传感器报告摩托车电子仪表盘电路设计

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1、.　　　　　检测技术课程设计报告　　　　　　--摩托车电子仪表盘电路设计学院：自动化专业：自动化一、课题背景介绍随着科技进步，摩托车显示仪表由指针式向数字式发展。数字显示仪表是采用的微处理器测控和传感器测量技术，通过控制数字显示器发光二极管和发光组合来显示车速、里程。...与普通指针式仪表相比，数字仪表具有检测准确、故障率低、结构紧凑等优点。我们打算研制的数字显示仪表，是通过仪表盘中间5位数字来显示摩托车的车速、发动机转速、总里程和单程里程，仪表盘上部发光二极管可显示车的速度；仪表盘下部指示灯分别显示油量及油量报警、电压报警、空档显示、左右转向显示等功能。二

2、、方案设计2．1传感器选择2.1．1、转速传感器I．霍尔转速传感器如图，永磁铁安装在转盘上，随被测转轴转动，霍尔器件紧靠齿盘放置，齿盘转动，当齿盘上的永磁铁对准霍尔器件时，磁力线集中穿过霍尔器件，可产生较大的霍尔电势。将霍尔电势放大、整形后输出计数脉冲。图1霍尔式转速传感器II．电容式转速传感器当齿轮转动时，电容量发生周期性变化，通过测量电路转换为脉冲信号，则频率计显示的频率代表转速大小。设齿数为z,频率为f,则转速为:...图2电容式转速传感器III.传感器比较霍尔线性器件的精度高、线性度好；霍尔开关器件无触点、无磨损、输出波形清晰、无抖动、无回跳、位置重

3、复精度高（可达μm级）。霍尔传感器结构牢固，体积小，重量轻，寿命长，安装方便，功耗小，频率高（可达1MHZ），耐震动，不怕灰尘、油污、水汽及盐雾等的污染或腐蚀。电容传感器结构简单、动态响应快、易于实现非接触测量，能够在高温、辐射和强烈振动等恶劣条件下工作。摩托车上所有传感器都要求在重灰尘、厚油污、水雾等恶劣条件下工件，这些条件电容传感器都难以满足，而且电容传感器易受寄生电容的影响，因此在测速传感器我们选择霍尔传感器。2.1.2油量传感器（测液位）I．电容式液位传感器电容式液位计的结构形式很多，有平极板式、同心圆柱式等。由于汽油是导电介质，因此选用同轴双层电极

4、电容式液位计，接法如下...1、2—内外电极；3—绝缘套；4—流通孔图3电容式液位传感器内电极和与之绝缘的同轴金属套组成电容的两极，外电极上开有很多流通孔使液体流入极板内。液面高度为H时，整个电容等效于有液体部分和无液体部分两个电容的并联。两个电容的区别在于介电层不同，有液体部分的介电层由液体和绝缘套组成，设其介电常数为ε；无液体部分的介电层由空气和绝缘套组成，设其介电常数为ε0，因此总电容液位为零时的电容称为零点电容，即液位为H时电容的变化量为式中，d、D分别为内电极外径和金属套内径。可以看出，电容变化量与液位高度成正比；金属套与内电极间绝缘层越薄，液位计

5、灵敏度就越高。...将电容信号转化为电压信号，油量就转化为电压值，对电压值进行处理便可得到油量，下图是将电容信号转化为电压信号运算放大电器测量电路原理图。图中传感器的电容，Ůi是交流电源电压，Ů0是输出电压信号。由运算放大器的原理可有图4测液位电容的测量电路II．板模式压力传感器测量原理：，P是油箱底部的压强，是汽油的密度，g为重力加速度，h为油箱内汽油的高度根据油箱内汽油的变化，导致P的变化，P的变化直接影响了应变片的变形程度，进而改变应变片的阻值的变化我们再根据测量电路测出阻值的变化，得出压强及高度h的变化，最终得出油箱内的油位方案优点：相对而言测量精度

6、比较高，而且采用电桥测量电路消除了温度带来的误差。方案缺点：由方案的设计我们可以发现，此方案对于盒子的安装要求比较高，要求盒子要密闭，一旦盒子有所损坏会引起事故。...图5板模式压力传感器测液位III.光电池测油位测量原理：在油箱的顶部安装相应波长的发光二极管。将上图的光电池元件固定在油箱的底部。随着油位的降低光线穿过的液体的厚度减少，光线被吸收的部分减少，从而光电池接受到的光强增强，光电池对外的输出电压变大。外部电路通过检测电压的高低，从而显示相应的油位1为玻璃2为光电导层，3是电极4是绝缘衬底，5为金属壳6为黑色绝缘玻璃7为引线图6版模式压力传感器优点：

7、汽油在正常的工作情况下，其物理化学特性保持相对稳定，故可以忽略工作温度升高导致的油的透光性等特性的影响………同时虽然车子在行驶过程中油位由于颠簸会很不稳定，但只要发光二极管和光电池的安装位子合理这方面可以得到改善。光电池是有源器件，不需要额外的的电源为其供电，这是其很大的优势缺点：利用光电效应测量液位，输出连续的模拟量。由于不同材料的光电特性不同，输出误差不同。如光电池的输出电压与光照强度存在很大的非线性；光电池对不同波长的灵敏度不一样，需要一对一的配置，缺乏通用性。而且从输出地模拟量到显示相应的电位，需要接较复杂的外部识别电路。IV．传感器比较从上分析可知

8、，板模式压力传感器对于盒子的安装要求比较高，而且要求