Основные разделы


Выбор датчиков

Для получения импульсов, соответствующих оборотам коленчатого вала двигателя (измерительные импульсы тахометра), используем импульсы первичной обмотки системы зажигания.

При этом датчик частоты вращения коленчатого вала представляет собой формирователь импульсов, которые поступают на вход (прерывания) контроллера. Данный датчик представляет из себя дифференцирующую цепь и ограничитель напряжения импульсов.

При измерении периода следования импульсов, число оборотов в минуту коленчатого вала определяется выражением

[об/мин], (4.1)

где Nизм. - измеренное число квантов времени;цил.- число цилиндров в двигателе автомобиля;

Dt- величина кванта времени [сек].

При Dt=2 мкс, частота определяется по формуле

[об/мин]. (4.2)

Датчик скорости

Для определения скорости используем стандартный датчик скорости (тип 2112-384301, 301.3843), в связи с тем, входит в состав оборудования автомобиля (или легко в него встраивается). Датчик выдает около 6004 импульса на каждый километр пройденного расстояния. Используем частотный способ измерения скорости (рис.4.1).

Рис.4.1.

При этом скорость вычисляется по формуле:

V=n/Tизм, (4.3)

где Тизм- время измерения, сек;

n- число измеренных импульсов.

На рис.4.2 показан выходной сигнал датчика угловой скорости колеса при высокой (сплошная линия) и низкой (прерывистая линия) скорости.

Рис. 4.2. Выходной сигнал датчика скорости

Выбранный датчик соответствует следующим характеристикам:

выходная частота амплитуда выходного напряжения напряжение питания

0 .2500 Гц; 10 В; 12 .14,4 В

4.1.3 Датчик напряжения

Датчик напряжения представляет собой АЦП, на вход которого подается напряжение, пропорциональное напряжению бортовой сети автомобиля.

Uin=k×U, (4.4)

где 0<k<1 - коэффициент входного делителя напряжения;

U=7,0…16,0 В - измеряемое напряжение.

Необходимость введения делителя заключается в том, что максимальное измеряемое напряжение U выше напряжения питания АЦП.

Так как требования к времени преобразования не велики (измерение постоянного напряжения), а повышенные требования к минимизации аппаратных затрат системы, то применим программно-аппаратный АЦП.

Алгоритм работы АЦП состоит в следующем. Сигнал LV подается на вход операционного усилителя, включенного в качестве интегратора. В результате этого на выходе получается ГЛИН, возрастающий до уровня переключения компаратора. В случае достижения равного значения, подается сигнал, по которому и происходит фиксирование момента уравнивания сигналов. В этой цепи ставят резистор и стабилитрон для предохранения от пробоя. Функциональная схема АЦП приведена на рис.4.3. На схеме изображены сигналы:

EOC - конец цикла преобразования (к контроллеру);

RES - сброс интегратора;

LV- запуск цикла преобразования.

Рассчитаем параметры АЦП следующим образом.

Погрешность измерения по напряжению требуется DU=±0,1В. Число разрядов АЦП определится по следующей формуле:

9 (4.5)

Рис.4.3. Функциональная схема АЦП датчика напряжения

АЦП девятиразрядный (то есть 512 квантов). Операционный усилитель используем с диапазоном выходных напряжений 0 5 В. Пусть 1 квант равен 10 мкс, для более удобного измерения будем считать, что уровень 5В достигается за 5120 мкс (512*10=5120).

Тогда параметры интегратора вычисляются, исходя из формулы:

Uвых = Uвх×t/R1×C. (4.6)

Подставляя имеющиеся данные, зададимся сопротивлением и вычислим емкость. Зная, что входное напряжение равно 2.5В, а R1=10 кОм, получим:

С = 2.5 * 5120 / 1500 » 85 нФ

Исходя из полученных данных, определим время, необходимое для сброса (разряжения емкости).

Учтем, что R - сопротивление открытого канала ключа VT равно около 100 Ом. Тогда время сброса равно сбр=10000×3×/109 = 3 мкс.

Возьмем время сброса с запасом - 5 мкс, тогда полный период преобразования будет длиться 5120 + 5 = 5125 мкс.

Сопряжение датчиков с контроллером

Перейти на страницу: 1 2

Прочитайте еще и эти статьи:

Построение систем охранно-пожарной сигнализации на базе оборудования НПК Союзспецавтоматика
Одной из главных составляющих информационной безопасности является организация защиты информационных ресурсов предприятия на всех направлениях его деятельности. Проблемы организации информационной безопасности становятся все более сложными и пра ...

Расчет операционного усилителя с использованием типовых электронных функциональных микроузлов
операционный усилитель электронный цифровой микроузел Операционный усилитель (ОУ) - это усилитель электрических сигналов, предназначенный для выполнения различных операций над аналоговыми величинами при работе в схеме с отрицательной обратной св ...

© Copyright 2019 | www.techattribute.ru