CN206531869U - 一种汽车发动机转速测量仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种汽车发动机转速测量仪，包括转速测量传感器、信号调理电路、信号处理器、信号显示电路、报警电路、键盘电路和电源电路，所述转速测量传感器的信号输出端与所述信号调理电路的输入端连接，该信号调理电路的输出端与所述信号处理器的数字计数输入端连接，所述信号显示电路、报警电路和键盘电路分别与所述信号处理器连接，所述电源电路分别与所述转速测量传感器、信号调理电路、信号处理器、信号显示电路、报警电路连接。本实用新型能方便地在生产线上测量发动机转速，能够及时监控发动机的转速机工作状况，以减少发动机的磨损，而且测量精度高、抗干扰性强。

Description

一种汽车发动机转速测量仪

技术领域

本实用新型涉及汽车电子检测技术领域，尤其涉及一种汽车发动机转速测量仪。

背景技术

汽车发动机的转速是汽车制造和维修领域所关注的一个重要参数，在汽车发动机生产线上经常对发动机转速进行快速而准确测量，一般的转速测量方法采用M法测速，这是通过测量一定时间内的脉冲数并换算成频率，比如说1分钟内测得的脉冲数对应实际的转速，这样的方法的测量周期长，对于低转速由于测量的脉冲数少，因此精度更差，误差很大。为了在低转速也能获得较高的测量精度，一般是采用T法测速，这是通过测量脉冲周期时长，来确定发动机的转速，当转速很低时由于脉冲周期长易获得较高的测量精度，而对于高转速，由于测量周期短，因此测量的结果的精度较差。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种汽车发动机转速测量仪，根据本实用新型的汽车发动机转速测量仪可以稳定、准确地测量发动机的旋转速度，能及时监控发动机的转速机工作状况，以减少发动机的磨损，为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

根据本发实用新型的一个方面，提供了一种汽车发动机转速测量仪，包括转速测量传感器、信号调理电路、信号处理器、信号显示电路、报警电路、键盘电路和电源电路，所述转速测量传感器的信号输出端与所述信号调理电路的输入端连接，该信号调理电路的输出端与所述信号处理器的数字计数输入端连接，所述信号显示电路、报警电路和键盘电路分别与所述信号处理器连接，所述电源电路分别与所述转速测量传感器、信号调理电路、信号处理器、信号显示电路、报警电路连接。

优选的，所述信号调理电路包括极性变换电路、放大整形电路和信号隔离电路，所述极性变换电路的输入端与所述转速测量传感器的输出端连接，所述极性变换电路的输出端与所述放大整形电路的输入端连接，所述放大整形电路的输出端与所述信号隔离电路的输入端连接，该隔离电路的输出端与所述信号处理器的数字计数输入端连接，所述电源电路分别与所述信号调理电路、信号处理器、信号显示电路、报警电路连接。

优选的，所述极性变换电路包括二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4，所述放大整形电路包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电容C1、二极管D5、二极管D6和运算放大器U1，所述信号隔离电路包括光耦隔离器U2、电阻R6和电阻R7，所述转速测量传感器的第一输出端分别与所述二极管D1的阳极、二极管D2的阴极连接，所述转速测量传感器的第二输出端分别与所述二极管D3的阳极、二极管D4的阴极连接，所述二极管D1的阴极、二极管D3阴极与所述电阻R1的一端连接，该电阻R1的另一端分别与所述二极管D5的阴极、电容C1的一端、电阻R2的一端、电阻R3的一端连接，所述电阻R3的另一端分别与所述运算放大器U1的负极输入端、电阻R4的一端连接，该运算放大器U1的正极输入端分别与所述电阻R5的一端、二极管D6的阳极连接，所述电阻R5的另一端与电源电路连接，所述运算放大器U1的输出端分别与所述电阻R4的另一端、光耦隔离器U2的阴极连接，该光耦隔离器U2的阳极通过电阻R6与电源电路连接，光耦隔离器U2的集电极分别与所述电阻R7的一端、信号处理器的数字计数输入端连接，电阻R7的另一端与电源电路连接，所述二极管D2的阳极、二极管D4阳极、二极管D5的阳极、二极管D6的阴极、电容C1的另一端、电阻R2的一端、光耦隔离器U2的发射极与电源电路的地连接。

优选的，所述运算放大器U1采用的放大器型号为LM339芯片，所述光耦隔离器U2采用的型号为4N25隔离器。

优选的，所述信号处理器采用单片机处理器、DSP处理器或FPGA处理器。

优选的，所述转速测量传感器采用SS41F双极性霍尔传感器。

本实用新型采用了上述技术方案，本实用新型具有以下技术效果：

本实用新型能方便地在生产线上测量发动机转速，当发动机启动旋转时，SS41F双极性霍尔传感器受到发动机所产生的磁场影响并在输出端获得与转速成正比例的脉冲信号，并对脉冲信号进行极性变换、滤波、整形放大后输出稳定良好的脉冲波形，以便于单片机控制器进行脉冲计数。本实用新型能够及时监控发动机的转速机工作状况，以减少发动机的磨损，而且测量精度高、抗干扰性强、工作稳定、可靠性高、使用方便、实用性强，可以节约人力资源，减低测量成本，从而提高工作效率。

附图说明

图1是本实用新型一种汽车发动机转速测量仪的测量原理图；

图2是本实用新型的信号调理电路的调理原理图；

图3是是本实用新型的信号调理电路的电路工作原理图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举出优选实施例，对本实用新型进一步详细说明。然而，需要说明的是，说明书中列出的许多细节仅仅是为了使读者对本实用新型的一个或多个方面有一个透彻的理解，即便没有这些特定的细节也可以实现本实用新型的这些方面。

如图1所示，根据本实用新型的一种汽车发动机转速测量仪，包括转速测量传感器、信号调理电路、信号处理器、信号显示电路、报警电路、键盘电路和电源电路，所述转速测量传感器的信号输出端与所述信号调理电路的输入端连接，该信号调理电路的输出端与所述信号处理器的数字计数输入端连接，所述信号显示电路、报警电路和键盘电路分别与所述信号处理器连接，所述电源电路分别与所述转速测量传感器、信号调理电路、信号处理器、信号显示电路、报警电路连接，所述信号处理器采用单片机处理器、DSP处理器或FPGA处理器，本实用新型采用STC12C2051单片机控制器。在本实用新型中，如图2所示，所述信号调理电路包括极性变换电路、放大整形电路和信号隔离电路，所述极性变换电路的输入端与所述转速测量传感器的输出端连接，所述极性变换电路的输出端与所述放大整形电路的输入端连接，所述放大整形电路的输出端与所述信号隔离电路的输入端连接，该隔离电路的输出端与所述信号处理器的数字计数输入端连接，所述电源电路分别与所述信号调理电路、信号处理器、信号显示电路、报警电路连接。

作为本实用新型的最近实施例，如图3所示，所述极性变换电路包括二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4，所述放大整形电路包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电容C1、二极管D5、二极管D6和运算放大器U1，所述信号隔离电路包括光耦隔离器U2、电阻R6和电阻R7，所述转速测量传感器T1的第一输出端分别与所述二极管D1的阳极、二极管D2的阴极连接，所述转速测量传感器T1的第二输出端分别与所述二极管D3的阳极、二极管D4的阴极连接，所述二极管D1的阴极、二极管D3阴极与所述电阻R1的一端连接，该电阻R1的另一端分别与所述二极管D5的阴极、电容C1的一端、电阻R2的一端、电阻R3的一端连接，所述电阻R3的另一端分别与所述运算放大器U1的负极输入端、电阻R4的一端连接，该运算放大器U1的正极输入端分别与所述电阻R5的一端、二极管D6的阳极连接，所述电阻R5的另一端与电源电路连接，所述运算放大器U1的输出端分别与所述电阻R4的另一端、光耦隔离器U2的阴极连接，该光耦隔离器U2的阳极通过电阻R6与电源电路连接，光耦隔离器U2的集电极分别与所述电阻R7的一端、信号处理器的数字计数输入端连接，电阻R7的另一端与电源电路连接，所述二极管D2的阳极、二极管D4阳极、二极管D5的阳极、二极管D6的阴极、电容C1的另一端、电阻R2的一端、光耦隔离器U2的发射极与电源电路的地GND连接，电源电路输出的电压分别为+5V VCC和+12VVCC；在本实用新型中，所述运算放大器U1采用的放大器型号为LM339芯片，所述光耦隔离器U2采用的型号为4N25隔离器，在本实用新型中，所述转速测量传感器T1采用SS41F双极性霍尔传感器，是一种双磁极工作的磁敏器件，其输出的电源电压信号范围宽且输出电流大，可对汽车发动机的转速进行隔离检测，将检测的转速通过信号显示电路进行LED或LCD显示，并通过报警电路对所检测到的转速临界报警，该报警电路使用声光报警电路，还可通过键盘电路进行设置定时时间常数，键盘电路采用二位点触式独立键盘。

在本实用新型中，所述转速测量传感器T1输出的发动机转速信号由通过二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4进行极性变换变成单一方向的脉冲波形，再经过电阻R1、电容C1、电阻R2和二极管D5进行单向滤波获得更好的信号波形，然后通过一个由LM339运算比较器进行放大整形，实现阀值比较整形获取干净的脉冲，最后经过4N25光耦进行光电隔离送入STC12C2051单片机控制器端口进行计数，通过单片机控制器在约定的时间内既数脉冲数同时又进行脉冲周期的测量，在1s的测量周期里高低转速均达到较高的测量精度。具体方案是采用STC12C2051单片机控制器的中断方式对脉冲计数Wave_counter的同时，开启一个200μs计时精度的定时器，当定时器记录到1秒时，记录200μs定时器的溢出计数的数值counter，当完整的脉冲数计量完成时，关闭200μs定时器，获得精度是200μs的脉冲测量周期1s附近，通过脉冲数比周期时间换算获得转数(FREQUENCY)，计时精度精确到1μs，公式为：

FREQUENCY＝Wave_counter*60000000/(counter*200+TL1)转/分；

其中，FREQUENCY为发动机测量的转数；Wave counter为发动机1s内输出的脉冲数；Counter为200μs定时器在1s内的溢出次数；TL1为200μs定时器最后一次溢出后剩余的时间，因此，通过过STC12C2051单片机控制器对4N25光耦进行光电隔离变换输出的脉冲进行精准计数，则可以在确定的测量周期里实现对发动机在高低转速的时间段内，均达到较高的测量精度。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种汽车发动机转速测量仪，其特征在于：包括转速测量传感器、信号调理电路、信号处理器、信号显示电路、报警电路、键盘电路和电源电路，所述转速测量传感器的信号输出端与所述信号调理电路的输入端连接，该信号调理电路的输出端与所述信号处理器的数字计数输入端连接，所述信号显示电路、报警电路和键盘电路分别与所述信号处理器连接，所述电源电路分别与所述转速测量传感器、信号调理电路、信号处理器、信号显示电路、报警电路连接。

2.根据权利要求1所述的一种汽车发动机转速测量仪，其特征在于：所述信号调理电路包括极性变换电路、放大整形电路和信号隔离电路，所述极性变换电路的输入端与所述转速测量传感器的输出端连接，所述极性变换电路的输出端与所述放大整形电路的输入端连接，所述放大整形电路的输出端与所述信号隔离电路的输入端连接，该隔离电路的输出端与所述信号处理器的数字计数输入端连接，所述电源电路分别与所述信号调理电路、信号处理器、信号显示电路、报警电路连接。

3.根据权利要求2所述的一种汽车发动机转速测量仪，其特征在于：所述极性变换电路包括二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4，所述放大整形电路包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电容C1、二极管D5、二极管D6和运算放大器U1，所述信号隔离电路包括光耦隔离器U2、电阻R6和电阻R7，所述转速测量传感器的第一输出端分别与所述二极管D1的阳极、二极管D2的阴极连接，所述转速测量传感器的第二输出端分别与所述二极管D3的阳极、二极管D4的阴极连接，所述二极管D1的阴极、二极管D3阴极与所述电阻R1的一端连接，该电阻R1的另一端分别与所述二极管D5的阴极、电容C1的一端、电阻R2的一端、电阻R3的一端连接，所述电阻R3的另一端分别与所述运算放大器U1的负极输入端、电阻R4的一端连接，该运算放大器U1的正极输入端分别与所述电阻R5的一端、二极管D6的阳极连接，所述电阻R5的另一端与电源电路连接，所述运算放大器U1的输出端分别与所述电阻R4的另一端、光耦隔离器U2的阴极连接，该光耦隔离器U2的阳极通过电阻R6与电源电路连接，光耦隔离器U2的集电极分别与所述电阻R7的一端、信号处理器的数字计数输入端连接，电阻R7的另一端与电源电路连接，所述二极管D2的阳极、二极管D4阳极、二极管D5的阳极、二极管D6的阴极、电容C1的另一端、电阻R2的一端、光耦隔离器U2的发射极与电源电路的地连接。

4.根据权利要求3所述的一种汽车发动机转速测量仪，其特征在于：所述运算放大器U1采用的放大器型号为LM339芯片，所述光耦隔离器U2采用的型号为4N25隔离器。

5.根据权利要求1或2或3所述的一种汽车发动机转速测量仪，其特征在于：所述信号处理器采用单片机处理器、DSP处理器或FPGA处理器。

6.根据权利要求1或2或3所述的一种汽车发动机转速测量仪，其特征在于：所述转速测量传感器采用SS41F双极性霍尔传感器。