[發(fā)明專利]一種內(nèi)燃機(jī)活塞表面溫度低頻采集的無線測(cè)溫發(fā)射控制器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110495523.8
• 申請(qǐng)日: 2021-05-07
• 公開（公告）號(hào): CN113281052B
• 公開（公告）日: 2022-01-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 成曉北;楊燦;秦效東;梁珈琨;曹正昕;劉傳正
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華中科技大學(xué)
• 主分類號(hào): G01M15/04
• 分類號(hào): G01M15/04;G01M15/02;G01K7/02;G08C17/02
• 代理公司: 湖北創(chuàng)融藍(lán)圖知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 42276
• 代理人: 羊淑梅

1.一種內(nèi)燃機(jī)活塞表面溫度低頻采集的無線測(cè)溫發(fā)射控制器，包括溫度信號(hào)采集模塊，其特征在于，所述溫度信號(hào)采集模塊輸出端連接有AD轉(zhuǎn)換模塊，所述AD轉(zhuǎn)換模塊輸出端連接有無線發(fā)射模塊，且溫度信號(hào)采集模塊、AD轉(zhuǎn)換模塊和無線發(fā)射模塊輸入端均電性連接有電源模塊，所述溫度信號(hào)采集模塊包括熱電偶和一階低通RC濾波器，所述熱電偶安于活塞待測(cè)點(diǎn)，用于感知活塞的溫度變化并轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)，所述熱電偶輸出端與一階低通RC濾波器輸入端相連接，且一階低通RC濾波器輸出端與AD轉(zhuǎn)換模塊輸入端相連接，所述AD轉(zhuǎn)換模塊包含ADC芯片及其外圍電路，所述ADC芯片通過I²C總線與所述無線發(fā)射模塊輸入端相連接，所述無線發(fā)射模塊包含主控芯片F(xiàn)XTH以及天線，且主控芯片F(xiàn)XTH與ADC芯片輸出端相連接，所述主控芯片F(xiàn)XTH通過天線與無線接收板通訊連接；

所述AD轉(zhuǎn)換模塊采用ADC芯片ADS1115，所述ADC芯片是一枚16位高精度雙通道ADC，且以I²C協(xié)議與所述主控芯片F(xiàn)XTH進(jìn)行信息傳輸；

所述ADC芯片及其外圍電路，為盡量減少電路電源耦合，電源輸入引腳必須接去耦電容； 在引腳8：VDD電源輸入處選取0.1μF的去耦電容，即C14；所述ADC芯片與主控芯片F(xiàn)XTH以I²C總線相連，涉及ADS1115芯片包括引腳9：SDA，連接網(wǎng)絡(luò)SDA，為I²C總線數(shù)據(jù)傳輸線；引腳10：SCL，連接網(wǎng)絡(luò)SCL，為I²C總線時(shí)鐘線，引腳2：ALERT/RDY，連接網(wǎng)絡(luò)為RDY，用于指示信息轉(zhuǎn)換完成狀態(tài)；所述ADC芯片引腳4：AIN0，5：AIN1，6：AIN2，7：AIN3，為兩對(duì)差分信號(hào)輸入通道，引腳4用于通道2的正極輸入，引腳5用于通道2的負(fù)極輸入，引腳6用于通道1的正極輸入，引腳7用于通道1的負(fù)極輸入； 所述無線發(fā)射模塊包含主控芯片F(xiàn)XTH以及高增益膠棒天線，所述主控芯片F(xiàn)XTH以I²C協(xié)議與所述ADC芯片通信，此時(shí)主控芯片作為信號(hào)接收端，接收AD芯片輸入的信號(hào)，涉及所述主控芯片F(xiàn)XTH的相關(guān)引腳包括引腳3：PTA1，連接網(wǎng)絡(luò)SCL；引腳4：PTA0，連接網(wǎng)絡(luò)SDA，其中引腳3用于為數(shù)據(jù)傳輸提供時(shí)鐘序列，引腳4用于數(shù)據(jù)傳輸，根據(jù)I²C總線原理，SDA與SCL需要兩個(gè)4.7K的上拉電阻，上拉至3V，即電阻R5和電阻R6； 所述引腳2作為數(shù)據(jù)準(zhǔn)備，所述主控芯片F(xiàn)XTH外接頻率為26MHz的無源晶振ABM11AIG作為時(shí)鐘震蕩源，涉及所述主控芯片F(xiàn)XTH包括引腳13：X1，14：X0，所述主控芯片F(xiàn)XTH通過引腳5：RESET與引腳15: PTA4/BKGD進(jìn)行程序燒錄，且均串聯(lián)4.7K上拉電阻至3V，即R8、R9，所述主控芯片F(xiàn)XTH通過外接天線來實(shí)現(xiàn)433MHz的無線通信，與外界進(jìn)行信息交換，天線以外接的形式通過天線插座U.FL-R-SMT-1(10)與主控芯片F(xiàn)XTH相連，所述天線插座U.FL-R-SMT-1(10)的引腳連接如下：3：CONT經(jīng)天線匹配網(wǎng)絡(luò)接至所述主控芯片F(xiàn)XTH的引腳11：RF，并連接一個(gè)TVS二極管ULC0521C，將可能產(chǎn)生的高壓靜電導(dǎo)入泄壓地EMI_GND，其余引腳接地； 所述天線匹配網(wǎng)絡(luò)使用1pF的電容C9和39nH的電容C2以及100nH的電容C1組成π型天線匹配網(wǎng)絡(luò)；

所述電源模塊包括電池和靜電保護(hù)器件，所述靜電保護(hù)器件包含多個(gè)ESD二極管和TVS二極管，且ESD二極管包括LC03CI和ESD7C3.3DT5G；電源與泄壓地EMI_GND和普通地GND之間分別連接ESD二極管，用于對(duì)電路進(jìn)行保護(hù)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種內(nèi)燃機(jī)活塞表面溫度低頻采集的無線測(cè)溫發(fā)射控制器，其特征在于，所述ADC芯片型號(hào)為ADS1115BQDGSRQ，簡(jiǎn)稱ADS1115，用于實(shí)現(xiàn)16位高精度雙通道采樣，通過I2C總線與所述主控芯片F(xiàn)XTH連接，且主控芯片型號(hào)為FXTH870911DT1，簡(jiǎn)稱FXTH，用于依靠I2C總線的可拓展性實(shí)現(xiàn)多通道的信息輸入。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種內(nèi)燃機(jī)活塞表面溫度低頻采集的無線測(cè)溫發(fā)射控制器，其特征在于，所述主控芯片F(xiàn)XTH用于控制系統(tǒng)的運(yùn)行，且主控芯片F(xiàn)XTH具有溫度傳感器和壓力傳感器，所述主控芯片F(xiàn)XTH外接ABM11AIG晶體振蕩器，用于提供時(shí)鐘信號(hào)，所述晶體振蕩器頻率為26MHz。