CN220650696U - 用于发动机的转速信号的采集装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种用于发动机的转速信号的采集装置，属于发动机设备技术领域，解决了现有技术中发动机在低速和高速时转速信号采集误差大的问题。所述采集装置包括可变电阻电路、反馈电路和迟滞比较电路；所述可变电阻电路的第一输入端作为所述采集装置的输入端，与发动机的转速信号连接；所述可变电阻电路的输出端，同时连接所述迟滞比较电路的输入端和所述反馈电路的输入端；所述反馈电路的输出端与所述可变电阻电路的第二输入端连接；所述迟滞比较电路的输出端作为所述采集装置的输出端。实现了发动机的转速信号的准确采集。
Description
技术领域
本实用新型涉及发动机设备技术领域，尤其涉及一种用于发动机的转速信号的采集装置。
背景技术
发动机转速作为发动机的一个至关重要的参数，反映了其油耗和运行状态，同时也在转速控制的反馈中起作用，直接影响整个控制性能，因此，转速的准确测量意义重大。
由于发动机转速传感器的输出是一个频率不规则的信号，并且信号频率和幅值随转速信号的频率而变化，基于一般的转速采集设备很难直接检测到该信号。
因此，亟需一种对发动机的转速信号进行采集的技术方案。
实用新型内容
鉴于上述的分析，本实用新型旨在提供一种用于发动机的转速信号的采集装置，用以解决现有技术中发动机在低速和高速时转速信号采集误差大的问题。
本实用新型的目的主要是通过以下技术方案实现的：
一种用于发动机的转速信号的采集装置，所述采集装置包括可变电阻电路、反馈电路和迟滞比较电路；
所述可变电阻电路的第一输入端作为所述采集装置的输入端，与发动机的转速信号连接；
所述可变电阻电路的输出端，同时连接所述迟滞比较电路的输入端和所述反馈电路的输入端；
所述反馈电路的输出端与所述可变电阻电路的第二输入端连接；
所述迟滞比较电路的输出端作为所述采集装置的输出端。
基于上述方案的进一步改进，所述可变电阻电路包括分压电阻R4和场效应管D1；
所述分压电阻R4的一端作为所述可变电阻电路的第一输入端；所述分压电阻R4的另一端连接所述场效应管D1的漏极，并作为所述可变电阻电路的输出端；
所述场效应管D1的源极接地；
所述场效应管D1的栅极作为所述可变电阻电路的第二输入端。
基于上述方案的进一步改进，所述反馈电路包括第一等比例放大电路、二极管V1和充放电电路；
所述第一等比例放大电路的输入端作为所述反馈电路的输入端，连接所述可变电阻电路的输出端；所述第一等比例放大电路的输出端连接所述二极管V1的正极；
所述二极管V1的负极连接所述充放电电路的一端，并作为所述反馈电路的输出端；
所述充放电电路的另一端接地。
基于上述方案的进一步改进，所述第一等比例放大电路包括第一调节比例电阻R10、第二调节比例电阻R11、第三调节比例电阻R13、第四调节比例电阻R14和第一运算放大器A3；
所述第一运算放大器A3的输出端连接所述第一调节比例电阻R10的一端，并作为所述第一等比例放大电路的输出端，连接所述二极管V1的正极；
所述第一运算放大器A3的反相输入端，同时连接所述第一调节比例电阻R10的另一端和所述第二调节比例电阻R11的一端；所述第二调节比例电阻R11的另一端接地；
所述第一运算放大器A3的同相输入端，同时连接所述第三调节比例电阻R13的一端和所述第四调节比例电阻R14的一端；所述第三调节比例电阻R13的另一端作为所述第一等比例放大电路的输入端，连接所述可变电阻电路的输出端；所述第四调节比例电阻R14的另一端接地。
基于上述方案的进一步改进，所述充放电电路包括放电电阻R12和电容C1；
所述放电电阻R12和所述电容C1并联连接，并联后的一端连接所述二极管V1的负极，并作为所述反馈电路的输出端；
并联后的另一端接地。
基于上述方案的进一步改进，所述迟滞比较电路包括第一调节阈值电阻R3、第二调节阈值电阻R5、第三调节阈值电阻R8、第四调节阈值电阻R9和第三运算放大器A2；
所述第三运算放大器A2的输出端连接所述第一调节阈值电阻R3的一端，并作为所述迟滞比较电路的输出端；
所述第三运算放大器A2的同相输入端，同时连接所述第一调节阈值电阻R3的另一端和所述第二调节阈值电阻R5的一端；所述第二调节阈值电阻R5的另一端作为所述迟滞比较电路的输入端；
所述第三运算放大器A2的反相输入端，同时连接所述第三调节阈值电阻R8的一端和所述第四调节阈值电阻R9的一端；所述第三调节阈值电阻R8的另一端连接电源；所述第四调节阈值电阻R9的另一端接地。
基于上述方案的进一步改进，所述采集装置还包括第二等比例放大电路；
所述第二等比例放大电路的输入端连接所述可变电阻电路的输出端；
所述第二等比例放大电路的输出端连接所述迟滞比较电路的输入端。
基于上述方案的进一步改进，所述第二等比例放大电路包括第五调节比例电阻R2、第六调节比例电阻R1、第七调节比例电阻R6、第八调节比例电阻R7和第二运算放大器A1；
所述第二运算放大器A1的输出端连接所述第五调节比例电阻R2的一端，并作为所述第二等比例放大电路的输出端，连接所述迟滞比较电路的输入端；
所述第二运算放大器A1的反相输入端，同时连接所述第五调节比例电阻R2的另一端和所述第六调节比例电阻R1的一端；所述第六调节比例电阻R1的另一端接地；
所述第二运算放大器A1的同相输入端，同时连接所述第七调节比例电阻R6的一端和所述第八调节比例电阻R7的一端；所述第七调节比例电阻R6的另一端作为所述第二等比例放大电路的输入端，连接所述可变电阻电路的输出端；所述第八调节比例电阻R7的另一端接地。
基于上述方案的进一步改进，所述场效应管D1为N-MOS场效应管。
基于上述方案的进一步改进，所述场效应管D1的型号为2N7002。
与现有技术相比，本实用新型至少可实现如下有益效果之一：
1、通过可变电阻电路连接发动机的转速信号，对转速信号进行采集，转速信号经过可变电阻电路，实现了在低速和高速时的不同分压，使得采集得到的转速信号更加准确。
2、通过第二等比例放大电路和迟滞比较电路，对转速信号进行放大比较，使得比较结果更为准确，最终得到的转速信号更加精准。
3、通过反馈电路将转速信号的峰值反馈到可变电阻电路，使得可变电阻电路的电阻实时变化，进一步提高了转速信号的采集精准度。
本实用新型中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本实用新型的其他特征和优点将在随后的内容中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过文字以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。
附图说明
附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本实用新型的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。
图1为本实用新型提供的用于发动机的转速信号的采集装置的结构示意图之一；
图2为本实用新型提供的用于发动机的转速信号的采集装置的结构示意图之二。
具体实施方式
下面结合附图来具体描述本实用新型的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本实用新型的实施例一起用于阐释本实用新型的原理，并非用于限定本实用新型的范围。
本实用新型的一个具体实施例，公开了一种用于发动机的转速信号的采集装置，如图1所示，所述采集装置包括可变电阻电路、反馈电路和迟滞比较电路；
所述可变电阻电路的第一输入端作为所述采集装置的输入端，与发动机的转速信号连接；
所述可变电阻电路的输出端，同时连接所述迟滞比较电路的输入端和所述反馈电路的输入端；
所述反馈电路的输出端与所述可变电阻电路的第二输入端连接；
所述迟滞比较电路的输出端作为所述采集装置的输出端。
具体的，如图1所示，本实用新型提供的用于发动机的转速信号的采集装置，采集装置的输入端为可变电阻电路的第一输入端，连接发动机的转速信号。可以理解的是，发动机的转速信号是一个频率不规则的信号，并且信号频率和幅值随转速信号的频率而变化。
具体的，如图1所示，本实用新型提供的用于发动机的转速信号的采集装置，采集装置的输出端为迟滞比较电路的输出端，用于输出转速信号。
值得说明的是，发动机的转速信号经过可变电阻电路和迟滞比较电路，被调制成与转速信号具有相同频率和一定幅度的方波信号，即采集装置的输出端的输出为与转速信号具有相同频率和一定幅度的方波信号，用于表示发动机的转速信号的大小。
具体的，如图1所示，发动机的转速信号经过可变电阻电路同时输出到迟滞比较电路和反馈电路。一方面通过迟滞比较电路输出转速信号的方波信号，另一方面通过反馈电路输出转速信号的峰值，并连接到可变电阻电路的第二输入端，对可变电阻电路的电阻进行调节，使得转速信号的分压更加合理，使得采集装置输出的转速信号更加准确。
优选地，如图2所示，所述可变电阻电路包括分压电阻R4和场效应管D1；
所述分压电阻R4的一端作为所述可变电阻电路的第一输入端；所述分压电阻R4的另一端连接所述场效应管D1的漏极，并作为所述可变电阻电路的输出端；
所述场效应管D1的源极接地；
所述场效应管D1的栅极作为所述可变电阻电路的第二输入端。
具体的，如图2所示，可变电阻电路包括第一输入端、第二输入端和输出端，输入信号A从第一输入端输入，从输出端输出信号B。值得说明的是，场效应管D1在可变电阻电路中等效为一个可变电阻，分压电阻R4电阻不变，分压电阻R4和场效应管D1对输入信号A进行分压，从分压电阻R4的另一端和场效应管D1的漏极输出信号B。
优选地，所述反馈电路包括第一等比例放大电路、二极管V1和充放电电路；
所述第一等比例放大电路的输入端作为所述反馈电路的输入端，连接所述可变电阻电路的输出端；所述第一等比例放大电路的输出端连接所述二极管V1的正极；
所述二极管V1的负极连接所述充放电电路的一端，并作为所述反馈电路的输出端；
所述充放电电路的另一端接地。
具体的，如图2所示，反馈电路包括第一等比例放大电路、二极管V1和充放电电路，信号B一方面通过第一等比例放大电路的输入端输入，经过第一等比例放大电路的放大从第一等比例放大电路的输出端输出，再经过二极管V1，最后经过充放电电路得到信号E。信号E再反馈到可变电阻电路的第二输入端，即场效应管D1的栅极，进而改变场效应管D1的等效电阻，通过场效应管D1的等效电阻的改变，进而改变输入信号A分压之后得到的信号B。
优选地，如图2所示，所述第一等比例放大电路包括第一调节比例电阻R10、第二调节比例电阻R11、第三调节比例电阻R13、第四调节比例电阻R14和第一运算放大器A3；
所述第一运算放大器A3的输出端连接所述第一调节比例电阻R10的一端，并作为所述第一等比例放大电路的输出端，连接所述二极管V1的正极；
所述第一运算放大器A3的反相输入端，同时连接所述第一调节比例电阻R10的另一端和所述第二调节比例电阻R11的一端；所述第二调节比例电阻R11的另一端接地；
所述第一运算放大器A3的同相输入端，同时连接所述第三调节比例电阻R13的一端和所述第四调节比例电阻R14的一端；所述第三调节比例电阻R13的另一端作为所述第一等比例放大电路的输入端，连接所述可变电阻电路的输出端；所述第四调节比例电阻R14的另一端接地。
优选地，如图2所示，所述充放电电路包括放电电阻R12和电容C1；
所述放电电阻R12和所述电容C1并联连接，并联后的一端连接所述二极管V1的负极，并作为所述反馈电路的输出端；
并联后的另一端接地。
具体的，如图2所示，通过预先设置的第一调节比例电阻R10、第二调节比例电阻R11、第三调节比例电阻R13和第四调节比例电阻R14的电阻值，结合第一运算放大器A3对输入信号B进行等比例放大，使得信号B的幅度放大预定的比例，通过第一运算放大器A3的输出端输出。再经过二极管V1，输出到放电电阻R12和电容C1并联后的一端，因为放电电阻R12和电容C1并联后的另一端接地，使得电容C1进行不断的充电放电，输出信号E。
优选地，如图2所示，所述迟滞比较电路包括第一调节阈值电阻R3、第二调节阈值电阻R5、第三调节阈值电阻R8、第四调节阈值电阻R9和第三运算放大器A2；
所述第三运算放大器A2的输出端连接所述第一调节阈值电阻R3的一端，并作为所述迟滞比较电路的输出端；
所述第三运算放大器A2的同相输入端，同时连接所述第一调节阈值电阻R3的另一端和所述第二调节阈值电阻R5的一端；所述第二调节阈值电阻R5的另一端作为所述迟滞比较电路的输入端；
所述第三运算放大器A2的反相输入端，同时连接所述第三调节阈值电阻R8的一端和所述第四调节阈值电阻R9的一端；所述第三调节阈值电阻R8的另一端连接电源；所述第四调节阈值电阻R9的另一端接地。
具体的，如图2所示，信号B输入到迟滞比较电路后，通过预先设置的第一调节阈值电阻R3、第二调节阈值电阻R5、第三调节阈值电阻R8和第四调节阈值电阻R9的电阻值，结合第三运算放大器A2得到方波信号D，信号D即为采集装置的输出信号。
优选地，如图2所示，所述采集装置还包括第二等比例放大电路；
所述第二等比例放大电路的输入端连接所述可变电阻电路的输出端；
所述第二等比例放大电路的输出端连接所述迟滞比较电路的输入端。
具体的，如图2所示，信号B经过第二等比例放大电路进行等比例放大得到信号C，然后输出到迟滞比较电路。
优选地，如图2所示，所述第二等比例放大电路包括第五调节比例电阻R2、第六调节比例电阻R1、第七调节比例电阻R6、第八调节比例电阻R7和第二运算放大器A1；
所述第二运算放大器A1的输出端连接所述第五调节比例电阻R2的一端，并作为所述第二等比例放大电路的输出端，连接所述迟滞比较电路的输入端；
所述第二运算放大器A1的反相输入端，同时连接所述第五调节比例电阻R2的另一端和所述第六调节比例电阻R1的一端；所述第六调节比例电阻R1的另一端接地；
所述第二运算放大器A1的同相输入端，同时连接所述第七调节比例电阻R6的一端和所述第八调节比例电阻R7的一端；所述第七调节比例电阻R6的另一端作为所述第二等比例放大电路的输入端，连接所述可变电阻电路的输出端；所述第八调节比例电阻R7的另一端接地。
具体的，信号B输入到第二等比例放大电路之后，通过预先设定的第五调节比例电阻R2、第六调节比例电阻R1、第七调节比例电阻R6和第八调节比例电阻R7的电阻值，结合第二运算放大器A1对信号B进行等比例放大得到信号C，信号C输入到迟滞比较电路。
值得说明的是，通过第二等比例放大电路和迟滞比较电路，对转速信号进行放大比较，使得比较结果更为准确，最终得到的转速信号更加精准。
优选地，所述场效应管D1为N-MOS场效应管，最好是场效应管D1的型号为2N7002。
具体的，2N7002是一款N型场效应管芯片，具有低电平控制、高切换速度、低阈值电压等特性，能够更快的对输入信号A进行分压输出得到信号B。
与现有技术相比，本实用新型实施例提供的用于发动机的转速信号的采集装置，通过可变电阻电路连接发动机的转速信号，对转速信号进行采集，转速信号经过可变电阻电路，实现了在低速和高速时的不同分压，使得采集得到的转速信号更加准确；同时，通过第二等比例放大电路和迟滞比较电路，对转速信号进行放大比较，使得比较结果更为准确，最终得到的转速信号更加精准；并且，过反馈电路将转速信号的峰值反馈到可变电阻电路，使得可变电阻电路的电阻实时变化，进一步提高了转速信号的采集精准度。
以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种用于发动机的转速信号的采集装置，其特征在于，所述采集装置包括可变电阻电路、反馈电路和迟滞比较电路；
所述可变电阻电路的第一输入端作为所述采集装置的输入端，与发动机的转速信号连接；
所述可变电阻电路的输出端，同时连接所述迟滞比较电路的输入端和所述反馈电路的输入端；
所述反馈电路的输出端与所述可变电阻电路的第二输入端连接；
所述迟滞比较电路的输出端作为所述采集装置的输出端。
2.根据权利要求1所述的采集装置，其特征在于，所述可变电阻电路包括分压电阻R4和场效应管D1；
所述分压电阻R4的一端作为所述可变电阻电路的第一输入端；所述分压电阻R4的另一端连接所述场效应管D1的漏极，并作为所述可变电阻电路的输出端；
所述场效应管D1的源极接地；
所述场效应管D1的栅极作为所述可变电阻电路的第二输入端。
3.根据权利要求2所述的采集装置，其特征在于，所述反馈电路包括第一等比例放大电路、二极管V1和充放电电路；
所述第一等比例放大电路的输入端作为所述反馈电路的输入端，连接所述可变电阻电路的输出端；所述第一等比例放大电路的输出端连接所述二极管V1的正极；
所述二极管V1的负极连接所述充放电电路的一端，并作为所述反馈电路的输出端；
所述充放电电路的另一端接地。
4.根据权利要求3所述的采集装置，其特征在于，所述第一等比例放大电路包括第一调节比例电阻R10、第二调节比例电阻R11、第三调节比例电阻R13、第四调节比例电阻R14和第一运算放大器A3；
所述第一运算放大器A3的输出端连接所述第一调节比例电阻R10的一端，并作为所述第一等比例放大电路的输出端，连接所述二极管V1的正极；
所述第一运算放大器A3的反相输入端，同时连接所述第一调节比例电阻R10的另一端和所述第二调节比例电阻R11的一端；所述第二调节比例电阻R11的另一端接地；
所述第一运算放大器A3的同相输入端，同时连接所述第三调节比例电阻R13的一端和所述第四调节比例电阻R14的一端；所述第三调节比例电阻R13的另一端作为所述第一等比例放大电路的输入端，连接所述可变电阻电路的输出端；所述第四调节比例电阻R14的另一端接地。
5.根据权利要求3所述的采集装置，其特征在于，所述充放电电路包括放电电阻R12和电容C1；
所述放电电阻R12和所述电容C1并联连接，并联后的一端连接所述二极管V1的负极，并作为所述反馈电路的输出端；
并联后的另一端接地。
6.根据权利要求2所述的采集装置，其特征在于，所述迟滞比较电路包括第一调节阈值电阻R3、第二调节阈值电阻R5、第三调节阈值电阻R8、第四调节阈值电阻R9和第三运算放大器A2；
所述第三运算放大器A2的输出端连接所述第一调节阈值电阻R3的一端，并作为所述迟滞比较电路的输出端；
所述第三运算放大器A2的同相输入端，同时连接所述第一调节阈值电阻R3的另一端和所述第二调节阈值电阻R5的一端；所述第二调节阈值电阻R5的另一端作为所述迟滞比较电路的输入端；
所述第三运算放大器A2的反相输入端，同时连接所述第三调节阈值电阻R8的一端和所述第四调节阈值电阻R9的一端；所述第三调节阈值电阻R8的另一端连接电源；所述第四调节阈值电阻R9的另一端接地。
7.根据权利要求1所述的采集装置，其特征在于，所述采集装置还包括第二等比例放大电路；
所述第二等比例放大电路的输入端连接所述可变电阻电路的输出端；
所述第二等比例放大电路的输出端连接所述迟滞比较电路的输入端。
8.根据权利要求7所述的采集装置，其特征在于，所述第二等比例放大电路包括第五调节比例电阻R2、第六调节比例电阻R1、第七调节比例电阻R6、第八调节比例电阻R7和第二运算放大器A1；
所述第二运算放大器A1的输出端连接所述第五调节比例电阻R2的一端，并作为所述第二等比例放大电路的输出端，连接所述迟滞比较电路的输入端；
所述第二运算放大器A1的反相输入端，同时连接所述第五调节比例电阻R2的另一端和所述第六调节比例电阻R1的一端；所述第六调节比例电阻R1的另一端接地；
所述第二运算放大器A1的同相输入端，同时连接所述第七调节比例电阻R6的一端和所述第八调节比例电阻R7的一端；所述第七调节比例电阻R6的另一端作为所述第二等比例放大电路的输入端，连接所述可变电阻电路的输出端；所述第八调节比例电阻R7的另一端接地。
9.根据权利要求2所述的采集装置，其特征在于，所述场效应管D1为N-MOS场效应管。
10.根据权利要求9所述的采集装置，其特征在于，所述场效应管D1的型号为2N7002。
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