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發(fā)動機冷卻液溫度傳感器測控方法及其測控系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種發(fā)動機冷卻液溫度傳感器測控方法及其測控系統(tǒng)，該測控方法為：首先通過中值濾波的方法對過采樣的AD轉(zhuǎn)換值進(jìn)行處理；然后對溫度-電壓關(guān)系進(jìn)行兩步標(biāo)定；在開環(huán)手動調(diào)壓輸入情況下，建立測量溫度T與信號電壓值V的初步標(biāo)定關(guān)系；后在閉環(huán)控制系統(tǒng)中建立實際溫度Tb與當(dāng)前信號電壓V的二次標(biāo)定關(guān)系；接著建立實際溫度Tb與溫度傳感器當(dāng)前信號電壓VD的擬合關(guān)系。該測控系統(tǒng)包括下位機單元、上位PC機人機界面、發(fā)動機冷卻液溫度工況模擬裝置、發(fā)動機冷卻液溫度傳感器和汽車水溫儀表。本發(fā)明的測控方法操作簡單，測試和標(biāo)定效率高、精度高。本發(fā)明的測控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，操控方便，使用安全、穩(wěn)定，測試和標(biāo)定直觀、精確、效率高。
【專利說明】 發(fā)動機冷卻液溫度傳感器測控方法及其測控系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及溫度傳感器【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種發(fā)動機冷卻液溫度傳感器測控方法及其測控系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國汽車工業(yè)的發(fā)展，汽車電子技術(shù)也日益成為當(dāng)前汽車工業(yè)發(fā)展的核心技術(shù)之一?！捌噦鞲屑夹g(shù)”作為汽車電子專業(yè)的核心專業(yè)基礎(chǔ)課程，在近幾年的實踐教學(xué)環(huán)節(jié)卻一直面臨著實驗設(shè)備匱乏的現(xiàn)狀。目前市場上的傳感器實驗臺不能有針對性的滿足汽車傳感技術(shù)方面的實踐教學(xué)要求，如“發(fā)動機冷卻液溫度傳感器實驗裝置”所采用的測控方法通常誤差較大、效率較低，無法對發(fā)動機冷卻液溫度傳感器進(jìn)行直觀、精確的測試和標(biāo)定，其中，在溫度傳感器標(biāo)定的過程中DSP內(nèi)置ADC模塊對AD誤差的校正具有一定局限性，只能對三個點的系統(tǒng)誤差(失調(diào)誤差)進(jìn)行校正，且不能對增益誤差進(jìn)行校正。更棘手的問題是，在某些輸入電壓值尤其是靠近兩端(0/3.3V)的情況下，AD轉(zhuǎn)換的個位數(shù)跳躍較大，無法直接利用線性校正或者分段線性校正的方式來實現(xiàn)校正，這勢必影響后續(xù)溫度的準(zhǔn)確測量及控制?，F(xiàn)有技術(shù)中雖然有汽車發(fā)動機熱敏電阻型水溫傳感器性能測試儀設(shè)計方案，但是結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，體積不夠小巧，多數(shù)采用加熱開環(huán)控制，不便精確控溫，調(diào)節(jié)時間長，不便作為測試標(biāo)定平臺。之前教學(xué)過程中一直以簡易的實驗器材來開發(fā)“發(fā)動機冷卻液溫度傳感器”實驗，用電熱壺加熱水來模擬發(fā)動機冷卻液，用手動調(diào)壓器結(jié)合玻璃溫度計觀測來控制溫度，某個溫度大致平穩(wěn)后再測量電阻值。但是實驗過程繁瑣，尤其調(diào)溫不好掌控，且多個實驗組同時實驗時，容易噴灑水，安全性也不好把握。應(yīng)用于教學(xué)過程中，學(xué)生也不能直觀的認(rèn)識熱敏電阻的參數(shù)特性如靈敏度、線性度等，不便理解標(biāo)定的過程和標(biāo)定在系統(tǒng)中的作用，也不便于規(guī)?；⒅貜?fù)化實驗。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明是為了解決現(xiàn)有發(fā)動機冷卻液溫度傳感器的相關(guān)測試和標(biāo)定不好操控，測試和標(biāo)定不夠直觀、精確，效率低等問題而提出一種操控簡單，測試和標(biāo)定直觀、精確、效率高且能方便實際應(yīng)用的發(fā)動機冷卻液溫度傳感器測控方法及其測控系統(tǒng)。
[0004]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
上述的發(fā)動機冷卻液溫度傳感器測控方法，是首先通過中值濾波的方法對過采樣的AD轉(zhuǎn)換值進(jìn)行處理，即采用希爾排序法進(jìn)行數(shù)值排序后取中間的多個值再進(jìn)行平均濾波，如此得到系列標(biāo)準(zhǔn)輸入電壓Vd對應(yīng)的AD值D，建立VD=f (D)的分段線性擬合公式；然后對溫度-電壓關(guān)系進(jìn)行兩步標(biāo)定，即先在開環(huán)手動調(diào)壓輸入情況下，系統(tǒng)溫度初次達(dá)到期望溫度附近后即記錄下該瞬態(tài)對應(yīng)的溫度T和溫度傳感器信號電壓值V，建立測量溫度T和溫度傳感器信號電壓值V之間的初步瞬態(tài)標(biāo)定關(guān)系；后在閉環(huán)控制系統(tǒng)中，利用所述初步瞬態(tài)標(biāo)定關(guān)系式換算的測量溫度T與設(shè)定溫度Ts比較進(jìn)行閉環(huán)調(diào)節(jié)，當(dāng)換算測量溫度T與設(shè)定溫度Ts —致、溫度達(dá)穩(wěn)態(tài)后，觀測玻璃溫度計記錄實際溫度Tb以及當(dāng)前溫度傳感器信號電壓V，繼續(xù)利用反饋調(diào)節(jié)，得到系列測量值，建立實際溫度Tb與當(dāng)前溫度傳感器信號電壓V之間的二次穩(wěn)態(tài)標(biāo)定關(guān)系；最后用最小二乘法原理，采用多項式擬合，建立實際溫度Tb與溫度傳感器當(dāng)前信號電壓V對應(yīng)的AD 口輸入電壓Vd的擬合關(guān)系。
[0005]所述發(fā)動機冷卻液溫度傳感器測控方法，其中:所述希爾排序法的排序數(shù)n=128。
[0006]所述發(fā)動機冷卻液溫度傳感器測控方法，其中:所述初步標(biāo)定關(guān)系的關(guān)系式為T=gl (VD/0.6);所述二次標(biāo)定關(guān)系的關(guān)系式Tb= g2 (Vd /0.6)；
Tb亦即為二次標(biāo)定后AD轉(zhuǎn)換電壓所換算的正確測量溫度T，則最終得到溫度T與溫度傳感器當(dāng)前信號電壓Vd的擬合關(guān)系關(guān)系式為:
T=14.73Vd4-92.18Vd3+210.9Vd2-250.1Vd+191.8(I)。
[0007]所述發(fā)動機冷卻液溫度傳感器測控方法，其測控流程為:溫度傳感器電壓信號每秒進(jìn)行一次過采樣數(shù)ri=128的AD轉(zhuǎn)換，并進(jìn)行希爾排序法后再中值平均濾波，所得AD轉(zhuǎn)換值經(jīng)分段線性擬合公式換算得到對應(yīng)的AD 口輸入電壓VD，再經(jīng)過上述擬合關(guān)系式得到當(dāng)前傳感器測量溫度T ;每秒測量一次溫度后與設(shè)定溫度Ts比較后進(jìn)行以模糊控制思想為基礎(chǔ)的閉環(huán)調(diào)節(jié)，直至穩(wěn)態(tài)平衡。
[0008]一種發(fā)動機冷卻液溫度傳感器測控系統(tǒng)，包括下位機單元以及與所述下位機單元連接的上位PC機人機界面；所述測控系統(tǒng)還包括發(fā)動機冷卻液溫度工況模擬裝置、發(fā)動機冷卻液溫度傳感 器和汽車水溫儀表；所述下位機單元包括DSP系統(tǒng)板、冷卻液溫度傳感器調(diào)理電路和加熱棒驅(qū)動電路；所述DSP系統(tǒng)板通過串口雙向通信連接所述上位PC機人機界面，同時控制連接加熱棒驅(qū)動電路并通過所述加熱棒驅(qū)動電路連接驅(qū)動所述發(fā)動機冷卻液溫度工況模擬裝置；所述發(fā)動機冷卻液溫度工況模擬裝置包括固態(tài)繼電器和加熱棒；所述加熱棒為內(nèi)嵌加熱棒的銅棒，其連接220V交流電，同時與所述固態(tài)繼電器連接；所述固態(tài)繼電器通過所述加熱棒驅(qū)動電路與所述DSP系統(tǒng)板連接；所述發(fā)動機冷卻液溫度傳感器通過所述冷卻液溫度傳感器調(diào)理電路連接于所述DSP系統(tǒng)板，同時還連接所述汽車水溫儀表并接地。
[0009]所述發(fā)動機冷卻液溫度傳感器測控系統(tǒng)，其中:所述DSP系統(tǒng)板具有端口 ADCIN15及供PWM波形輸出的端口 10PE6。
[0010]所述發(fā)動機冷卻液溫度傳感器測控系統(tǒng)，其中:所述冷卻液溫度傳感器調(diào)理電路由電阻R1(TR15、運算放大器Ul和U2以及電容Cll連接組成；所述電阻RlO —端接地，另一端連接所述運算放大器Ul的同相輸入端；所述電阻Rll —端連接運所述算放大器Ul的反相輸入端，另一端連接有輸入端子SW-1N并通過所述輸入端子SW-1N與發(fā)動機冷卻液溫度傳感器匹配插接；所述發(fā)動機冷卻液溫度傳感器與所述輸入端子SW-1N之間還還串聯(lián)了一個自鎖按鈕開關(guān)KG;所述電阻R12連接于所述運算放大器Ul的信號輸出端和反相輸入端之間；所述運算放大器Ul的信號輸出端還通過所述電阻R14連接于所述運算放大器U2的反相輸入端；所述運算放大器U2的同相輸入端通過所述電阻R13接地；所述電阻R15連接于所述運算放大器U2的信號輸出端和反相輸入端之間；所述運算放大器U2的信號輸出端連接于所述端口 ADCIN15 ;所述電容Cll并聯(lián)于所述端口 ADCIN15 ;所述電容Cll 一端連接于所述運算放大器U2的信號輸出端，另一端接地。
[0011]所述發(fā)動機冷卻液溫度傳感器測控系統(tǒng)，其中:所述加熱棒驅(qū)動電路由電阻RlO廣R105、倒相放大器U3和U4、開關(guān)光耦U10、場效應(yīng)管QlO以及二極管DlO連接組成；所述電阻RlOl —端接地，另一端連接于所述端口 IOPE6 ;所述倒相放大器U3和U4串接在一起，即所述倒相放大器U3的輸入端通過所述電阻R102連接于所述端口 IOPE6，所述倒相放大器U3的輸出端連接于所述倒相放大器U4的輸入端，所述倒相放大器U4的輸出端通過所述電阻R103連接于所述開關(guān)光耦UlO的陽極；開關(guān)光耦UlO的陰極接地，發(fā)射極連接于場效應(yīng)管QlO的柵極；所述電阻R105 —端連接所述開關(guān)光耦UlO的集電極，另一端連接有輸出端子CW-OUT +并通過所述輸出端子CW-OUT +匹配插拔連接于所述固態(tài)繼電器的正極端；所述場效應(yīng)管QlO的漏極連接有輸出端子CW-OUT -并通過所述輸出端子CW-OUT -匹配插拔連接于所述固態(tài)繼電器的負(fù)極端；所述場效應(yīng)管QlO的源極接地并通過所述電阻R104連接所述場效應(yīng)管QlO的柵極；所述二極管DlO為硅二極管，其連接于所述開關(guān)光耦UlO的集電極與所述場效應(yīng)管QlO的漏極之間；所述二極管DlO的陽極端連接所述場效應(yīng)管QlO的漏極，所述二極管DlO的陰極端連接所述開關(guān)光耦UlO的集電極。
[0012]所述發(fā)動機冷卻液溫度傳感器測控系統(tǒng)，其中:所述發(fā)動機冷卻液溫度傳感器采用的是NTC型熱敏電阻式冷卻液溫度傳感器，其與冷卻液溫度傳感器調(diào)理電路之間還設(shè)有測量端口 SW-C ;所述測量端口 SW-C還連接有萬用表并通過所述萬用表實時測量當(dāng)前所述發(fā)動機冷卻液溫度傳感器的參數(shù)值。
[0013]所述發(fā)動機冷卻液溫度傳感器測控系統(tǒng)，其中:所述發(fā)動機冷卻液溫度工況模擬裝置還連接有玻璃溫度計；所述汽車水溫儀表是通過端子B15與所述發(fā)動機冷卻液溫度傳感器連接。
[0014]有益效果:
本發(fā)明發(fā)動機冷卻液溫度傳感器測控方法，其操作簡單、方便，測試和標(biāo)定直觀、精確；其中，AD誤差的校正方法比通過實際值與理論值得到校正增益和校正失調(diào)的方法要更加簡潔實用，繞開了 D/A換算的理論公式，也避免了參考電壓測量不準(zhǔn)帶來的二次換算誤差；同時，采用中值平均濾波的方法進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換值的處理，去除了可能的粗大誤差，使AD轉(zhuǎn)換數(shù)字量及電壓換算值的波動性得到顯著改善；在中值濾波之前選用效率較高的希爾排序法對數(shù)值排序，能夠保證采樣精度，提高校正效率；實際測試表明，采取上述校正方法后，AD采樣的精度非常逼近理論值；再則，溫度-電壓關(guān)系標(biāo)定采用了 “首次開環(huán)瞬態(tài)標(biāo)定、二次閉環(huán)穩(wěn)態(tài)標(biāo)定”的兩步標(biāo)定法，大幅度節(jié)約了標(biāo)定中的等待時間，效率高，精度準(zhǔn)，第二次標(biāo)定后基本不需要再反復(fù)進(jìn)行系數(shù)修正。
[0015]本發(fā)明發(fā)動機冷卻液溫度傳感器測控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計簡單、合理，測試和標(biāo)定直觀、精確且效率高，發(fā)動機冷卻液溫度傳感器信號測量準(zhǔn)確可靠，模擬溫度工況控制快速平穩(wěn)；同時，人機界面友好，操控簡單、方便，成本低，可適合慣性較大溫度系統(tǒng)的動態(tài)控制。其中，冷卻液溫度傳感器調(diào)理電路的設(shè)計不僅能減少外接電路對后級測量電路的影響及對儀表內(nèi)部傳感器調(diào)理電路的影響，減小測量誤差，而且能起到濾除干擾雜波的作用，提高了測控系統(tǒng)的抗干擾能力；信號輸出端串聯(lián)一個自鎖按鈕開關(guān)，斷開時測量電阻，閉合時進(jìn)行在線閉環(huán)溫度調(diào)控，方便實驗者操作。加熱棒驅(qū)動電路的抗電磁干擾能力強，工作穩(wěn)定可靠。通過萬用表可以實時測量當(dāng)前發(fā)動機冷卻液溫度傳感器的參數(shù)值，并結(jié)合玻璃溫度計、汽車水溫儀表以及上位PC機人機界面的虛擬水溫表可進(jìn)行多位一體的顯示，使得水溫的測試和標(biāo)定變得更加直觀、精確。整個測控系統(tǒng)操控簡單，使用安全、可靠，靈活的模塊化設(shè)計及插拔連接，可廣泛應(yīng)用于冷卻液溫度傳感器及汽車水溫儀表產(chǎn)品的標(biāo)定以及輸出特性、靈敏度、線性度、重復(fù)度等檢測。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明發(fā)動機冷卻液溫度傳感器測控方法的測控流程圖；
圖2為本發(fā)明發(fā)動機冷卻液溫度傳感器測控方法的換算測量溫度T與溫度傳感器當(dāng)前信號電壓Vd的擬合曲線圖；
圖3為本發(fā)明發(fā)動機冷卻液溫度傳感器測控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理圖；
圖4為本發(fā)明發(fā)動機冷卻液溫度傳感器測控系統(tǒng)的電路連接圖。
【具體實施方式】
[0017]本發(fā)明發(fā)動機冷卻液溫度傳感器測控方法，包括:
首先，采用中值濾波的方法進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換值的處理，由于中值濾波涉及到數(shù)值排序問題，為保證足夠的采樣精度，對某點的過采樣數(shù)要比較多，必須考慮到排序算法的效率問題，為此選用效率較高的希爾排序法；該希爾排序法時間復(fù)雜度為0(n)，希爾排序法要求被排序數(shù)η為4的整數(shù)倍，為此選擇排序數(shù)η=128，理論上跟冒泡法相比，在η=128時效率提高46.1倍，通過CCS在線仿真調(diào)試窗口配合斷點觀測，希爾排序法耗時約0.5ms，而冒泡法耗時約20ms，效率的改進(jìn)是非常顯著的；由于溫度系統(tǒng)是個慣性延遲較大的系統(tǒng)，所以溫度采集的實時性并不要求太高，實驗臺其它測控模塊的數(shù)據(jù)采集及控制輸出都以中斷的方式進(jìn)行，且控制輸出的周期也遠(yuǎn)大于0.5ms,因此0.5ms的耗時對整個系統(tǒng)是可以接受的范圍。排序后取中間的32個值再進(jìn)行平均濾波；采用中值平均濾波后，同時也去除了可能的粗大誤差，AD轉(zhuǎn)換數(shù)字量及電壓換算值的波動性得到顯著改善，但與實際量仍然有一定的差異，該誤差即上述失調(diào)誤差和增益誤差的體現(xiàn)；為此標(biāo)準(zhǔn)輸入一組電壓VD=[0V，0.5V，IV，1.5V，2V，2.5V，3V]得到對應(yīng)的AD值D，建立VD=f(D)的分段線性擬合公式。該方式比通過實際值與理論值得到校正增益和校正失調(diào)的方法要更加簡潔實用，繞開了 D/A換算的理論公式，也避免了參考電壓測量不準(zhǔn)帶來的二次換算誤差。實際測試表明，采取上述校正方法后，AD采樣的精度非常逼近理論值。
[0018]然后，對溫度-電壓關(guān)系進(jìn)行兩步標(biāo)定:
即先在開環(huán)手動調(diào)壓輸入情況下，系統(tǒng)溫度初次達(dá)到期望溫度附近后即記錄下該瞬態(tài)對應(yīng)的溫度T、信號電壓值V，得到初步標(biāo)定關(guān)系式T=gl (V)，由于信號電壓V送入AD 口前進(jìn)行了 0.6倍的縮放以免AD 口電壓超出ADC參考電壓，AD 口電壓VD=V*0.6，所以初步標(biāo)定關(guān)系式為 T=gl (VD/0.6)；
接著，在閉環(huán)控制系統(tǒng)中，利用該關(guān)系式換算的測量溫度T與設(shè)定溫度Ts比較進(jìn)行閉環(huán)調(diào)節(jié)，當(dāng)換算測量溫度T與設(shè)定溫度Ts —致、系統(tǒng)溫度達(dá)穩(wěn)態(tài)后，觀測玻璃溫度計記錄實際溫度Tb以及當(dāng)前信號電壓V ;雖然換算測量溫度T并非準(zhǔn)確的實際溫度，但是并不影響系統(tǒng)的閉環(huán)調(diào)節(jié)；譬如設(shè)定溫度TS=80°C，穩(wěn)態(tài)時AD換算的溫度T=80°C，則表明換算測量溫度T已經(jīng)充分逼近設(shè)定溫度Ts，然而實際溫度Tb=82°C，對應(yīng)信號電壓為V，則實際標(biāo)定關(guān)系應(yīng)為Tb-V ;繼續(xù)利用快速穩(wěn)定的反饋調(diào)節(jié)，得到系列測量值如表I所示，則建立二次穩(wěn)態(tài)標(biāo)定關(guān)系式Tb= g2 (Vd /0.6)，Tb亦即為二次標(biāo)定后AD轉(zhuǎn)換電壓所換算的正確測量溫度T，則T= g2 (Vd /0.6);該方案的優(yōu)點是標(biāo)定效率高，精度準(zhǔn)，第二次標(biāo)定后基本不需要再反復(fù)進(jìn)行系數(shù)修正，但其前提是依賴于閉環(huán)系統(tǒng)良好穩(wěn)定的控制策略；
表1 二次標(biāo)定時的系列測量值
【權(quán)利要求】
1.一種發(fā)動機冷卻液溫度傳感器測控方法，是首先通過中值濾波的方法對過采樣的AD轉(zhuǎn)換值進(jìn)行處理，即采用希爾排序法進(jìn)行數(shù)值排序后取中間的多個值再進(jìn)行平均濾波，如此得到系列標(biāo)準(zhǔn)輸入電壓Vd對應(yīng)的AD值D，建立VD=f (D)的分段線性擬合公式； 然后對溫度-電壓關(guān)系進(jìn)行兩步標(biāo)定，即先在開環(huán)手動調(diào)壓輸入情況下，系統(tǒng)溫度初次達(dá)到期望溫度附近后即記錄下該瞬態(tài)對應(yīng)的溫度T和溫度傳感器信號電壓值V，建立測量溫度T和溫度傳感器信號電壓值V之間的初步瞬態(tài)標(biāo)定關(guān)系； 后在閉環(huán)控制系統(tǒng)中，利用所述初步瞬態(tài)標(biāo)定關(guān)系式換算的測量溫度T與設(shè)定溫度Ts比較進(jìn)行閉環(huán)調(diào)節(jié)，當(dāng)換算測量溫度T與設(shè)定溫度Ts —致、溫度達(dá)穩(wěn)態(tài)后，觀測玻璃溫度計記錄實際溫度Tb以及當(dāng)前溫度傳感器信號電壓V，繼續(xù)利用反饋調(diào)節(jié)，得到系列測量值，建立實際溫度Tb與當(dāng)前溫度傳感器信號電壓V之間的二次穩(wěn)態(tài)標(biāo)定關(guān)系； 最后用最小二乘法原理，采用多項式擬合，建立實際溫度Tb與溫度傳感器當(dāng)前信號電壓V對應(yīng)的AD 口輸入電壓Vd的擬合關(guān)系。
2.如權(quán)利要求1所述的發(fā)動機冷卻液溫度傳感器測控方法，其特征在于:所述希爾排序法的排序數(shù)n=128。
3.如權(quán)利要求1所述的發(fā)動機冷卻液溫度傳感器測控方法，其特征在于: 所述初步標(biāo)定關(guān)系的關(guān)系式為TzgJVn/0.6)； 所述二次標(biāo)定關(guān)系的關(guān)系式Tb= g2 (Vd /CL 6)； Tb亦即為二次標(biāo)定后AD轉(zhuǎn)換電壓所換算的正確測量溫度T，則最終得到溫度T與溫度傳感器當(dāng)前信號電壓Vd的擬合關(guān)系關(guān)系式為: T=14.73Vd4-92.18Vd3+210.9Vd2-250.1Vd+191.8(I)。
4.如權(quán)利要求3所述的發(fā)動機冷卻液溫度傳感器測控方法，其測控流程為:溫度傳感器電壓信號每秒進(jìn)行一次過采樣數(shù)n=128的AD轉(zhuǎn)換，并進(jìn)行希爾排序法后再中值平均濾波，所得AD轉(zhuǎn)換值經(jīng)分段線性擬合公式換算得到對應(yīng)的AD 口輸入電壓VD，再經(jīng)過上述擬合關(guān)系式得到當(dāng)前傳感器測量溫度T ;每秒測量一次溫度后與設(shè)定溫度Ts比較后進(jìn)行以模糊控制思想為基礎(chǔ)的閉環(huán)調(diào)節(jié)，直至穩(wěn)態(tài)平衡。
5.一種基于上述權(quán)利要求1至4任意一項所述的發(fā)動機冷卻液溫度傳感器測控方法的發(fā)動機冷卻液溫度傳感器測控系統(tǒng)，包括下位機單元以及與所述下位機單元連接的上位PC機人機界面；其特征在于:所述測控系統(tǒng)還包括發(fā)動機冷卻液溫度工況模擬裝置、發(fā)動機冷卻液溫度傳感器和汽車水溫儀表； 所述下位機單元包括DSP系統(tǒng)板、冷卻液溫度傳感器調(diào)理電路和加熱棒驅(qū)動電路；所述DSP系統(tǒng)板通過串口雙向通信連接所述上位PC機人機界面，同時控制連接加熱棒驅(qū)動電路并通過所述加熱棒驅(qū)動電路連接驅(qū)動所述發(fā)動機冷卻液溫度工況模擬裝置； 所述發(fā)動機冷卻液溫度工況模擬裝置包括固態(tài)繼電器和加熱棒；所述加熱棒為內(nèi)嵌加熱棒的銅棒，其連接220V交流電，同時與所述固態(tài)繼電器連接；所述固態(tài)繼電器通過所述加熱棒驅(qū)動電路與所述DSP系統(tǒng)板連接； 所述發(fā)動機冷卻液溫度傳感器通過所述冷卻液溫度傳感器調(diào)理電路連接于所述DSP系統(tǒng)板，同時還連接所述汽車水溫儀表并接地。
6.如權(quán)利要求5所述的發(fā)動機冷卻液溫度傳感器測控系統(tǒng)，其特征在于:所述DSP系統(tǒng)板具有端口 ADCIN15及供PWM波形輸出的端口 10PE6。
7.如權(quán)利要求6所述的發(fā)動機冷卻液溫度傳感器測控系統(tǒng)，其特征在于:所述冷卻液溫度傳感器調(diào)理電路由電阻R1(TR15、運算放大器Ul和U2以及電容Cll連接組成； 所述電阻RlO —端接地，另一端連接所述運算放大器Ul的同相輸入端； 所述電阻Rll—端連接運所述算放大器Ul的反相輸入端，另一端連接有輸入端子Sff-1N并通過所述輸入端子SW-1N與發(fā)動機冷卻液溫度傳感器匹配插接； 所述發(fā)動機冷卻液溫度傳感器與所述輸入端子SW-1N之間還還串聯(lián)了一個自鎖按鈕開關(guān)KG ; 所述電阻R12連接于所述運算放大器Ul的信號輸出端和反相輸入端之間； 所述運算放大器Ul的信號輸出端還通過所述電阻R14連接于所述運算放大器U2的反相輸入端； 所述運算放大器U2的同相輸入端通過所述電阻R13接地； 所述電阻R15連接于所述運算放大器U2的信號輸出端和反相輸入端之間； 所述運算放大器U2的信號輸出端連接于所述端口 ADCIN15 ； 所述電容Cll并聯(lián)于所述端口 ADCIN15 ;所述電容Cll 一端連接于所述運算放大器U2的信號輸出端，另一端接地。
8.如權(quán)利要求6所述的發(fā)動機冷卻液溫度傳感器測控系統(tǒng)，其特征在于:所述加熱棒驅(qū)動電路由電阻RlOl~R105、倒相放大器U3和U4、開關(guān)光耦U10、場效應(yīng)管QlO以及二極管DlO連接組成； 所述電阻RlOl —端接地，另一端連接于所述端口 IOPE6 ； 所述倒相放大器U3和U4串接在一起，即所述倒相放大器U3的輸入端通過所述電阻R102連接于所述端口 IOPE6，所述倒相放大器U3的輸出端連接于所述倒相放大器U4的輸入端，所述倒相放大器U4的輸出端通過所述電阻R103連接于所述開關(guān)光耦UlO的陽極；開關(guān)光耦UlO的陰極接地，發(fā)射極連接于場效應(yīng)管QlO的柵極； 所述電阻R105 —端連接所述開關(guān)光耦UlO的集電極，另一端連接有輸出端子CW-OUT+并通過所述輸出端子CW-OUT +匹配插拔連接于所述固態(tài)繼電器的正極端； 所述場效應(yīng)管QlO的漏極連接有輸出端子CW-OUT -并通過所述輸出端子CW-OUT -匹配插拔連接于所述固態(tài)繼電器的負(fù)極端；所述場效應(yīng)管QlO的源極接地并通過所述電阻R104連接所述場效應(yīng)管QlO的柵極； 所述二極管DlO為硅二極管，其連接于所述開關(guān)光耦UlO的集電極與所述場效應(yīng)管QlO的漏極之間； 所述二極管DlO的陽極端連接所述場效應(yīng)管QlO的漏極，所述二極管DlO的陰極端連接所述開關(guān)光耦UlO的集電極。
9.如權(quán)利要求5所述的發(fā)動機冷卻液溫度傳感器測控系統(tǒng)，其特征在于:所述發(fā)動機冷卻液溫度傳感器采用的是NTC型熱敏電阻式冷卻液溫度傳感器，其與冷卻液溫度傳感器調(diào)理電路之間還設(shè)有測量端口 SW-C ； 所述測量端口 SW-C還連接有萬用表并通過所述萬用表實時測量當(dāng)前所述發(fā)動機冷卻液溫度傳感器的參數(shù)值。
10.如權(quán)利要求5所述的發(fā)動機冷卻液溫度傳感器測控系統(tǒng)，其特征在于:所述發(fā)動機冷卻液溫度工況模擬裝置還連接有玻璃溫度計；所述汽車水溫儀表是 通過端子B15與所述發(fā)動機冷卻液溫度傳感器連接。
【文檔編號】G01K15/00GK103940533SQ201410050943
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2014年2月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月14日
【發(fā)明者】程登良, 黃海波, 王衛(wèi)華, 張凱, 蔣偉榮, 黃志文 申請人:湖北汽車工業(yè)學(xué)院