一种新型汽车转速表的设计

合集下载

转速表的设计

南京工程学院课程设计任务书课程名称微机原理及应用B院（系、部、中心）自动化学院专业班级起止日期指导教师学生姓名学生学号目录：1．课程设计题目任务及要求 (2)2. 课程设计目的 (2)3. 总体方案 (3)4. 原理框图 (4)5. 系统模块详细设计与调试 (5)6. 设计总结 (11)7. 参考文献 (12)8. 附件材料 (12)一.课程设计题目转速表的设计课程设计任务及要求:设计一个转速表,要求可测0~9999转/分的电机的转速,并将转速值在四个LED上现实出来，用8253采样点电动机产生的转速脉冲。

具体要求：1 转速表测量范围0~9999转/分，在完成基本的转速测量与显示功能基础上，还必须具备启/停控制、复位辅助功能。

2 转速显示采用用8段LED数码管实现，显示方法可根据实际情况才用动态或静态显示。

二．课程设计目的运用＜＜微机原理及应用Ｂ＞＞课程等知识，根据题目要求进行软硬件系统的设计和调试，从而加深对本课程知识点的理解，使学生综合应用知识能力，设计能力，调试能力及报告撰写能力等显著提高。

掌握８２５３可编程定时／计数，８２５５可编程并行接口芯片，８２５９可编程中断控制器和七段数码管ＬＥＤ的应用。

三．总体方案１）设计思路（１）采用一片８２５５控制数码管显示，启动停止开关的读取，其中ＰＡ接数码管的段制端，ＰＢ口接数码管的位控制端，ＰＣ口设为输入拨动开关，这样可设８２５５工作在方式０，ＰＡ、ＰＢ口为输出，ＰＣ口为输入。

（２）由于需在固定的采样周期内对电机产生的脉冲进行计数，因此可以选用一片８２５３作为定时计数。

８２５３共有３个１６位的计数器，可将一个计数器设为工作方式０，并将其ＣＬＫ端与１Ｍ时钟相连，建议将此计数器初值设为５００００，这样每５０ＭＳ产生一次定时中断；由于采样周期大于５０ＭＳ，因此可通过对中断次数的计数来实现１Ｓ定时。

（３）将８２５３作为定时的计数器ＯＵＴ端与8259 的中端请求端相连，当８２５３定时到时就向８２５９发出一次中断请求。

多功能转速表的设计-文献综述

文献综述测量转动体的速度常用的是转速计量仪表，机械式转速表在测量速率时必须要将轴接触被测转动体，以获得同步转速，通过内部齿轮变速后用指针表头示数。

因此使用机械式转速表势必干扰被测物体的运动，还会对接触转动体施加压力，影响测量的准确度。

而这里介绍的是一种非接触式的数字转速表，这种红外光电反射式转速表无需接触转动体，由专用的探头装置发射红外线，同时接受从被测物体反射回来的的红外线，通过光电转换变为电流信号，因此它不影响物体的运动，还可以测量深缩在机壳内部的某个局部物体的转速，经过仪表内部结构线路处理，并能保证相当高的测量准确度。

由于发射和接受的都是红外线，所以不受可见光的干扰，保证了测量的准确可靠。

在《单片机应用系统设计与训练》了解到干扰是造成单片机应用系统故障的主要因素之一，所以在设计中考虑到尽量减少干扰的来源，并且进行软、硬件设计，保障系统能正常运行。

在《单片机原理及应用实验教程》认识到对转速表的转速计算及误差分析里涉及到利用频率测速法和周期测速法，利用门控方式和中断方式对高低转速进行计数。

我也是采用次方法对设计中输出的脉冲进行计数的，从而实现光电传输产生的脉冲与AT89C51单片机的接轨。

在《单片机控制工程实践技术》中有关键盘设计的问题做了详细的说明。

在《单片机原理与应用》认识到：当一个单片机应用系统完成软硬件设计后，通常不可能一次成功，不可避免地要出现一些错误，这就需要系统调试。

另一方面如果单片机已正常工作过，在以后运行过程中出现了某些故障而导致系统失灵，查找并排除故障，使系统重新进入正常工作，这就要靠系统维护及维修来解决。

因此我利用此书中的“单片机应用系统的调试和维护”方法进行设计。

在四位显示部分我们采用《AT89C51系列单片机原理与接口技术》中的串行LED显示驱动器MC14499 ，它是MOTOROLA公司生产的具有SPI串行接口的BCD码输入—十进制码输出COMS LED 译码驱动器。

数字转速表的设计

数字转速表的设计一、概述随着科学技术特别是微型计算机技术的高速发展，单片微机技术也获得了飞速发展。

目前，单片机已经在日常生活和控制领域等方面得到广泛的应用，它正为我国经济的快速发展发挥着举足轻重的作用。

作为自动化专业的一名工科学生应该牢牢掌握这一重要技术。

而课程设计这一环节是我们提高单片机应用能力的很好机会，也是我们学好这一课程的必经环节。

通过课程设计可以进一步巩固我们前面所学理论知识，使我们对单片机理论知识有一个深刻的认识和全面的掌握。

另外通过这一真正意义上的实践活动，我们可以从中发现自己不足之处并能够在自己的深思下和老师的指导下得到及时的解决。

再次，它能使我们的应用能力和科技创新能力得到较大的提高。

本课程设计是单片机系统在测速方面的简单应用。

目前单片机技术已经在电机转速等为控制对象的控制系统中得到了广泛的应用，而在这一控制过程中必须通过单片机来测量转速。

基于此本课程设计利用89C51单片机及外围电路来设计一个数字转速表。

通过测量转速所对应的方波脉冲来测量转速，其转速可以通过键盘输入给定，同时其具体数值也可以在LED上显示出来。

设计要求1) 利用单片机组成一数字转速表。

2) 电机转速由信号发生器的方波脉冲信号来模拟。

3) 利用四位LED显示器显示：a. 当前转速b. 给定转速c.给定转速与当前转速的区别标志d. 超速报警显示4) 利用小键盘实现：a. 显示选择b. 给定转速的输入5) 测速范围为500rpm—1500rpm。

电机的正常转速为1000rpm。

6) 检测对应关系为：1024个脉冲/转，采用周期为40ms。

二、数字转速表方案为了确定其设计方案，首先必须构思好初步的设计思路。

根据设计要求和实验仿真条件，初步的设计思路可以总结如下：1) 用信号发生器来产生周期为0.04ms—0.2ms的方波脉冲信号。

2) 当前转速与给定转速显示用4段LED数码管。

3) 键盘采用矩阵式键盘，一共12个键，用2个控制键和10个数字键。

斯玛特转速表编程

斯玛特转速表编程【原创实用版】目录1.斯玛特转速表简介2.斯玛特转速表的编程方法3.编程实例4.注意事项正文【斯玛特转速表简介】斯玛特转速表是一款高精度的转速测量仪器，广泛应用于各种工程机械、汽车、船舶等领域。

它能够实时测量转速，并将测量数据以数字形式显示在仪表盘上，方便用户随时监控机器的运行状态。

【斯玛特转速表的编程方法】斯玛特转速表的编程主要分为以下几个步骤：1.首先，需要连接斯玛特转速表与电脑。

这可以通过数据线或无线网络实现。

2.然后，打开电脑上的编程软件。

这些软件通常由转速表的制造商提供，可以在官方网站上下载。

3.在软件中，选择斯玛特转速表的型号，并输入其序列号。

这样，软件才能与转速表进行有效的通信。

4.接下来，根据实际需要，设置转速表的参数。

这些参数包括转速范围、单位、零点校正等。

设置完成后，点击“保存”按钮，软件会将这些参数上传到转速表中。

【编程实例】假设我们有一台斯玛特转速表，型号为 SM-100，序列号为 123456。

我们希望将转速范围设置为 0-10000 转/分钟，单位为转/分钟。

以下是具体的操作步骤：1.连接转速表与电脑，并打开编程软件。

2.在软件中选择 SM-100 型号，并输入序列号 123456。

3.设置转速范围为0-10000转/分钟，单位为转/分钟。

4.点击“保存”按钮，软件会将这些参数上传到转速表中。

此时，转速表已经成功编程。

【注意事项】1.在编程过程中，应确保电脑与转速表的连接稳定，以免数据丢失或损坏。

2.编程软件使用时，请勿进行其他操作，以免影响编程结果。

数字转速表的设计方案

数字转速表的设计方案第1章前言单片机作为嵌入式微控制器在工业测控系统，智能仪器和家用电气中得到广泛应用。

虽然单片机的品种很多，但MCS-51系列单片机仍不失为单片机中的主流机型。

本课程一MCS-51系列以及派生系列单片机芯片为主介绍单片机的原理与应用，与其特点是由浅入深，注重接口技术和应用。

近年来，微型计算机的发展速度足以让世人惊叹，以计算机为主导的信息技术作为一种崭新的生产力，正在向社会的各个领域渗透，也使机电一体化的进程大大加快。

机电一体化是当今制造技术和产品发展的主要倾向，也是我国机电工业发展的必由之路。

可以认为，它是用系统工程学的观点和方法，研究在机电系统和产品中如何将机械、计算机、信息处理和自动控制技术综合应用，以求机电系统和产品达到最佳的组合。

机电一体化产品所需要的是嵌入式微机，而单片机具有体积小、集成度高、功能强等特点，适于嵌入式应用。

智能仪器、家用电器、数控机床、工业控制等机电设备和产品中竟相使用单片机。

就目前而言，单片机的发展势头依然不减，各种型号和功能更强的单片机和超级接口芯片不断出现，进一步向高层次发展的重要标志就是构成多机系统和分布式网络。

世界上单片机芯片的产量以每年27%的速度递增，到本世纪初已达30亿片，而我国的年需求量也超过了亿片的数量，这表明单片机有着广阔的应用前景。

本课程设计主要针对目前我国早期应用比较广泛的“MCS-51”单片机进行系统的讲解和分析。

为使用和开发各类机电一体化设备和仪表建立基础。

第2章基本原理利用AT89C51作为主控器组成一个转速表。

电机转速采用光电脉冲传感器来测量，设置定时器/计数器T0和T1，利用其内部定时器T1设置为定时方式，且定时时间为1s。

计数器T0设置为外部脉冲计数工作方式，设在1s内测量的脉冲个数为n，又由于脉冲频率为60个脉冲/转，故测到转速n就是脉冲频率。

定时1s，在1s内允许中断，每中断一次，软件计数器加1，1s后，关闭中断，则软件计数器即为1s内的脉冲数，通过计数一定时间内通过定时器的脉冲数通过软硬件结合工作即可测出电机的转速。

红外线数字转速表的设计

红外线数字转速表的设计摘要红外线数字转速表是一种代替机械转速表、用来测量转动速率的计量仪表。

红外线数字转速表采用的红外探头有直射式和反射式两种。

从原理上讲，任何一种电子数字式速度表都可以视为一个频率计，可用一只频率计先测出某一信号的频率，然后用此频率计测量该信号的频率，调节电位器使被测信号频率与标准频率计所测频率数一致。

若找不到标准频率计可采用交流电源变压器。

红外数字转速表可由频率计，秒脉冲电路以及计数控制门等组成。

本文介绍了一种基于AT89C51 单片机平台，采用光电传感器实施电机转速测量的方法，硬件系统包括脉冲信号产生、脉冲信号处理和显示模块，并采用C 语言编程，结果表明该方法具有简单、精度高、稳定性好的优点。

介绍了该测速法的基本原理、实现步骤和软硬件设计。

关键词：转速测量，单片机，光电传感器，电机ABSTRACTInfrared digital tachometer is an alternative which replaces mechanical tachometer and is used to measure the rotation rate. Infrared digital tachometer uses direct or reflective infrared probe .To principle，any kind of electronic digitalspeedometer can be regarded as a frequency meter，and frequency meter can be used afirst measured the frequency of a signal，and then measuring the frequency of thesignal in this frequency adjustment potentiometer which allows the signal frequency and thestandard frequency meter to accord with the frequency number.Once unable to find a standardfrequency meter，AC power adapter can be used . Infrared digital tachometer construct contain the frequency meter circuit ，the second pulse and count control gate ，etc.This article describes microcontroller platform which is based on AT89C51，and uses aphotoelectric sensor to motor speed ，consists of the pulse signal，pulse signal processing and display module，and using the C programming language. The results show a lot of advantages，such as，simple method ，high precision，good stability . Introduces the basic principles of the speed law，procedures and hardware and software design.Keywords: speed measurement，microcontroller，photoelectric sensors，motor目录前言 (1)第1章概述 (3)1.1 数字电子技术发展现状 (3)1.2 转速检测计量技术的发展现状与存在的问题 (3)1.2.1 转速概述 (3)1.2.2 转速表的类型和检测技术 (3)1.2.3 国内转速计量技术存在的问题 (4)1.3 选择红外数字转速仪设计的意义 (5)1.4 设计红外数字转速仪所做的工作 (6)第2章转速测量系统的原理 (7)2.1 转速测量方法 (7)2.2 转速测量原理 (8)2.3 总体思路 (9)2.4 系统组成 (9)2.5 转速测量的方案 (10)2.6 红外光电传感器ST188介绍 (10)2.6.1 ST188介绍实物图 (10)2.6.2 极限参数 (11)2.6.3 光电特性 (12)2.6.4 常用电路 (12)2.6.5 原理说明 (13)第3章系统硬件设计 (14)3.1 单片机AT89C51介绍 (14)3.1.1 主要特性 (14)3.1.2 管脚说明 (15)3.1.3 振荡器特性 (18)3.1.4 芯片擦除 (18)3.1.5 最小系统的设计 (18)3.2 转速信号采集 (21)3.3 转速信号处理电路设计 (22)3.4 显示部分设计 (23)3.4.1 LED数码管介绍 (23)3.4.2 显示电路 (25)第4章系统软件设计 (26)4.1 主程序初始化 (26)4.1.1 定时器的初始化 (26)4.1.2 中断允许控制 (27)4.2 主程序流程图程序流程图 (27)第5章系统调试 (30)5.1 软件模拟仿真 (30)5.2 硬件调试 (30)第6章总结 (31)参考文献 (32)致谢 (34)附录Ⅰ系统总电路图 (35)附录Ⅱ实物图 (36)附录Ⅲ系统总程序清单 (37)前言单片微型计算机简称单片机，是典型的嵌入式微控制器（Microcontroller Unit），常用英文字母的缩写MCU表示单片机，它最早是被用在工业控制领域。

多功能转速表的设计-任务书

毕业设计(论文)任务书学生姓名指导教师_ _职称_ _系别信电系专业电气技术年级班级班课题名称___ 多功能转速表的设计 ________________________________________________任务与要求一、设计基本参数及技术要求：1、转速测量范围： 2～9999r/min；2、能自动变换测量周期：当转速低于3662 r/min时用门控计数法；当转速高于3662 r/min时用中断计数法；3、具有“黑匣子”功能：能保存重要的转速数据，供分析事故时用。

要求工作时每隔30秒保存一次转速值，最大能保存10天的转速数据；4、具有声光报警功能：可任意设定报警上、下限的值，当转速超过该值时就会自动发出声光报警信号；5、有自动打印功能，可根据需要打印出所需的转速值（选做）；二、系统的工作环境：环境温度－10～80℃；相对湿度≤85%；空气中不含有腐蚀性气体；周边没有强磁场干扰。

三、设计任务：1、查阅相关资料，在前3周内完成开题报告及文献综述；2、至少翻译一篇与本设计课题相关的外文资料；3、依据课题要求确定系统硬件框图；4、画出系统电气原理图，包括电源电路；5、依据电气图，查阅相关手册，给出系统中主要元件的参数；6、依据电气图写出系统工作原理；7、依据课题要求确定系统软件流程框图；8、依据系统硬、软写出系统资源分配表及各相关单元的初值；9、据系统软件框图编写系统软件（包括主程序和各种子程序）；10、撰写毕业设计说明书（要注明设计过程中所用的参考文献）四、设计要求：1、系统设计时要进行总体方案比较说明；2、要对系统电气原理图的工作原理进行说明；3、要标明系统设计中所应用的电路或公式的出处；4、要对系统中的主要元器件说明选用依据；5、要在规定的时间内，按毕业设计规定的格式完成设计任务。

五、毕业设计的一般步骤：1、依据课题要求写出开题报告；2、确定系统硬件框图，画出系统电气原理图；3、依据电气图，查阅相关手册，给出系统中主要元件的参数；4、依据电气图写出系统工作原理；5、依据课题要求确定系统软件流程框图；6、依据系统硬、软写出系统资源分配表及各相关单元的初值；7、据系统软件框图编写系统软件（包括主程序和各种子程序）；8、撰写毕业设计说明书（要注明设计过程中所用的参考文献）。

转速表的电路设计

$ 点火脉冲的分离
低压点火脉冲信号是从点火线圈低压侧两个端子取得，其波形为振荡衰减波，只有第一个波峰（幅的（见图 & ）值为 &!"7&$"8 ）才是点火脉冲，经降压、调压、整流和电压比较四部分将它分离出来。降压变压器 9& 的选取为 !!"8 6 &(8 、 !:。降压后，信号经分压电阻 ;&& 、可调电位器 ;&" 和桥式整流送至电压比较器。在此将脉动直流信号电压与基准电压相比较，。将高于基准电压的点火脉冲信号输出（见图 ! ）电压比较器选用 2<$$.= 。它与同等价位的集成运放
#& 为极限最大值，取 )#& 为极限最小值。
（上接第 &% 页）作电流。选取 ’$ 为 #""!。此时电流为：，在其额定范围内。 !( （" ##)"*&)"*+ ） , #""(+*! （-.）当门电路输出低电平时， " ## 通过 ’% 、 ’# 产生向门电路中的反向灌电流。因而耦合电阻不能选取过大，使 /& 的基极电压 $% 大于导通电压，造成 /& 导通失控。选取
这样加快了 /* 截止、 /0 导通的过程，使电路迅速进入暂稳态。其维持时间由电容 3’ 充电时间决定。随着电容 3’ 的充电， 4# 逐渐下降，当降至门槛电压时， /0 截止， 4* 变为高电平， 4$ 变为低电平。同时，由于 4* 的高电平反馈到 /* 的输入端，使 /* 导通，从而引起如下的正反馈：

便携式汽车发动机转速测量仪的设计

㊀２０１９年㊀第２期仪表技术与传感器Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ㊀Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ㊀ａｎｄ㊀Ｓｅｎｓｏｒ２０１９㊀Ｎｏ．２㊀收稿日期：２０１８－０９－１５便携式汽车发动机转速测量仪的设计岳永哲１，赵战民２（１．河北科技大学信息科学与工程学院，河北石家庄㊀０５００００；２．河北地质大学信息工程学院，河北石家庄㊀０５００００）㊀㊀摘要：针对传统发动机转速测量系统存在安装繁琐㊁维修不便等缺陷，设计了一种便携式汽车发动机转速测量仪㊂该测量仪主要是通过分析汽车发电机转速与发动机转速之间的关系，直接从车载的ＵＳＢ接口获取车载电源的原始信号，提取信号中耦合的发电机交流信号，利用单片机的Ａ／Ｄ转换器对此信号进行模数转换，再对得到的数字量信号进行ＦＦＴ变换，得到离散频域的信息，最终获得输入信号的基频频率，找出该频率与发动机转速之间的联系㊂实际测试结果表明，系统能准确提取车载电源中交流信号的频率，并能根据此频率计算得到汽车发动机的转速，转速测量的误差小于０．２％，具有较高的精度㊂关键词：发动机转速；便携式；车载电源；ＦＦＴ中图分类号：ＴＰ９３４㊀㊀㊀文献标识码：Ａ㊀㊀㊀文章编号：１００２－１８４１（２０１９）０２－００３９－０４ＤｅｓｉｇｎｏｆＰｏｒｔａｂｌｅＶｅｈｉｃｌｅＥｎｇｉｎｅＳｐｅｅｄＭｅａｓｕｒｉｎｇＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔＹＵＥＹｏｎｇ⁃ｚｈｅ１，ＺＨＡＯＺｈａｎ⁃ｍｉｎ２（１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＨｅｂｅｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｓｈｉｊｉａｚｈｕａｎｇ０５００００，Ｃｈｉｎａ；２．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＨｅｂｅｉＧＥＯＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈｉｊｉａｚｈｕａｎｇ０５００００，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｉｍｉｎｇａｔｔｈｅｄｅｆｅｃｔｓｏｆｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｅｎｇｉｎｅｓｐｅｅｄｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓｙｓｔｅｍ，ｓｕｃｈａｓｃｕｍｂｅｒｓｏｍｅｉｎｓｔａｌｌａｔｉｏｎａｎｄｉｎｃｏｎ⁃ｖｅｎｉｅｎｔｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ，ａｐｏｒｔａｂｌｅａｕｔｏｍｏｂｉｌｅｅｎｇｉｎｅｓｐｅｅｄｍｅａｓｕｒｉｎｇｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｗａｓｄｅｓｉｇｎｅｄ．Ｔｈｅｍｅａｓｕｒｉｎｇｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｍａｉｎｌｙａｎａｌｙｚｅｄｔｈｅｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｓｐｅｅｄｏｆｔｈｅａｕｔｏｍｏｂｉｌｅｇｅｎｅｒａｔｏｒａｎｄｔｈｅｅｎｇｉｎｅｓｐｅｅｄ，ｏｂｔａｉｎｅｄｔｈｅｏｒｉｇｉｎａｌｓｉｇｎａｌｏｆｔｈｅｖｅｈｉｃｌｅｐｏｗｅｒｓｏｕｒｃｅｄｉｒｅｃｔｌｙｆｒｏｍｔｈｅＵＳＢｉｎｔｅｒｆａｃｅｏｆｔｈｅｖｅｈｉｃｌｅ，ｅｘｔｒａｃｔｅｄｔｈｅＡＣｓｉｇｎａｌｏｆｔｈｅｃｏｕｐｌｅｄｇｅｎｅｒａｔｏｒｉｎｔｈｅｓｉｇｎａｌ，ａｎｄｕｔｉｌｉｚｅｄｔｈｅＡ／Ｄｃｏｎｖｅｒｔｅｒｏｆｔｈｅｓｉｎｇｌｅｃｈｉｐｍｉｃｒｏｃｏｍｐｕｔｅｒ．Ｔｈｅｓｉｇｎａｌｗａｓｓｕｂｊｅｃｔｅｄｔｏａｎａｌｏｇ⁃ｔｏ⁃ｄｉｇｉｔａｌｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ，ａｎｄｔｈｅｎｔｈｅｏｂｔａｉｎｅｄｄｉｇｉｔａｌｓｉｇｎａｌｗａｓｓｕｂｊｅｃｔｅｄｔｏＦＦＴｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎｔｏｏｂｔａｉｎｄｉｓｃｒｅｔｅｆｒｅｑｕｅｎｃｙｄｏｍａｉｎｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ，ａｎｄｆｉｎａｌｌｙｔｈｅｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌｆｒｅｑｕｅｎｃｙｏｆｔｈｅｉｎｐｕｔｓｉｇｎａｌｗａｓｏｂｔａｉｎｅｄ，ａｎｄｔｈｅｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｆｒｅｑｕｅｎｃｙａｎｄｔｈｅｅｎｇｉｎｅｓｐｅｅｄｗａｓｆｏｕｎｄ．ＴｈｅａｃｔｕａｌｔｅｓｔｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｓｙｓｔｅｍｃａｎａｃｃｕｒａｔｅｌｙｅｘｔｒａｃｔｔｈｅｆｒｅｑｕｅｎｃｙｏｆｔｈｅＡＣｓｉｇｎａｌｉｎｔｈｅｖｅｈｉｃｌｅｐｏｗｅｒｓｕｐ⁃ｐｌｙ，ａｎｄｃａｎｃａｌｃｕｌａｔｅｔｈｅｓｐｅｅｄｏｆｔｈｅａｕｔｏｍｏｂｉｌｅｅｎｇｉｎｅｂａｓｅｄｏｎｔｈｉｓｆｒｅｑｕｅｎｃｙ．Ｔｈｅｅｒｒｏｒｏｆｔｈｅｓｐｅｅｄｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｉｓｌｅｓｓｔｈａｎ０．２％，ｗｈｉｃｈｈａｓｈｉｇｈｐｒｅｃｉｓｉｏｎ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｅｎｇｉｎｅｓｐｅｅｄ；ｐｏｒｔａｂｌｅ；ｃａｒｐｏｗｅｒ；ＦＦＴ０㊀引言随着汽车工业的发展以及家用汽车的普及，人们逐渐开始关注汽车的性能［１］㊂发动机作为汽车的核心部件，它的工作状态直接影响着整个汽车的性能㊂而发动机的转速作为监测汽车整体性能的一个重要参数，可以直接反映出发动机的工作状态㊁油耗等情况，因此对发动机转速的测量具有重要的意义［２］㊂传统的发动机转速测量方法有非接触式光电测量法㊁高频统计法等，采用这些方法测量发动机转速时，需要安装大量传感器，且步骤繁琐㊁耗时费力，为了解决这些弊端，设计了一种便携式汽车发动机转速检测仪㊂其通过分析汽车发电机转速与发动机转速的关系，直接通过车载ＵＳＢ接口获取电源，通过相关电路提取电源中交流成分的频率，从而计算得到发动机的转速㊂该检测仪具有便携式㊁操作方便等优点［３］㊂１㊀便携式汽车转速仪测量原理便携式汽车转速仪测量原理：汽车发动机与交流发电机通过皮带传动，当发动机转动时，其带动交流发电机一起旋转并且产生交流电，交流电经过二极管整流后给车载设备供电［４］㊂但是无论采取哪种整流方式，整流后的信号都带有前级的信号特征㊂系统就是通过车载ＵＳＢ接口获取车载电源，通过提取车载电源中耦合的交流信号，利用单片机内部的Ａ／Ｄ转换器对此信号进行模数转换，再对得到的数字量信号进行ＦＦＴ变换，得到信号离散的频谱图，最终获取发动机转速与交流电频率的关系，从而计算出发动机的转速㊂㊀㊀㊀㊀㊀４０㊀ＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔＴｅｃｈｎｉｑｕｅａｎｄＳｅｎｓｏｒＦｅｂ．２０１９㊀２㊀系统设计系统供电分为两个部分：设备工作时通过车载的ＵＳＢ直接供电；设备想要在离线状态下查询历史数据，是通过两节５号电池并联给系统供电㊂数据采集就是提取车载ＵＳＢ中耦合的交流信号，并利用单片机内部的Ａ／Ｄ转换器对采集的信号进行模数转换，最后在单片机内部进行ＦＦＴ变换，计算得到发动机的转速［５］㊂系统硬件框图如图１所示㊂图１㊀硬件框图２．１㊀信号采集电路系统的信号是直接从汽车车载的ＵＳＢ接口获取，车载ＵＳＢ接口一方面为整个系统提供电源，另一方面作为系统的输入信号［６］㊂车载ＵＳＢ接口输出的是５Ｖ的直流电，但此直流电中会耦合有一些交流信号，系统目的是提取耦合的交流信号，因此需要利用信号处理电路滤除ＵＳＢ接口输出的５Ｖ直流电信号，并对提取出的信号进行去噪和放大，此过程必须保证提取的交流信号的频率信息不受损伤，以便保证转速测量的准确性㊂信号处理电路如图２所示㊂图２㊀信号处理电路图如图２所示，车载ＵＳＢ接口的输出分为两路，一路Ｖ＿Ｕｓｂ为整个系统供电，另一路作为系统的输入信号㊂电容Ｃ１５的作用是隔离车载ＵＳＢ接口输出的直流信号，电阻Ｒ２５㊁Ｒ２６起到分压作用，是将车载ＵＳＢ接口输出的电压降低到３．３Ｖ，以便直接利用单片机的Ａ／Ｄ对其进行模数转换㊂电压跟随器Ｕ１０主要其隔离作用，防止后续电路对测量信号造成影响［７］㊂二阶有源低通滤波电路滤除信号中的高频干扰，钳位二极管Ｄ１是确保输出的电压不超过３．３Ｖ，不超过单片机内部Ａ／Ｄ转换器的量程㊂２．２㊀ＳＤ卡存储电路系统利用ＳＤ卡存储电路实现汽车发动机转速的存储，以便系统在离线状态下仍然可以查看历史数据［８］㊂系统选用的ＳＤ卡容量高达３２ＧＢ，支持ＳＰＩ／ＳＤＩＯ驱动，ＤＳＰ自带的ＳＤＩＯ接口可直接与ＳＤ卡存储电路相连，最高通信速度达４８ＭＨｚ，最高可传输数据２４Ｍ字节／ｓ，完全满足本系统的存储要求㊂ＳＤ卡接口电路图如图３所示㊂图３㊀ＳＤ卡存储电路２．３㊀液晶显示电路本文设计的汽车发动机转速检测仪的优点是体积小，方便携带，操作方便㊂系统把测得的发动机转速通过外接的ＴＦＴＬＣＤ屏实时显示，该ＬＣＤ屏为集成模块，２．８ᵡ，可显示１６位色的真彩图片［９］㊂系统利用单片机的自带的ＬＣＤ接口与该模块连接，来点亮ＬＣＤ，实现ＡＳＣＩＩ字符和彩色的显示功能㊂电路图如图４所示㊂图４㊀液晶显示电路系统采用１６位并行方式与ＴＦＴＬＣＤ模块连接，之所以不采用８位的方式，是因为彩屏的数据量比较大，尤其是在显示图片的时候，采用１６位并行的方式比８位方式速度快１倍以上㊂液晶屏的复位信号ＲＳＴ与系统的复位信号连在一起，当系统复位时，ＴＦＴＬＣＤ模块也随着一起复位㊂２．４㊀系统供电电路系统供电电路采用双冗余的方式［１０－１１］，当系统接入车载ＵＳＢ时，是由车载ＵＳＢ直接供电，此时５号电池是不供电的㊂当系统在离线状态下查看测量的历史数据时，是由５号电池进行供电㊂具体电路图如图５所示㊂㊀㊀㊀㊀㊀第２期岳永哲等：便携式汽车发动机转速测量仪的设计４１㊀㊀图５㊀系统供电电路当系统接入车载ＵＳＢ时，此时Ｖ＿Ｕｓｂ向系统提供５Ｖ电源，通过调节电阻Ｒ４１㊁Ｒ４２㊁Ｒ４３㊁Ｒ４４使得Ｑ４㊁Ｑ５处于导通状态，此时Ｑ６处于隔离状态，隔离５号电池，系统由车载ＵＳＢ提供电力㊂当系统处于离线状态时，即Ｖ＿Ｕｓｂ＝０Ｖ，此时ＡＯＬ１４１３的Ｄ端电压大于Ｓ端电压，５号电池通过ＡＯＬ１４１３内部的单向二极管传输，Ｖ＿Ｏｕｔ输出的电压等于５号电池的电压㊂３㊀软件设计系统利用ＣＣｏｍｐｉｌｅ开发软件进行编程，采用Ｃ语言编写㊂系统软件主要包含Ａ／Ｄ采集程序㊁定时中断程序㊁ＦＦＴ变换程序，ＬＣＤ显示程序等㊂系统启动时，通过软件编程设定ＡＤＣ的采样频率为５００ｋＨｚ，将采样到的模拟信号转换为数字量，再利用ＦＦＴ变换算法得到信号的离散频域信息，然后计算出发动机的转速，最终将结果显示在ＬＣＤ屏上㊂软件流程图如图６所示㊂图６㊀系统软件流程图４㊀实验数据分析４．１㊀理论分析一般情况下，汽车发动机的转速不超过６０００ｒ／ｍｉｎ，当发动机处于怠速状态下，其转速一般为７００８００ｒ／ｍｉｎ㊂根据香农采样定理可知：为了不失真的复原原始模拟信号，采样频率不应该小于该模拟信号频率的２倍㊂系统设定采样频率为原始信号频率的５倍，即ｆ＝５００Ｈｚ㊂根据信号频率计算公式可得：ｆ＝ｋ㊃ｆｓＮ（１）式中：ｋ为采样点数的序号；ｆｓ为采样频率；Ｎ为总采样点数㊂发动机转速计算公式：ｎ＝６０ｆｉ（２）式中：ｎ为发动机转速；ｉ为发动机与发电机的传动比㊂４．２㊀测试结果在得知转速的测量算法之后，在实际车上进行测试，以验证系统的稳定性及准确性㊂发动机与发电机的传送比为０．５，系统采样频率为ｆ＝５００Ｈｚ，采样点数Ｎ＝４０９６㊂首先启动汽车，让其处于怠速状态，观察驾驶室仪表盘上显示的转速，怠速时转速显示为７００ｒ／ｍｉｎ㊂此时系统将采集到的信号进行ＦＦＴ变换，得到的频谱图如图７所示㊂图７㊀转速为７００ｒ／ｍｉｎ时，采集到的频谱图由于Ｎ＝４００点之后的数据的幅值基本在３０４０ｄＢ之间波动，较为平稳，因此只对Ｎ＝４００点之前的数据进行分析㊂图中采样点数在１９１点时，有较大尖峰，记为ｋ＝１９１，根据式（１）㊁式（２）可以计算出此时发动机的转速㊂ｆ＝１９１ˑ５００４０９６ʈ２３．３１Ｈｚｎ＝６０ˑ２３．３１ˑ０．５ʈ６９９ｒ／ｍｉｎ系统测得的转速（６９９ｒ／ｍｉｎ）与实际转速（７００ｒ／ｍｉｎ）基本一致，测量误差仅为０．１４％㊂在车处于空挡状态时，轻踩油门，观察到转速表上显示１８００ｒ／ｍｉｎ，此时系统采集到的频谱图如图８所示㊂图８㊀转速为１８００ｒ／ｍｉｎ时，采集到的频谱图其中采样点数依然为Ｎ＝４０９６，与图７分析方法类似，系统只对前５００个点的数据进行分析㊂由图７可知，在第４９１个点时，波形有较大尖峰，记为ｋ＝４９１，根据式（１）㊁式（２）可得：ｆ＝４９１ˑ５００４０９６ʈ５９．９４Ｈｚ㊀㊀㊀㊀㊀４２㊀ＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔＴｅｃｈｎｉｑｕｅａｎｄＳｅｎｓｏｒＦｅｂ．２０１９㊀ｎ＝６０ˑ５９．９４ˑ０．５ʈ１７９８ｒ／ｍｉｎ系统测得的转速（１７９８ｒ／ｍｉｎ）与实际转速（１８００ｒ／ｍｉｎ）基本保持一致，测量误差仅为０．１１％㊂由上述两次测试数据可知，系统具有较高的稳定性以及较高的精度，两次测量误差均小于０．２％㊂５㊀结束语系统设计了一种便携式汽车发动机转速测量仪，其创新点是不需要外接传感器，直接利用车载ＵＳＢ提供的电源进行分析，提取车载电源中耦合的交流成分，根据发动机转速与发电机转速的关系，计算得到发动机的转速㊂实际测试结果表明，系统测量精度高，测量误差小于０．２％㊂除此之外，系统还具有体积小，便于携带，操作方便等特点㊂参考文献：［１］㊀杨晓波．便携式汽车发动机转速测量仪研制［Ｄ］．合肥：合肥工业大学，２０１４．［２］㊀王盛良．汽车电气设备结构与检修技术［Ｍ］．北京：机械工业出版社，２０１０．［３］㊀徐健，张耕实．基于单点虚拟振动功率的发动机转速测量方法［Ｊ］．仪器仪表学报，２０１４（３）：５７－６０．［４］㊀顾峰．发动机ＦＥＡＤ系统旋转振动的实测与计算方法研究［Ｄ］．青岛：青岛理工大学，２０１７．［５］㊀石鑫．点燃式机动车发动机转速测量仪校准示值误差测量值的不确定度评定［Ｊ］．计量与测试技术，２０１７，４５（８）：３４－３８．［６］㊀张永祥，李琳，刘树勇．发动机转速测量装置现场校准方法研究［Ｊ］．电子测量与仪器学报，２０１２，３２（Ｓ１）：６６－７０．［７］㊀曹景．小型无人直升机发动机转速控制器设计［Ｄ］．广州：华南理工大学，２０１７．［８］㊀张帅，曾锐利．基于振动信号的柴油发动机转速测量［Ｊ］．振动与冲击，２０１７（２２）：３７－４０．［９］㊀胡斌，刘倩．数字式火箭发动机涡轮泵转速测量方法研究［Ｊ］．电子测量技术，２０１７，４２（１）：５６－６０．［１０］㊀侯田钰．发动机动力监测系统设计［Ｄ］．晋中：山西农业大学，２０１５．［１１］㊀蔡旭平，全付付，黄晓蓉．一种新型汽车柴油发动机转速测量仪校准装置的设计［Ｊ］．中国计量，２０１５，２４（４）：５７－６１．作者简介：岳永哲（１９７９），讲师，硕士，主要研究领域为电子测量技术㊂Ｅ⁃ｍａｉｌ：ｙｙｚ＠ｈｅｂｕｓｔ．ｅｄｕ．ｃｎ赵战民（１９７９），讲师，硕士，主要研究领域为传感器数据采集，智能控制㊂（上接第３８页）图１２㊀补偿后２００ｍｍ内位移测量误差（１）通过将时栅技术嵌入直线导轨，实现测量系统与被测系统的集成，使导轨导引同时进行位置反馈，实现了直线导轨副的闭环控制功能㊂（２）通过进行精度实验，带检导轨的测量精度达到１．２５μｍ，实现了高精度测量，可满足一般工业现场的需求㊂参考文献：［１］㊀杨美英．直线滚动导轨副及其应用［Ｊ］．科技情报开发与经济，２００４，１４（７）：２７６－２７７．［２］㊀喻志忠．我国滚动直线导轨副的发展及趋势［Ｊ］．制造技术与机床，２００６（７）：１３－１４．［３］㊀屈重年，伍良生，肖毅川，等．机床导轨技术研究综述［Ｊ］．制造技术与机床，２０１２（１）：３０－３６．［４］㊀徐起贺，陈静．滚动直线导轨副的研究现状和发展动向［Ｊ］．河南机电高等专科学校学报，２００９，１７（２）：１－３．［５］㊀台湾上银科技公司．智能型直线导轨［Ｊ］．现代制造，２００４（１０）：５６．［６］㊀李芳，谷文韬，雷少坤，等．基于相位差检测算法的磁栅导轨拼接技术研究［Ｊ］．计算机测量与控制，２０１３，２１（７）：１９７８－１９８２．［７］㊀王阳阳．具备自校正功能的绝对式时栅角位移传感器研究［Ｄ］．重庆：重庆理工大学，２０１７．［８］㊀ＴＡＮＧＱ，ＰＥＮＧＤ，ＷＵＬ，ｅｔａｌ．Ａｎｉｎｄｕｃｔｉｖｅａｎｇｕｌａｒｄｉｓ⁃ｐｌａｃｅｍｅｎｔｓｅｎｓｏｒｂａｓｅｄｏｎｐｌａｎａｒｃｏｉｌａｎｄｃｏｎｔｒａｔｅｒｏｔｏｒ［Ｊ］．ＳｅｎｓｏｒｓＪｏｕｒｎａｌ，ＩＥＥＥ，２０１５，１５（７）：３９４７－３９５４．［９］㊀武亮，陈锡候，王阳阳，等．磁导调制型时栅位移传感器测量方法研究［Ｊ］．传感技术学报，２０１４，２７（８）：１０４３－１０４８．［１０］㊀彭东林，付敏，郑方燕，等．复杂机电系统中的嵌入式位置检测新技术体系研究［Ｊ］．机械工程学报，２０１５，５１（２２）：１２０－１２７．［１１］㊀陈锡候，曹焕，武亮，等．基于磁导调制的直线式时栅位移传感器［Ｊ］．传感技术学报，２０１７，３０（１）：２６－３０．作者简介：毛阿敏（１９９２），硕士研究生，主要研究领域为机械检测与控制技术㊂Ｅ⁃ｍａｉｌ：ｍａｏａｂｂｙ＠１６３．ｃｏｍ彭东林（１９５２），教授，博导，主要研究领域为计算机辅助设计与测试㊂Ｅ⁃ｍａｉｌ：ｐｄｌ＠ｃｑｕｔ．ｅｄｕ．ｃｎ。

多功能转速表的设计-开题报告

毕业设计 (论文)开题报告1．本课题所涉及的问题在国内(外)的研究现状综述在计算机硬件和软件技术发展的推动下，使目前国内外这类功能单一、精度低、体积大及价格高的转速表装备得到更新换代。

目前转速表作为一种通用测量工具, 已有多种形式面市, 如: 机械式、机电式、电磁式、光电式等。

尽管它们大都测量精确、使用安全、操作简便、但普遍存在的问题是功能单一，在现今的硬件和软件的精度和功能全面的提高的基础上实现了设备的更新换代，提高了实验技术水平。

采用新技术研制开发的多功能转速表除具有一般转速表的功能外, 还具有另外的特殊功能。

从70 年代起，人类在航空航天、交通运输及兵器工业上所遇到的问题难以用传统的理论来解决。

生产力发展的需要促使在计算机系统技术得以发展。

同时伴随着电子计算机软件和硬件技术的飞速发展，多功能转速表在集成度、功能、性能、体系结构方面都有了飞速发展，已能集成一个完整的功能强大、性能优良的测速系统。

现在欧美等发达国家，测速系统的技术已成功地应用于航空航天、交通运输、兵器工业、机械设计等多种领域，已产生巨大的效益，同时也使传统的设计试验方法发生了巨大变化。

这与现代市场对产品的需求很不适应，如何提高初次设计的成功率是传统设计方法的一个难题。

目前广泛使用的不合微机的数字式转速表，其硬件电路复杂，测量范围与精度不能兼顾，而且采样时间长难以测得瞬时转速，更不能扩展仪表的功能：如任意设置报警值、转速值的永久存贮、按需要进行打印控制等等。

单片微型计算机的出现为自动检测仪表打开了广阔的前景。

特别是MCS-SJ-型单片微机的性能价格比、尺寸、能耗上的优势，以及极强的计算、处理和记忆存贮能力，使出单片机为控制部件的智能仪表成为工业产品更新换代的既经济又先进的技术手段。

具有峰值保持能力。

转速变化时能“记忆最大转速值。

具有“黑匣子功能。

能永久保存重要的转速数据，供事故追忆时分析应用，正常情况下也可提供数据分析。

不需要保存时可以擦除，以备下次存数。

红外转速表的设计

红外转速表的设计【摘要】红外线数字转速表，用来测量转动速率的测量仪表。

本设计介绍了用数字电路进行红外线数字转速表的设计、安装、调试等，并给出了总电路的原理框图，以及总电路和单元电路的原理图。

设计中分析了电路的基本原理介绍了红外线数字转速表的工作过程。

实时控制结果表明，转速表能够准确的计数，以及数字形式显示，此红外线转速表比普通的机械转速表测量的准确度高，结构简单，提高系统可靠性.而且各项性能指标优于原模拟控制系统。

【关键词】红外线；转速表；数字电路1.引言转速表的数字化给人们的生活带来了极大的方便，广泛用于机动车辆、航空、船舶、机械设备等的重要领域。

由于红外线和数字集成电路技术的本身特性，使红外线数字转速的计数准确、性能稳定、体积小、便于安装。

2.转速表的功能要求（1）准确计数，并且四位数字形式显示，测速范围为0000～9999转/秒，实现近距离测量；（2）转速表的探头用红外线的发光管和接收管；（3）发射的红外线用一定的频率调制，接收的调制脉冲通过解调电路得到被测转动体的转速脉冲。

3.红外线转速表的工作原理红外线转速表采用的红外线反射式探头。

反射式控头、发光管和受光管在被测物体同侧，当探头接近物体时，接收到探头的红外线信号，用于测量转速比较方便。

测量转速的探头根据测量距离可采用透镜系统，也可不采用透镜系统。

当被测物体离开探头距离在15厘米以内时，无需采用透镜。

探头设计时可采用小功率发光管MLED81和光敏受光管PH3028。

两管并排放置，两个管子的中心线夹角很小，使它们在10厘米～15厘米远处相交。

在接近物体上漫反射回来的光线工作，对全黑物体，接收灵敏度很低，对白色物体和镜面反射体接收最灵敏，也能接收其他颜色物体的反光射，但相应的探测距离要近些。

测量转速的探头经常用透镜系统，根据光学的折射反射原理，发射管和接收管都固定在探测架上，通过透镜聚焦。

在探测架中间用半透膜使发射的红外线折射向转动物体，又能使从转动的物体反射回来的红光线通过半透膜射向接收管。

一种新型电子转速表[实用新型专利]

专利名称：一种新型电子转速表专利类型：实用新型专利
发明人：袁义华
申请号：CN200720038503.3申请日：20070704
公开号：CN201069445Y
公开日：
20080604
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型公开了一种新型电子转速表，包括与各电路相连接的电源电路，频率运算电路分别通过信号放大整形电路与传感器和通过驱动电路与驱动指针的动磁式线圈相连接，其特征在于：所述的频率运算电路还与分频数编码预置电路相连接。

由于采用上述结构，与现有技术相比：8位编码开关可预置编码设定的256种状态和单片机配合，使仪表能适应发动机不同的输入频率参数，即发动机每周输出1～255个脉冲，仪表均能正确显示发动机转速。

电子转速表在信号处理上采用高速、大内存的单片机和8位编码技术，在转速表驱动电路采用专用集成电路，计时采用LCD显示，整个电路外围元件少，结构简单，元件焊接尽可能多的采用贴片焊接工艺，使得仪表体积小，耐震动。

申请人：芜湖市瑞捷仪表有限公司
地址：241000 安徽省芜湖市中山南路191号
国籍：CN
代理机构：芜湖安汇知识产权代理有限公司
代理人：周光
更多信息请下载全文后查看。

一种车用转速表高转提醒装配结构[实用新型专利]

专利名称：一种车用转速表高转提醒装配结构专利类型：实用新型专利
发明人：胡立志,祁胜松
申请号：CN202121671052.3
申请日：20210721
公开号：CN216082801U
公开日：
20220318
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型公开了一种车用转速表高转提醒装配结构，包括转速表主体，转速表主体的侧面上设有固定座，转速表主体上设有提醒装置，提醒装置包括安装座、标记件以及提醒模块，提醒模块包括电池、声音电路以及扬声器，电池、声音电路以及扬声器均固定连接于安装座上且三者依次电连接，电池和声音电路之间设有磁簧开关，磁簧开关以嵌设的方式安装于标记件的底面上，转速表主体的指针的顶面上嵌设有磁铁,磁簧开关位于磁铁的移动轨迹的正上方，使得指针移动至标记件的正下方时，磁铁驱动磁簧开关闭合。

本实用新型使用便捷，利于保障行车的安全性。

申请人：黄山市卓越仪器仪表有限公司
地址：245299 安徽省黄山市歙县徽城镇循环工业园北环路
国籍：CN
代理机构：杭州科启星知识产权代理事务所(特殊普通合伙)
代理人：沈忠华
更多信息请下载全文后查看。

汽车发动机转速表[实用新型专利]

专利名称：汽车发动机转速表专利类型：实用新型专利
发明人：王新,杨长溪
申请号：CN96215324.9
申请日：19960705
公开号：CN2259323Y
公开日：
19970813
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：一种汽车发动机转速表，它包括壳体、表头、电子电路，所述的电子电路包括：稳压电路，它与汽车点火系统断电器相接，还包括二条由电容、二极管、可变电阻串接而成的充放电电路，在充放电电路的可变电阻上并接一表头，电路对地之间还接一放电二极管。

本转速表以低压脉冲信号转换成正比于发动机转速的电压，测量准确、及时，可在驾驶室、检测位置同时显示数据，使用简便，体积小，可用于发动机缸数不同的各类汽油车。

申请人：北京市快达节能技术开发公司
地址：100054 北京市右安门西河沿临4号
国籍：CN
代理机构：北京市专利事务所
代理人：郭佩兰
更多信息请下载全文后查看。

用于汽油机的感应式数字转速表的设计概要

用于汽油机的感应式数字转速表的设计摘要:设计了一种用于测量汽油发动机转速的感应式数字转速表,介绍了该表的工作原理以及硬件电路和软件构成。

利用PROTEL软件设计了硬件电路,由天线取得脉冲信号,经放大、整形后输入信号处理单元。

运用了脉冲周期测量法,使采样测量周期缩短,灵敏度提高,测量数据精确,读数稳定。

对实验板进行了实车测量,结果证明了其有效性。

关键词:感应式;脉冲周期测量法;汽油机;转速表0 引言发动机转速表能准确地反映发动机的工作状况。

现在,轿车一般都是电子式转速表,包括指针式和液晶数字显示式,表内有数字集成电路,它将点火线圈输送过来的电压脉冲经过计算后驱动指针移动或数字显示。

另外还有一种转速表是从发电机取出脉冲信号送到转速表电路解释后显示转速值,不过因受发电机皮带打滑等因素影响,数值不太精确[ 1 - 2 ] 。

目前,手持式转速表应用很广,有光电式转速表、感应式转速表,还有用RF401等集成电路芯片来实现对汽车发动机转速的遥测。

有些产品虽然能达到很高的精度,但是在快速性和稳定性上还存在一定的欠缺,而且有些高端产品价格昂贵[ 3 ]。

针对上述问题,设计了一种非接触型汽油发动机转速表,由天线接收脉冲信号,单片机通过测量脉冲周期的方法得到脉冲频率,并通过按键设置冲程与汽缸数,计算出发动机转速,并显示数据。

1 转速表工作原理汽油发动机的工作循环包括进气、压缩、点火、排气。

对于二冲程发动机, 1个工作循环发动机曲轴转1周,发动机点火1次。

对于四冲程发动机, 1个工作循环曲轴转2周,点火1次。

所以发动机点火脉冲的频率与发动机的转速存在对应关系。

发动机汽缸有单缸和多缸,汽缸数与发动机转速成反比关系。

在发动机点火时,高压软管会产生点火脉冲,测得此脉冲信号的频率,按照发动机的具体冲程和气缸数,通过一定的计算便可得到发动机的转速值:......。

1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

１引言
１８，国Ｎ（ａｏ￣Ｉｓｕｅｔ公司提出了虚拟仪器的概念，出了” ９６年美ＩＮｆｎｎｔｍｎ）ｉｒ提软件即仪器（ｈｆｒＴｅｏｔｅｓｗａ
ｉｔｅｎｔｍｎ）” 口号，彻底打破了传统仪器只能由生产厂家定义，用户无法改变的模式，从而引起仪ｓｈｓｕｅｔ的ｉｒ
收稿日：２０— ０２期０６１— ５作者简介：吴光杰（９６）１６－，女，重庆万州人，重庆三峡学院副教授．
－
８－８
维普资讯
重庆三峡学院学报２ｏ０７年第３期
ＰＩ０４Ｃ．１数据采集卡有１０￣的高输入阻抗，６０Ｇ保证干扰电流不会影响流入的信号，从而大大提高
又有精确的数字读数。对超速实现指示灯和声音警
示。操控虚拟仪器面板时，除了使用鼠标点击外，
虚拟仪器程序就是根据功能需要选择适当模块并控制数据流向的过程。其编程包括三个部分：前面板、框图程序和图标，连接器。前面板用于模拟真实仪器
的操作界面，可以设置输入量（称之为控件）和观察输出量（称之为指示器）每个前面板都有对应的，
导通状态；若接受管正对着黑色物体时便处于断开状态。当转速一定时，传感器便连续输出一定频率的高低电平信号，转速不同，频率也就随着改变。通过测量该电信号的频率，即可得到转速。３３．数据采集卡。设计所采用的Ｎ公司ｌ位多功能数据采集卡ＮＩ０４Ｉ６ＩＣ－１，具有２０ＳｓＰ６０ｋ／采样率、ｌ位精度的１６６路模拟输入（ＨＣ５、ＡＣＨｌ）４组不同的模拟输入范围（，Ｏ＋．Ｖ、，．＋．Ｖ、ｌ＋．５１，５ＯＶ及＋－．５、，ｌ０Ｖ）０２路模拟输出、６ｌ位精度及８条数字Ｉ／（ＶＬ／ＭＯ）２路２位的定时，Ｏ线５ＴＩＣＳ、４计数器、数字触发、ＩＱＮ－ＤＡ驱动程序简化配置和测量工作等多种功能。
引起的误差。
４软件设计ＬｂＷ提供了多种多样的功能模块，ａⅧ 这些功
能模块完成某些特定的功能。利用Ｌｂ］Ｗ写ａＶＥ
框图程序如图２。使用Ｌｂ］Ｗ图形语言编程，可以方便快捷ａＶＥ
地实现多种功能。既可用指针表盘直观显示速度，
２系统设计方案整个系统主要由硬件传感器与软件ＬｂＩＷ程序设计两部分完成，通过数据采集卡连接传送信号，ａＶＥ
经虚拟软件设计处理产生一个人机交互界面供使用者操作。３硬件电路３１．转速传感器及其检测原理。转速传感器是将转速物理信号转化可供采集处理的电信号输出的一种转换器件。其类型比较多，主要有光电式、磁电式等等。本设计采用光电反射式传感器。Ｓ１８是反射式红Ｔ６外光电传感器，由高发射功率红外光电二极管和高灵敏度光电晶体管组成，当发光二极管发出的红外光线遇到反光面时产生反射，这时光电晶体管接收到反射光便产生输出电信号。其工作原理与结构简单，灵敏度高。采用非接触检测方式，可避免检测系统对被测对象的影响佗。３．２测速电路。在黑色转轮的表面适当位置上粘贴白色的反光纸形成黑白相间的标识，将Ｓ１８光电Ｔ６传感器固定安装在车轮正对面。被测车轮转动时，白色反光纸相对与传感器的位置也将随之改变。检测电路上电后，传感器中的发射管便开始工作，连续发出红外光线，当光电接收管正对着白色反光纸时便处于
维普资讯
重庆三峡学院学报— — ０Ｊ Ⅵ ＡＦＣＯＧＩＧＴＲＥＧＲＥＮＶＲＩＹＬＯＨＮＱＮＥＯＧＳＩＥＳＴＨＵ
２００７年第３期钨２３卷— — ｏ．０ａ２．Ｎ．２７ＹＬ３３０
一
种新型汽车转速表的设计
吴光杰王海宝
４４０）０００（重庆三峡学院，重庆万州
摘要：通过光电传感器把汽车转速转换为开关型电信号送到数据采集卡输入端，运用虚拟仪器软件平台ＬｂＩＷ图ａＶＥ形化编程在计算机屏幕直接显示转速表面板，实现实时显示测量结果以及超速报警功能．虚拟仪表界面形象直观，操作方便简单，扩展性强．关键词：虚拟仪器；转速表；光电传感器；ＬｂｌＷａＶＥ中图分类号：Ｔ１Ｈ６文献标识码：Ａ文章编号：１０— １５（０７３０８ — ３０９８２０）０ — ０８０３
囡信分，频号析取率获值
发出间歇报警声
显示当前日期、时间及星期
数据精确度。它能探测到模拟输入信号４Ｖ范围内肛的变化，从而为用户提供高质量的测量精确度。为了更大程度减少数字化误差，这款设备加入了许多技术，如防止温度漂移电路，以减少元部件升温而
器和自动化工业的一场革命。随着现代软件和硬件技术的飞速发展，仪器的智能化和虚拟化已经成为未来各级实验室以及研究机构发展的方向。与此同时，汽车电子也已成为一个热门的研究领域。汽车转速与速
度表是汽车电子系统中一个最基本的也是最常见的组成部分之一。利用虚拟仪器的思想构建基于ＬｂＩＷａＶＥ平台的转速测量与显示装置，将在汽车仪表行业引发重要变革，并有效提高汽车仪表的整体水平 …。
还可设置快捷键，通过键盘操作。４仪表面板程序框图连接完毕后，换到前．２切面板窗口，对相应的控件和指示器进行位置调整，并可对整个虚拟仪器界面作适当的装饰，使其各部