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《汽車油位檢測系統(tǒng)的設(shè)計》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、南通紡織職業(yè)技術(shù)學院汽車油量檢測系統(tǒng)的設(shè)計專業(yè)：機電一體化姓名：何張鵬學號：20090606指導(dǎo)老師：張惟兵2011年11月35目錄摘要3第一章緒論41.1課題的來源與背景4第二章電容測量的物理原理和方法概述7一、電容弍傳感器分類72、變介電常數(shù)式電容傳感器的適用領(lǐng)域83.變介電常數(shù)式電容特性曲線、靈敏度、非線性94、電容傳感器的等效電路115、典型的電容檢測方法13第三章結(jié)構(gòu)設(shè)計與電路硬件設(shè)計15第四章軟件設(shè)計25第五章試驗3235摘要汽車傳感器是汽車電子技術(shù)領(lǐng)域研究的核心內(nèi)容之一。隨著電子技術(shù)的發(fā)展和汽車電子控制系統(tǒng)
2、應(yīng)用的日益廣泛，微型化、多功能化、集成化和智能化的傳感器將逐步取代傳統(tǒng)的傳感器，成為汽車用傳感器的主流。本文研究應(yīng)用變介電常數(shù)式電容傳感器實現(xiàn)汽車油箱油量的測量，并設(shè)計、制作電容傳感器的產(chǎn)品類型，試驗分析并研究解決在實際使用條件下的一些問題。首先分析比較了各種電容測量電路的特點，介紹根據(jù)∑一Δ模數(shù)轉(zhuǎn)換原理設(shè)計的電容測量器件AD7745，然后計算電容探頭在燃油中所產(chǎn)生的物理效應(yīng)，據(jù)此設(shè)計電容傳感器的機械結(jié)構(gòu)，設(shè)計測量信號處理電路以及測量結(jié)果顯示電路的硬件和軟件。最后討論電容傳感器在轎車郵箱中的標定方法，電容測量的溫度補償，
3、濾除液面抖動以及傳感器故障診斷等問題。電容式油量傳感器相比于傳統(tǒng)的浮子式油量傳感器，其顯著的優(yōu)點在于取消了機械傳動機構(gòu)，結(jié)構(gòu)緊湊、體積較小。關(guān)鍵詞：汽車油箱，變介電常數(shù)式電容，傳感器，∑一Δ模數(shù)轉(zhuǎn)換35第一章緒論1.1課題的來源與背景現(xiàn)代汽車設(shè)計為了追求最佳的零部件總布置，各大汽車生產(chǎn)商都無一例外地采用三維數(shù)宇化設(shè)計，力求合理、緊湊地布置零部件，使空間得到最有翠的利用。轎車的燃油箱在生產(chǎn)工藝上主要是采用吹塑加工，其吹塑模具比加工板金件的金屬模具要廉價很多，而且塑料的易流動性也保證能較容易地加工出異型件。利用這個特點，燃油
4、箱往往是整車總布置設(shè)計中最后完成的零件。在布置好其他零部件的空間位置后，剩下留給放置燃油箱的空間往往是異型的，為了獲得較大的載袖量，又必須盡可能多地利用這個不規(guī)則的^間，所以油箱外形通常是沒有什么規(guī)則的異型，而且各款轎車的油箱形狀通常也不盡相同。圖1.1的幾張實物圖片是使用在上海大眾桑塔納普通型轎車上的燃油箱（容積60升左右、轎車油箱的異形特點由此可見一斑。35異型油箱有效地利用了車身空間，載油量變大，但是要比較精確地測量內(nèi)1.2浮子式傳感器結(jié)構(gòu)簡圖部的載油量就不容易?，F(xiàn)有的測量裝置采用傳統(tǒng)的浮子式液位傳感器，其基本敏感
5、元件為浮子，.結(jié)構(gòu)示意圖如1.2所示。將敏感元件機械量的變化轉(zhuǎn)化為電信號的檢測手段主要有兩類：一類是用滑動電位器為基本檢測元件，目前生產(chǎn)的中低檔汽車多采用此類檢測元件。如圖1.3所示，它是由浮子通過連桿帶動電位器，其阻值變化改變電路中的電流大小，從而改變線圈的磁場?雖弱，決定指針的偏轉(zhuǎn)角度。簡言之即是利用歐姆表檢測電位器阻值，從而達到顯示油位的目的。但當油垢覆蓋電位器后，其阻值會發(fā)生變化，造成誤差太大，甚至不能使用，使此類油箱傳感器成為壽命很短的易損件。另一類是用電感線圈為基本檢測元件，例如現(xiàn)在生產(chǎn)的高檔汽車多采用此類檢
6、測元件。它是用浮子帶動電感線圈，改變振蕩電路的振蕩頻率，再通過頻率計檢測其頻率來測定油位。但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，調(diào)試麻煩，成本高，價格貴，不能被廣泛使用35浮子式燃油傳感器的機械運動部件比較多，例如滑動變阻器式檢測元件需要連桿通過鉸鏈驅(qū)動滑動觸點在變阻器上移動，在汽車油箱惡劣的使用環(huán)境中，機械運動部件容易磨損而導(dǎo)致傳感器失靈，難以保證在汽車使用的生命周期中傳感器持續(xù)有效。另一方面，異型油箱決定了燃油的高度變化和其體積的變化并不成線性關(guān)系，使用模擬電路標定比較難以實現(xiàn)，所以現(xiàn)有的測量方法通常有比較大的誤差。而且駕駛員儀表盤上的燃油
7、表一般用1/1、1/2、0分別表示滿油、半箱油和無油，如圖1.4所示，這樣的刻度很松散，不精確。駕駛員由于儀表盤上燃油表的指示不夠精確，常常在佔計燃油佘量時發(fā)生較大誤差。有時估計值大于實際余量值，而不及時加油，常常在公路行車過程中由于燃油耗盡而拋錨；有時估計值小于實際余量值，在加油站常常加油過多以至燃油溢出油箱加袖口。這些情況的發(fā)生或多或少地存在一些安全隱患。本文研究也容式傳感器的技術(shù)路線是：使用電容作為電場傳感器的敏感元件，對轎車異型燃油箱的油量進行測量，通過硬件電路和微控制器處理數(shù)據(jù)后，通過車身局域網(wǎng)總線將測量結(jié)果傳
8、送至儀表盤，通過步進電機驅(qū)動指針將油箱中燃油量指示出來。3標是設(shè)計、制作一個接近產(chǎn)品化的實物傳感器，并與實際燃油箱匹配。35第二章電容測量的物理原理和方法概述一、電容弍傳感器分類電容式傳感器的基本工作原理是基于物體間的電容量及其結(jié)構(gòu)參數(shù)之間的關(guān)系。由物理學可知，電容器的電容是構(gòu)成電容器的兩極板形狀、大小、相互位置及電
