[實用新型]多路溫度壓力在線監測系統

有效

• 申請號: 201120091823.1
• 申請日: 2011-03-31
• 公開（公告）號: CN202083554U
• 公開（公告）日: 2011-12-21
• 發明（設計）人: 李雷;張南;盧娜;陳其鋒;李秋霞
• 申請（專利權）人: 長城汽車股份有限公司
• 主分類號: G01M15/05
• 分類號: G01M15/05
• 代理公司: 石家莊冀科專利商標事務所有限公司 13108
• 代理人: 李羨民;高錫明

技術領域

本實用新型涉及一種用于對發動機的進、排氣溫度和壓力進行在線監測的裝置，屬檢測技術領域。

背景技術

在發動機電子控制系統中，通過對進、排氣溫度和壓力的測量來對燃油噴射、點火角度等參數進行精確控制。在發動機標定過程中，需要使用INCA對發動機運行時的溫度、壓力等參數進行測量，而目前的溫度壓力采集不能實現與標定軟件INCA進行連接。

另外，傳統的監測裝置利用熱電偶測溫并采用惠斯通電橋進行冷端補償，其缺點是補償電路硬件成本高，而且容易引入較大誤差，降低了個整個系統的測量精度。此外，現有監測裝置的溫度、壓力測量通道較少，在進行多路測量時需要多個模塊并聯使用，操作非常不方便。

實用新型內容

本實用新型的目的在于克服現有技術的不足、提供一種測量精度高、制造成本低的多路溫度壓力在線監測系統。

本實用新型所述問題是以下述技術方案實現的：

一種多路溫度壓力在線監測系統，由單片機和與之連接的溫度測量電路、壓力測量電路和通訊芯片組成，所述溫度測量電路由多個溫度測量單元和冷端補償電路組成，每個溫度測量單元均由熱電偶和儀表放大器組成，所述儀表放大器的輸入端接熱電偶，輸出端接單片機的輸入端口，其IN-端和REF端還分別接不同的參考電壓；所述冷端補償電路采用數字溫度傳感器，所述數字溫度傳感器的輸出端接單片機的GPIO179端口并設置有上拉電阻。

上述多路溫度壓力在線監測系統，所述壓力測量電路由多個壓力測量單元組成，所述壓力測量單元由壓力傳感器、電流電壓轉換電阻、抗干擾電容和穩壓管組成，所述壓力傳感器的輸出端經電流電壓轉換電阻接地，所述電流電壓轉換電阻兩端的電壓信號接單片機的輸入端口，所述抗干擾電容和穩壓管均與電流電壓轉換電阻并聯連接。

上述多路溫度壓力在線監測系統，所述通訊芯片采用MAX232，其R1OUT和T1IN端分別接單片機的SCI_B_RX和SCI_B_TX端，R1IT和T1OUT端與上位機連接。

上述多路溫度壓力在線監測系統，所述溫度測量單元設置十四個，它們的輸出端分別接單片機的AN0～AN13端；所述壓力測量單元也設置十四個，它們的輸出端分別接單片機的AN16～AN29端。

本實用新型采用熱電偶測量發動機的進、排氣溫度，同時以數字溫度傳感器代替傳統的惠斯通電橋進行冷端補償，不僅降低了制造成本，而且減小了溫度測量誤差，大大提高了系統測量精度。本實用新型的溫度、壓力測量通道均設置十四個，便于進行多路測量。

附圖說明

下面結合附圖對本實用新型進一步說明。

圖1是本實用新型的電原理圖。

圖中各標號為：U1、單片機；U2、儀表放大器；U3、數字溫度傳感器；U4、通訊芯片；TH、熱電偶；P、壓力傳感器；C、電容；D、穩壓二極管；R1、R2、電阻。

具體實施方式

本系統主要用于發動機的進、排氣溫度和壓力的在線監測。可同時對14路壓力和14路溫度進行采集，對信號進行處理后通過RS232總線傳送到上位機。上位機可使用標定軟件INCA對各測量模塊進行尋址、讀取數據，并實時顯示、存儲數據。系統包括單片機U1、熱電偶溫度測量電路、壓力測量電路和通訊芯片。

參看圖1，溫度測量電路和壓力測量電路的作用是把傳感器原始信號轉化成單片機U1能夠采集的0～5V電壓信號。

熱電偶TH輸出的溫度信號是微電壓信號，電壓范圍是-5mV～+50mV，需要使用儀表放大器U2（AD623）將其放大，得到-0.5V～+4.5V的信號，再加上參看電壓VREF2（0.5V的基準電壓），得到0～5V的電壓信號送入單片機U1進行處理。

在熱電偶冷端補償電路部分，摒棄了傳統的惠斯通電橋，使用數字溫度傳感器U3（DS18B20），硬件連接比較簡單，提高了測量精度，經實測，DS18B20測量誤差在±0.2℃。

壓力傳感器P輸出的壓力信號是電流信號，范圍是4～20mA，經過I/V變換后使其轉換成1～5V電壓信號。壓力測量電路具有自動調零功能。由于壓力傳感器之間具有差異，其輸出特性也略微有些差別，如果不加處理的話會引入較大的系統誤差。在壓力傳感器測量大氣壓時，系統能自動搜索壓力傳感器的零點并進行記錄，用于通道補償，降低了因傳感器輸出特性間的差異帶來的系統誤差。

通訊電路的作用是將采集到的信號傳送到上位機，并且在INCA軟件中顯示、存儲。通訊電路采用MAX232，負責從單片機U1讀取數據，并使用RS232協議傳輸給上位機，最終顯示在INCA軟件中。

軟件方面