專利名稱：數(shù)碼顯示發(fā)動機轉速表的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種數(shù)碼顯示發(fā)動機轉速的檢測儀表裝置，適合小型發(fā)動機，工業(yè)發(fā)動機和汽車發(fā)動機的生產和檢測企業(yè)。

背景技術：
目前，發(fā)動機生產和檢測單位需要對心臟部件——發(fā)動機進行檢測，其中一個重要的指標是發(fā)動機的轉速。轉速的檢測根據工作原理可分為機械式、脈沖式、光電式、電磁感應式、單片機智能式等等，其中機械式效率低，不利于批量生產時檢測使用；脈沖式、光電式使用不方便，電磁感應式抗干擾能力較差。

發(fā)明內容
為了提高抗干擾能力和檢測精度，便于生產和檢測現(xiàn)場使用，本實用新型提供一種數(shù)碼顯示轉速表，把發(fā)動機低壓點火脈沖處理后送給頻率計，在LCD上顯示當前轉速，時實反映當前轉速，顯示醒目直觀，檢測精度高。
本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是將發(fā)動機低壓點火脈沖進行分離和處理，送給頻率計來顯示轉速。在發(fā)動機的一個工作循環(huán)中，分電器斷電觸點斷開四次。每次斷開瞬間，12伏低壓脈沖經點火線圈升壓為1.5萬伏高壓點火脈沖，由分電器分配給每缸火花塞。這樣四缸依次點火，活塞完成四個沖程，曲軸旋轉兩周，發(fā)動機旋轉兩周。因此轉速n＝60f/2＝30f，即轉速值等于點火脈沖頻率值的30倍。
低壓點火脈沖信號是從點火線圈低壓側兩個端子取得的(見

圖1)。其波形為振蕩衰減波，只有第一個波峰(幅值為120v-130v)才是點火脈沖。經降壓、調壓、整流和電壓比較四部分將它分離出來。然后通過門電路組成的微分型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器進行脈沖拓寬，最后通過光電隔離處理后送給頻率計，在頻率計LCD上顯示當前轉速。
本實用新型的有益效果是，可以在生產和檢測現(xiàn)場時實反映當前轉速，顯示醒目直觀，檢測精度高，穩(wěn)定性高，時實性好，結構緊湊，性能可靠，價格低廉，操作安全，使用方便。在0-3000轉/分范圍內，轉速表反應迅速，顯示準確。
以下結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。
附圖是本實用新型的電路原理圖。
具體實施方式
降壓變壓器T1選取220/18v，2w的。降壓后，信號經分壓電阻R11、可調電位器R10和橋式整流送至電壓比較器。在此將脈動直流信號電壓與基準電壓相比較，將高于基準電壓的點火脈沖信號輸出。
電壓比較器選用LM339N。它與同等價位的集成運放相比，其響應速度快，反應靈敏，鑒別準確。
電壓比較器的基準電壓由可調電位器R9調節(jié)。R9調到6kΩ，基準電壓為3v。
信號電壓由可調電位器R10調節(jié)。R10調到40kΩ，信號峰值為4.5v。此值不能過高或過低。如過高，將會使脈動直流信號幅值增大，使其它峰值也能通過電壓比較器，造成假脈沖；如過低，低于基準電壓3v，點火脈沖將不能通過電壓比較器，造成丟脈沖。此值應根據分電器型號及有無觸點而稍加調整。
在脈動直流信號中，只有點火脈沖信號，即第一個峰值，為4.5v，高于基準電壓3v，能通過電壓比較器，輸出高電平；而其它峰值都低于基準電壓3v，不能通過電壓比較器。這樣，就將點火脈沖分離出來了。
因為電壓比較器輸出的脈寬為6μs，不能滿足頻率計對輸入脈寬的要求T≥100μs，所以要進行拓寬。
采用門電路組成的微分型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器進行脈沖拓寬。
在圖1中，G5、G6、G7、G8為74LS00的正與非門。從G6到G7用RC微分電路耦合，從G7反饋到G6為直接耦合。因為微分電阻R6的阻值很小，小于20kΩ，使U5(U5為74LS00第5腳的電位，其它類同。)小于門檻電壓。所以穩(wěn)態(tài)時，G7截止，G6導通，U8輸出為低電平，U6輸出為高電平。
當U13有正觸發(fā)脈沖輸入時，U11產生負跳變，U18產生正跳變。因為G6的輸出電阻很小，并且電容C8上的電壓不能突變，所以U5的正跳變幅度與U8的正跳變幅度幾乎相等。U5的正跳變使G7導通，U6變?yōu)榈碗娖?，U3變?yōu)楦唠娖?。同時，由于U6的低電平反饋到G6的輸入端，從而引起正反饋，這樣加快了G6截止，G7導通的過程，使電路迅速進入暫穩(wěn)態(tài)。其維持時間由電容C8充電時間決定。隨著電容C8的充電，U5逐漸下降，當降至門檻電壓時，G7截止，U6變?yōu)楦唠娖?，U3變?yōu)榈碗娖?。同時，由于U6的高電平反饋到G6的輸入端，使G6導通，從而引起正反饋，這樣加快了G6導通，G7截止的過程，使電路返回到原來的穩(wěn)態(tài)。
通過調整電位器R6來改變RC回路的時間常數(shù)，使電容C8的充電時間發(fā)生改變，即改變暫穩(wěn)態(tài)的維持時間，從而達到脈沖拓寬的目的。輸出脈沖寬度T用下式計算T＝RCln(VOH/VTH) VOH為高電平輸出電壓，為3.4v。VTH為門檻電壓，為1.4v。電容C8選取0.1μ，這樣T＝0.09R。
將可調電位器R6調至17kΩ，使輸出脈沖寬度T為1.5ms。當點火脈沖頻率改變時，輸出脈寬不變。
門電路采用TTL集成電路SN74LS00，它是四2輸入正與非門，Y＝AB，為正邏輯。
為了獲得最佳的開關時間和最小的噪聲敏感性，與非門的未用輸入端應保持在一個高于VOH的電壓，但不能超過最大額定值。將74LS00的未用輸入端1腳、4腳、12腳接到VCC，從而消除再此浮動輸入及內外引線相關的分布電容，并限制了傳輸延遲時間。
拓寬后的點火脈沖可以驅動頻率計，但是由于安裝，震動，操作及環(huán)境條件因素影響，高壓點火信號很容易通過低壓端串入電路，使頻率計顯示錯誤，甚至損壞。因此拓寬后的點火脈沖要經過光電耦合，進行電的隔離。
門電路的輸出經耦合電阻R5，電容C7和三極管G1，送至光耦管V4。
當門電路輸出高電平時，點火脈沖經耦合電阻R5加在三極管G1的基極。G1的B-E結正向偏置。G1導通，光耦二極管導通。G1的導通電壓等于B-E結壓降與光耦二極管壓降之和，即Ub＝0.7+0.8＝1.5v。
G1的上拉電阻R3為G1和光耦二極管提供合適的工作電流。選取R3為500Ω。此時電流為 I＝(VCC-0.1-0.8)/500＝8.2mA，在其額定范圍內。
當門電路輸出低電平時，VCC通過R4、R5產生向門電路中的反向灌電流。因而耦合電阻不能選取過大，使G1的基極電壓Ub大于導通電壓，造成G1導通失控。選取R5為300Ω，G1的Ub為Ub＝VCCR5/(R4+R5)＝0.3v Ub小于導通電壓，因而G1截止，V4截止。
電容C7用來吸收門電路及三極管產生的開關噪聲。此值不能過大，否則將影響點火脈沖的波形。C7選用0.1μf。
光耦管后級是單管共射放大電路，用來提高帶載能力和進行脈沖反向。
當光耦二極管導通時，接收管導通，使三極管G2的基極為低電位，G2截止，其集電極輸出為5v。
當關耦二極管截止時，接收管截止，VCC通過電阻R2加在G2的基極上，G2導通，集電極輸出為0v。
G2的集電極輸出的脈寬1.5s，峰值5v的脈沖送給頻率計。
本實用新型采用ZN48F頻率計。其表頭采用四位一寸LCD數(shù)字顯示。
選用的頻率計能將輸入脈沖進行30倍頻，因而頻率計的示數(shù)即是轉速。當轉速變化范圍在30轉/分時，頻率計的示數(shù)不變。這樣，克服了普通數(shù)碼顯示數(shù)據跳閃快，不穩(wěn)定，不宜讀數(shù)的缺點。
電源采用AC220v，經降壓、整流和穩(wěn)壓后輸出直流工作電壓5v。
為了防止串入的高壓對頻率計的影響，在光耦前后采用了獨立的兩組5v穩(wěn)壓電源進行供電。這樣完全消除了電路上的聯(lián)系，使高壓干擾信號不能串入光耦之后，保證了頻率計的正常工作。
為了提供兩組5v電源，變壓器T2采用雙線并繞的220/8v。雙線并繞能減小繞線的電感效應和分布電容，有利于減少變壓器的損耗，降低溫升。
變壓器容量的確定取決于負載電流的大小。整流橋V1的輸出電流為92mA，V2為30mA。其輸出電壓為U＝0.9U＝7.2v。
由此可得電路功耗P＝P1+P2＝UI1+UI2＝0.9w。
變壓器T2選用額定容量為3w。
V1、V2的整流管選用最大電流為1A。每只整流管承受的反向峰值電壓Urm＝11.3v 整流管選用最大反壓為100v。故選用IN4002。
電源經降壓整流后，送至集成穩(wěn)壓塊7805。其輸入電壓為7.2v，保持稍高的輸入電壓有利于提高帶載和抗干擾能力。
7805前后各有濾波電容。輸入處電容的作用是降低整流后的脈動成分，抵消輸入線產生的電感效應。輸出處電容的作用是消弱電路產生的高頻噪聲，防止產生自激振蕩。
權利要求1.一種數(shù)碼顯示發(fā)動機轉速表，在發(fā)動機點火線圈低壓端子提取點火脈沖，送入頻率計顯示轉速，其特征是點火脈沖信號經降壓、調壓、整流和電壓比較四個環(huán)節(jié)，將真正點火脈沖分離出來，通過門電路組成的微分型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器進行脈沖拓寬，光電隔離后送給頻率計，在頻率計LCD上顯示轉速。
專利摘要一種數(shù)碼顯示發(fā)動機轉速表，在發(fā)動機點火線圈低壓側兩個端子處取得點火脈沖信號，經降壓、調壓、整流和電壓比較四部分將點火脈沖分離出來，通過門電路組成的微分型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器進行脈沖拓寬，進行光電隔離處理后送給頻率計，在頻率計LCD上顯示當前轉速?？垢蓴_能力強，便于生產和檢測現(xiàn)場使用。
文檔編號G01M15/04GK201034819SQ20072014777
公開日2008年3月12日 申請日期2007年4月28日 優(yōu)先權日2007年4月28日
發(fā)明者趙旭春 申請人:趙旭春