显示温度和对应毫伏值；所述模拟电压信号为2路输出，温度范围0-800℃，步进1℃，毫伏电压输出。
请参阅图7，所述电流回路包括连接旋转编码器的MCU，该MCU驱动DA芯片产生精度达到1/4096的电平信号，再经过电压-电流转换电路输出模拟电流信号，并且连接LCD同步显示电流值；所述模拟电流信号为2路输出，电流范围4-20mA，步进0.01mA。
所述各回路中，所述的MCU(微控制器)的型号为STM8；所述的DA芯片(数模转换器)为12位。
请参阅图3，所述的LCD(液晶显示器)3、LED(发光二极管)、多个旋钮4设置在所述箱体1的面板上。该LCD3共有8块，每块LCD 3(16*2字符)同时显示两路数值(PT100温度回路液晶屏上显示2路温度值和电阻值，频率回路液晶屏上显示2路频率值，热电偶电压回路液晶屏上显示2路温度值和电压值，4-20mA电流回路液晶屏上显示2路电流值)。该多个旋钮4设置于相应的LCD(液晶显示器)的下方，分别连接所述温度回路、频率回路、电压回路和电流回路的MCU，用以改变通道和分别调整相应的温度、频率、电压和电流输出值。
请参阅图2，所述的箱体1的背板上还设置有用以连接输出的多个接线端子5。该接线端子5采用普通端子接口，可以按需要灵活地接线使用。
本实用新型的具体使用说明如下：
每个LCD(液晶显示器)下面有相应的旋钮4，用于改变输出值和改变通道，正时针旋转减小输出值，当旋转到最小值时再正时针旋转一次则会变成最大值；逆时针旋转增大输出值，当旋转到最大值时再逆时针旋转一次则会变为最小值；按下旋钮，就会切换到当前所要改变的通道。例如温度回路：按下旋钮4，第一路双色LED变为黄色，表明第一路进入设置状态，逆时针旋转旋钮4，温度增加，顺时针旋转旋钮4，温度降低，LCD(液晶显示器)3同步显示温度和对应点电阻值；再按下旋钮4，继电器按照最终温度吸合上，该路输出最终阻值，同时第一路双色LED变为红色的，表明第一路已经处于输出状态。再按下旋钮4，切换到第二路温度/阻值设置，旋钮4左边的第二路双色LED为黄色，表明第二路进入设置状态。其他操作同第一步；第二路输出后，再按下旋钮4，则系统又进入第一路设置，如此循环。
本实用新型的接线方法如下：
按需要模拟的柴油机信号正确接线，接线中需要接屏蔽线。
(1)PT100模拟输出(输出电阻值)
两线制接线方法：一一对应接到模拟PT100电阻输出“+”和“-”端子上。
三线制接线方法：正端接到模拟PT100电阻输出线“+”端子上，两个负端短接然后接到模拟PT100电阻输出“-”端子上。
(2)频率输出(输出频率值)
接线方法：一一对应接到模拟频率输出“OUT”和地端子上。
(3)K型热电偶输出(输出电压值)
接线方法：一一对应接到模拟K型热电偶电压输出“+”和“-”端子上。
(4)4-20mA输出(输出4-20mA电流值)
接线方法：一一对应接到模拟4-20mA电流输出“IN”和“GND”端子上。
以上是本实用新型的实施例的具体说明，并不能以此来限制本实用新型的保护范围。本实用新型的保护范围还包括其它对于本领域技术人员来讲显而易见的变换和替代。
Claims (6)
1.一种船用柴油机综合信号模拟器，其特征在于：所述综合信号模拟器包括箱体、电源和用以产生和输出模拟柴油机运行信号的温度回路、频率回路、电压回路和电流回路，该温度回路、频率回路、电压回路和电流回路容纳于所述箱体内且与所述电源连接；
所述温度回路包括连接旋转编码器的MCU，该MCU通过继电器输出PT100电阻的模拟温度信号，并且连接LCD同步显示；
所述频率回路包括连接旋转编码器的MCU，该MCU驱动DDS频率发生器产生频率信号，再经过缓冲放大输出模拟频率信号，并且连接LCD同步显示；
所述电压回路包括连接旋转编码器的MCU，该MCU驱动DA芯片产生精度达到1/4096的电平信号，再经过运放缓冲输出K型热电偶的模拟电压信号，并且连接LCD同步显示温度和对应毫伏值；
所述电流回路包括连接旋转编码器的MCU，该MCU驱动DA芯片产生精度达到1/4096的电平信号，再经过电压-电流转换电路输出模拟电流信号，并且连接LCD同步显示电流值。
2.根据权利要求1所述的船用柴油机综合信号模拟器，其特征在于：所述的模拟温度信号为10路输出，温度范围0-100℃，步进1℃，精度±1℃；所述模拟频率信号为2路输出，频率范围0-2000HZ，步进1HZ，TTL电平；所述模拟电压信号为2路输出，温度范围0-800℃，步进1℃，毫伏电压输出；所述模拟电流信号为2路输出，电流范围4-20mA，步进0.01mA。
3.根据权利要求1或2所述的船用柴油机综合信号模拟器，其特征在于：所述的LCD设置在所述箱体的面板上，该面板上还设置有用以调整输出值的多个旋钮，该多个旋钮分别连接所述温度回路、频率回路、电压回路和电流回路的MCU。
4.根据权利要求1或2所述的船用柴油机综合信号模拟器，其特征在于：所述的箱体的背板上设置有用以连接输出的多个接线端子。
5.根据权利要求1或2所述的船用柴油机综合信号模拟器，其特征在于：所述的DA芯片为12位。
6.根据权利要求1所述的船用柴油机综合信号模拟器，其特征在于：所述的MCU的型号为STM8。
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