[發明專利]步進電機驅動指針的溫度表

有效

• 申請號: 200710092437.2
• 申請日: 2007-07-17
• 公開（公告）號: CN101144405A
• 公開（公告）日: 2008-03-19
• 發明（設計）人: 袁強
• 申請（專利權）人: 重慶川儀總廠有限公司
• 主分類號: F01M11/10
• 分類號: F01M11/10;G01K7/18
• 代理公司: 重慶志合專利事務所
• 代理人: 胡榮琿

技術領域

本發明涉及一種汽車溫度表，具體涉及一種檢測機油溫度的步進電機驅動指針的溫度表。

背景技術

以前，柴油發動機的機油溫度檢測一般采用機械式溫度表，或十字線圈驅動指針的溫度表，或者LED顯示的儀表。這些儀表主要有以下確定：1.機械式溫度表不但無法進行遠程數據傳輸，而且對于傳感器輸出電壓在工作溫度范圍內相對于理想擬合直線的偏差很大，致使其線性度差；另外機械式溫度表工作過程中機械磨損較大，使用壽命短；2.十字線圈采用游絲作為阻尼和回零，由于游絲具有典型的非線性，使所指示溫度值在刻度盤上為非線性，該非線性修正困難，導致溫度表整體線性度差，由于十字線圈驅動指針的溫度表的刻度線采用非線性刻度來適應其非線性特性，不適合人們的線性思維方式，溫度表通過十字線圈的游絲驅動指針復位，由于游絲作往復運動，會降低其彈性和使用壽命，最終導致整個儀表使用壽命短，在惡劣的發動機環境下其壽命更短；3.LED顯示的儀表不符合使用者已經形成的習慣，很多發動機廠商不采用LED顯示的溫度表。此外，以上三種溫度表的線性調整和零點、滿度調整一般采用電位器手動進行調試，這種方式需要反復調試才能達到相應的精度要求，調試過程非常麻煩，調試精度和重復性也較差；而且調試時間一般大于30分鐘/臺，隨著時間的推移參數發生變化，容易導致零點和滿度飄移，以及線性度發生變化。

發明內容

本發明的目的在于，提供一種步進電機驅動指針的溫度表，它整體線性度好，儀表電流輸出穩定，具有數據遠程傳輸能力，并且零度和滿度的調整方法簡單。

本發明的目的是這樣來實現的：步進電機驅動指針的溫度表，包括單片機、與汽車蓄電池連接的穩壓電源、以及用于采集汽車發動機機油溫度的熱電阻傳感器，還包括將熱電阻傳感器的變化量轉化為電壓信號并經放大后輸入到單片機內進行處理的信號處理放大電路，信號處理放大電路電連接在單片機與熱電阻傳感器之間；以及將單片機處理的輸出信號放大后輸出到步進電機的電機驅動電路，電機驅動電路電連接在單片機與步進電機之間，以及一用于將單片機輸出的電壓信號轉換成電流信號的線性轉換電路，線性轉換電路與單片機的SPI輸出接口電連接；單片機的11腳及12腳經導線引出分別與電路板上設置的兩個用于滿度調整或零點調整接口焊接；穩壓電源通過輸出支路分別與單片機、信號處理放大電路連接。

采用了上述方案，信號處理放大電路電連接在單片機與熱電阻傳感器之間，信號處理放大電路中一級運算放大器信號輸出引腳通過反饋電阻與其電阻一端連接，電阻用于傳感器的線性修正，減小傳感器輸出電壓在工作溫度范圍內相對于理想擬合直線的偏差，在輸入級經信號處理放大電路修正并通過單片機處理后，溫度表的線性度可以提高到0.2％以內。電機驅動電路電連接在單片機與步進電機之間，通過電機驅動電路將單片機輸出信號放大，可確保步進電機工作可靠性。

線性轉換電路與單片機的SPI輸出接口電連接，用于將單片機輸出的電壓信號轉換成電流信號的線性轉換電路，通過線性轉換電路，可將單片機處理的電壓信號轉換為4-20mA的電流信號輸出，作為熱電阻傳感器溫度信號的遠程傳輸，并送到發動機的其它單元作為這些單元的信號輸入。電阻通過穩壓二極管與穩壓電源連接，由于線性轉換電路中二級運算放大器允許輸入的共模電壓為電源電壓-1.5V，通過穩壓二極管可使二級運算放大器最大共模電壓為-3.3V，穩壓二極管保證線性轉換電路的可靠性和穩定輸出。

單片機的11腳及12腳經導線引出分別與電路板上設置的兩個用于滿度調整或零點調整接口焊接，由于熱電阻傳感器表現為電阻變化，采用標準電阻箱代替電位器，將輸入端與標準電阻箱(精度為0.01歐姆)連接，通過滿度調整或零點調整接口，由單片機對當前零點或滿期度對應的電壓采樣，通過單片機內預置的程序自動修正，實現對溫度表零點或滿度的調整。因此，本發明零點調整和滿度調整簡單，而且整個調整時間小于2分鐘，并且可以減少人工操作時間和元件的參數不一致帶來的誤差，確保調整精度。