手持式万用汽车发动机转速测量仪制造技术

本实用新型专利技术涉及一种手持式万用汽车发动机转速测量仪，旨在提供一款简便、性能可靠的测量仪，包括振动传感器、低通滤波器、DSP处理器、AD采样电路、操作按键、电源模块、RS232通信模块、信号处理电路、显示电路，将仪器直接固定在汽车发动机或者车身的金属壳体上测量并通过仪器显示发动机转速。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种汽车电子检测领域，涉及一种手持式万用汽车发动机转速测量仪。
技术介绍
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，传统的再用车发动机转速测量方法采用感应汽车的高压点火线圈的点火脉冲信号间接测量发动机转速，对于电喷发动机，总成集成程度很高，且都有塑料外壳覆盖，靠测量高压点火线圈脉冲的方式基本不能检测。而且对于在用柴油车还要采用压电式方法，把压电传感器固定在柴油发动机的高压喷油管上，拆装比较麻烦不方便使用。
技术实现思路
本技术所要解决的问题在于，克服现有技术的不足，提供一种手持式万用汽车发动机转速测量仪，该新型易于安装，能够满足不同型号的在用汽油车和柴油车发动机转速的实时测量，且安装方便测量准确。适用于现代汽车的试验，测量及维修的各个领域。本技术解决其技术问题是采用以下技术方案实现的一种手持式万用汽车发动机转速测量仪，包括振动传感器、低通滤波器、DSP处理器、AD采样电路、操作按键、电源模块、RS232通信模块、信号处理电路、显示电路，所述的电源模块通过电瓶线给测量仪供电，用操作按键设置发动机的冲程和缸数，把带磁性底座的内置IC加速度的振动传感器固定在发动机或车身的金属壳体上，启动发动机，振动传感器能够输出一个与传感器加速度值成正比的电压信号，把电压信号经过信号处理电路，利用运算放大器将信号放大，采用抗混叠滤波，利用低通滤波器滤除高频噪声，防止AD采样后数字信号出现频率混叠，经过直流偏置功能，使输出信号范围在AD采样电路输入允许范围之内，经过上述处理后，AD采样电路将模拟振动信号转化为数字信号，并传输至DSP处理器中获取信号频谱，实现基频辨识和频率修正，利用获取的基频计算汽车发动机转速并通过显示电路进行显示，通过RS232通信模块通信接口实现与其他仪器的通信。本技术与现有技术相比具有显著的优点和有益效果。可提高发动机转速测量的实时性和简易性，实现发动机转速更加快速、准确的测量，传统的再用车发动机转速测量方法采用感应汽车的高压点火线圈的点火脉冲信号间接测量发动机转速，对于电喷发动机，总成集成程度很高，且都有塑料外壳覆盖，靠测量高压点火线圈脉冲的方式基本不能检测。而且对于再用柴油车还要采用压电式方法，把压电传感器固定在柴油发动机的高压喷油管上，拆装比较麻烦不方便使用。本技术的应用无论柴油机、汽油机，只需在发动机外身安装一个带磁性底座的震动传感器即可实现测量，具有安装的简易性和普遍的通用性。具有与上位机进行通讯的功能，从而具有和其它装置通讯，具有很大的推广和应用价值。本技术的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。附图说明图I本技术的测量系统框图图2本技术DSP软件程序流程图图3本技术DSP控制AD芯片采集流程图具体实施方式以下结合附图及较佳的实施例，对依据本技术提供的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。参见图1-3，一种手持式万用汽车发动机转速测量仪，包括振动传感器、低通滤波 器、DSP处理器、AD采样电路、操作按键、电源模块、RS232通信模块、信号处理电路、显示电路，所述的电源模块通过电瓶线给测量仪供电，用操作按键设置发动机的冲程和缸数，把带磁性底座的内置IC加速度的振动传感器固定在发动机或车身的金属壳体上，启动发动机，振动传感器能够输出一个与传感器加速度值成正比的电压信号，把电压信号经过信号处理电路，利用运算放大器将信号放大，采用抗混叠滤波，利用低通滤波器滤除高频噪声，防止AD采样后数字信号出现频率混叠，经过直流偏置功能，使输出信号范围在AD采样电路输入允许范围之内，经过上述处理后，AD采样电路将模拟振动信号转化为数字信号，并传输至DSP处理器中获取信号频谱，实现基频辨识和频率修正，利用获取的基频计算汽车发动机转速并通过显示电路进行显示，通过RS232通信模块通信接口实现与其他仪器的通信。硬件电路设计振动传感器需要一个输出电压大于18V的4mA恒流源作为驱动，利用LM317实现该驱动，振动传感器输出的交流电压信号叠加在12V直流偏置上，用一个电容隔直后，输入到下级电路中。传感器输入信号一般为峰值10mV-60mV的电压信号，AD米样电路输入范围为0-3. 3V，所以采用放大电路放大倍数为50倍，设计有基于数字电位器的增益可调放大电路，由于固定增益放大电路可满足要求，增益可调放大电路未使用。n为转速，单位r/min，x为冲程，汽车发动机冲程为2冲程或4冲程，i为汽车发动机缸数，取值为2到8之间的整数值。&为汽车车身振动信号的基频。可知，常见8缸4冲程汽车发动机在转速达10000r/min时，振动信号基频为666Hz，可视为传感器输入信号基频的最高值，抗混叠滤波器设计为4阶巴特沃斯有源滤波器，转折频率为800Hz，可有效滤除高次谐波分量和高频噪声。滤波电路输出信号为直流分量为0的交流信号，AD采样电路允许的输入电压范围为0-3. 3V，利用加法电路将一直流基准电压和交流振动信号叠加，实现直流偏置，满足AD采样电路要求。AD采样电路由12位AD芯片ADS7823及其外围电路组成，利用I2C总线与DSP通信，实现采集控制和数据传输，其采样频率由DSP控制，最高采样频率可满足系统要求。数字信号处理器选用的是TI公司的TMS320VC5509A系列DSP，其最高时钟频率为200MHz，运算速度快，成本较低，其需要片外Flash存储程序，为了减小电路板尺寸，采用串行Flash实现程序存储，Flash芯片为SST25LF020A。通信接口为9针RS232接口，通信协议有两个TTL方波输出，利用RS232串口的I脚输出，由DSP定时器输出口和CD4024分频器实现，方波频率与发动机每秒转速相同；RS232通信协议输出，每次测量完成后，输出该次测量值，利用DSP的GPIO 口和MAX3232芯片实现。显示模块采用12864LCD显示模块，由DSP的GPIO 口控制，键盘由三个微动开关、⑶4094芯片和DSP的GPIO 口实现。系统供电采用的是金升阳的电源模块和LM1117线性电源芯片，系统输入电压范围为12V±1. 2V，正常工作电流彡200mA。由于在发动机点火时有较大的浪涌电压，当利用车载电瓶供电时，发动机点火时，应断系统电源。软件电路设计上电后，DSP首先进行初始化，然后读取键盘输入情况，如果无按键按下，则循环读取键盘输入情况，如果有按键按下，则判断被按下的按键的功能，如果被按下按键功能是设置发动机冲程或缸数，则改变相应值后继续扫描键盘，如果被按下按键功能是启动测量，则DSP控制AD芯片采集输入信号，将输入信号进行频谱分析，获取信号基频，进行频率修正，利用测得基频值计算发动机转速，并显示，传输，最后判断在该过程中，键盘是否输入停止测量命令，确定是否停止测量。信号采集过程是利用DSP控制AD芯片进行采集，其过程如下采样频率由定时器确定，设定的采样频率为2400Hz，信号采样点数为1024点。为了保证系统在采集过程中对键 盘的响应速度，在采集程序中嵌入了键盘读取程序，只要保证在定时器定时时间到来前能完成发送采集命令，获取采集值和键盘读取的程序，就能保证很高的采样频率准确度。权利要求1.一种手持式万用汽车发动机转速测量仪本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种手持式万用汽车发动机转速测量仪，包括振动传感器、低通滤波器、DSP处理器、AD采样电路、操作按键、电源模块、RS232通信模块、信号处理电路、显示电路，其特征在于：所述的电源模块通过电瓶线给测量仪供电，用操作按键设置发动机的冲程和缸数，把带磁性底座的内置1C加速度的振动传感器固定在发动机或车身的金属壳体上，启动发动机，振动传感器能够输出一个与传感器加速度值成正比的电压信号，把电压信号经过信号处理电路，利用运算放大器将信号放大，采用抗混叠滤波，利用低通滤波器滤除高频噪声，防止AD采样后数字信号出现频率混叠，经过直流偏置功能，使输出信号范围在AD采样电路输入允许范围之内，经过上述处理后，AD采样电路将模拟振动信号转化为数字信号，并传输至DSP处理器中获取信号频谱，实现基频辨识和频率修正，利用获取的基频计算汽车发动机转速并通过显示电路进行显示，通过RS232通信模块通信接口实现与其他仪器的通信。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：段发阶，郭浩天，邸盼虎，
申请(专利权)人：天津云冲科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：