一種基於單片機的數字式氣缸壓力檢測儀的製作方法
2023-06-12 11:52:06
專利名稱：一種基於單片機的數字式氣缸壓力檢測儀的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及ー種檢測儀，特別涉及ー種基於單片機的數字式氣缸壓カ檢測儀。
背景技術：
內燃機是各種內燃機車的心臟，是驅動車輪運動的原動力。內燃機氣缸是實現エ作循環、產生動カ的源頭。活塞在氣缸內往復運動，形成體積做規律變化的密封空間，燃料在此空間內燃燒，產生的燃氣動カ推動活塞運動。可見，氣缸壓カ是內燃機正常運轉的ー個重要參數，通過氣缸壓カ的測試，能夠準確迅速地判斷出內燃機的一些常見故障，因此，測量氣缸壓力是ー種既簡單又科學的診斷內燃機故障的方法。傳統的普通指針式壓力表精度低、損壞率高，而內燃機氣缸壓カ更是迅速變化，在刻度表上表現為指針劇烈擺動，操作檢修人員無法準確判斷壓カ值，只能根據擺動幅度和工作經驗估計壓カ所處範圍，這樣不可避免地產生較大誤差，因此設計一種檢測精度高、使用方便的氣缸壓カ檢測儀是十分必要的。
發明內容針對上述現有技術存在的缺陷或不足，本實用新型的目的在於，提供ー種基於單片機的數字式氣缸壓力檢測儀，該檢測儀具有檢測精度高、使用方便、通用性好的特點。為了實現上述任務，本實用新型採用如下技術解決方案予以實現—種基於單片機的數字式氣缸壓力檢測儀，其特徵在於，電路部分包括有壓カ傳感器，信號調理電路、A/D轉換電路、單片機、顯示模塊、通訊模塊和上位機，壓カ傳感器和信號調理電路相連接，信號調理電路通過A/D轉換電路與單片機相連，在單片機上還連接有顯示模塊和通訊模塊，通信接ロ與上位機進行無線通訊。本實用新型的其他特點是所述的單片機採用AT89C52單片機。所述的壓カ傳感器採用AK_3d壓カ變送器，所述的顯示模塊採用具有SPI串行接ロ功能的鍵盤控制晶片ZLG7289A。所述的通信接ロ採用RS232接ロ。所述的單片機上還連接監控電路，監控電路採用X25045晶片。本實用新型的基於單片機的數字式氣缸壓力檢測儀，實現了內燃機氣缸壓カ的實時採集、分析、處理、顯示等功能，因採用常規晶片，具有價格低、性能穩定等優點，有效解決了氣缸壓力的精確測量問題。
圖I是本實用新型的基於單片機的數字式氣缸壓力檢測儀硬體結構框圖；圖2為AK_3d壓カ變送器的尺寸圖。[0016]圖3為AK_3d壓カ變送器實物圖片。圖4為A/D轉換電路TLC0838與單片機的硬體連接圖。圖5為監控電路X25045與單片機硬體連接圖。圖6為通信接ロ的硬體連接圖。
以下結合附圖和實施例對本實用新型作進ー步詳細說明。
具體實施方式參照圖1，本實施例給出ー種基於單片機的數字式氣缸壓力檢測儀的電路硬體結構，包括有壓カ傳感器，信號調理電路、A/D轉換電路、單片機、顯示模塊、通訊模塊和上位機，壓カ傳感器和信號調理電路相連接，信號調理電路通過A/D轉換電路與單片機相連，在單片機上還連接有顯示模塊和通訊接ロ，通信接ロ與上位機進行無線通訊。壓カ傳感器採集的壓カ信號首先變換成電信號，然後信號調理電路對信號作放大、濾波、隔離和保護處理。處理後的信號經A/D轉換後，送至單片機進行信號的分析和處理，在鍵盤的控制下，單片機通過I/O ロ輸出信號，在LED顯示電路顯示測量壓力，通信模塊與上位機進行無線通訊。在實際的檢測過程中，為防止出現程序跑飛，單片機上還採用了監控電路，監控電路採用美國Xicor公司的X25045晶片。同時，將上位PC機設置在檢修車間，用來顯示氣缸壓カ信息及內燃機其他各部分的參數值，綜合判斷內燃機故障原因。本實施例的單片機採用ATMEL公司的AT89C52單片機，體積小、價格低、精度高。壓カ傳感器採用AK_3d壓カ變送器(參見圖2和圖3)，其量程選擇O lOMPa，輸出電壓對應O 5V。A/D轉換電路採用TLC0838A/D轉換器。圖4為A/D轉換電路內部結構，考慮到氣缸內的壓カ不均，對氣缸內的兩處壓力信號進行採集，由AK-3d壓カ變送器採集氣缸內壓力信號，由CHO和CHl輸入，選擇合適的I/V轉換方式，使轉換過後的輸出電壓範圍能夠滿足TLC0838的輸入範圍，然後轉換為數位訊號輸入單片機進行分析處理。參照圖5，在單片機構成的微型控制器中，由於工作現場情況複雜，常會受到各種電磁幹擾，造成程序的跑飛，而使程序進入死循環，會造成整個計算機系統不能正常工作。為此，加入了監測程序運行的X25045晶片(看門狗)，單片機復位電路與X25045復位電路
整合連接在一起，CS、S0、SCK、SI端分別與微處理器的4個I/O ロ相連，使得電路反應速度
快、抗幹擾能力強。顯示電路選用具有SPI串行接ロ功能的鍵盤控制晶片ZLG7289A，ZLG7289A可同時驅動8位共陰極數碼管，可同時連接多達64鍵的鍵盤矩陣，單片即可完成LED顯示、鍵盤接ロ的全部功能。圖6為通信模塊電路，內燃機車的檢修車間有ー個上位PC機，用來顯示氣缸壓カ信息及內燃機其他各部分的參數值，從而綜合判斷內燃機故障原因。由於本裝置是做現場檢測，傳輸距離短，採用RS232接ロ來進行串行傳輸已經足夠滿足要求，而且硬體電路簡単，抗幹擾性強並可直接和PC機接ロ，不用外加協議轉換電路，為使單片機能與PC機通信，需要在單片機PC機的接ロ之間增加用MAX232構成的電平轉換電路。綜上所述，本實用新型的基於單片機的數字式氣 缸壓カ檢測儀，以AT89C52單片機為核心，數字顯示氣缸內壓カ變化，使用方便、精度高，有效地解決了氣缸壓カ的精確測量問題。
權利要求1.一種基於單片機的數字式氣缸壓力檢測儀，其特徵在幹，電路部分包括有壓カ傳感器，信號調理電路、A/D轉換電路、單片機、顯示模塊、通訊模塊和上位機，壓カ傳感器和信號調理電路相連接，信號調理電路通過A/D轉換電路與單片機相連，在單片機上還連接有顯示模塊和通訊接ロ，通信接ロ與上位機進行無線通訊。
2.如權利要求I所述的基於單片機的數字式氣缸壓力檢測儀，其特徵在於，所述的單片機採用AT89C52單片機。
3.如權利要求I所述的基於單片機的數字式氣缸壓力檢測儀，其特徵在於，所述的壓カ傳感器採用AK-3d壓カ變送器。
4.如權利要求I所述的基於單片機的數字式氣缸壓力檢測儀，其特徵在於，所述的轉換電路採用TLC0838A/D轉換器。
5.如權利要求I所述的基於單片機的數字式氣缸壓力檢測儀，其特徵在於，所述的顯示模塊採用具有SPI串行接ロ功能的鍵盤控制晶片ZLG7289A。
6.如權利要求I所述的基於單片機的數字式氣缸壓力檢測儀，其特徵在於，所述的通信接ロ採用RS232接ロ。
7.如權利要求I所述的基於單片機的數字式氣缸壓力檢測儀，其特徵在於，所述的單片機上還連接監控電路。
8.如權利要求7所述的基於單片機的數字式氣缸壓力檢測儀，其特徵在於，所述的監控電路採用X25045晶片。
專利摘要本實用新型公開了一種基於單片機的數字式氣缸壓力檢測儀，電路部分包括有壓力傳感器，信號調理電路、A/D轉換電路、單片機、顯示模塊、通訊模塊和上位機，壓力傳感器和信號調理電路相連接，信號調理電路通過A/D轉換電路與單片機相連，在單片機上還連接有顯示模塊和通訊模塊，通信接口與上位機進行無線通訊。實現了內燃機氣缸壓力的實時採集、分析、處理、顯示等功能，因採用常規晶片，具有價格低、性能穩定等優點，有效解決了氣缸壓力的精確測量問題。
文檔編號G01L23/00GK202433146SQ20112049362
公開日2012年9月12日 申請日期2011年12月1日 優先權日2011年12月1日
發明者張文廣, 杜春臣, 王坤 申請人:長安大學