【正文】 謝辭 通過這次畢業(yè)論文，讓我的感受很深，我要感謝我的指導老師 張 老師抽出時間給予我耐心的指導， 張 老師對我的關心和支持尤為重要，每次遇到難題，我最先做的就是向 張 師尋求幫助，而 張 老師每次不管忙或閑，總會抽空來和我一起討論，然后一起商量解決的辦法，鼓勵著我自己用自己的方法去解決。汽車油量監(jiān)測報警器有很多種實現(xiàn)方法，一些是是通過傳感器來采集油量信息，也有一些更簡單的方法，本設計就是通過電橋來轉(zhuǎn)換電壓信號實現(xiàn)油量采集。 555 內(nèi)部表現(xiàn)為穩(wěn)態(tài)，蜂鳴器不發(fā)聲。 2．集成 555 定時器的功能 555 定時器功能表見表 3，其中 4 腳 RD，為 復位端，當 RD 為低電平時，不管其他輸人端的狀態(tài)如何，輸出 Uo 為低電平。 RC 微分電路如圖 4所示，而 555 組成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器電路及波形如圖 5所示。 圖 18 直流穩(wěn)壓電路輸出端仿真波形圖 調(diào)試與測試 根據(jù)設計出的 總電路圖和仿真，逐漸確定所用的各電阻、電容的參數(shù)，如圖 19中所示。 圖 12 濾波電路圖 仿真后結果如圖 13 圖 13 濾波電路仿真波形圖 穩(wěn)壓電路設計 穩(wěn)壓電路的作用是 輸出穩(wěn)定的直流電壓。電流通路： A→ D1→ R1→ D3 U2＜ 0 時， D2,D4導通， D1,D3截至。 （ 2）整流電路：利用單向?qū)щ娫?，?50Hz 的正弦交流電變換成脈動的直流電 （ 3）濾波電路：可以將整流電路輸出電壓中的交流成分大部分加以濾除，從而得到比較平滑的直流電壓。 gt。但后來經(jīng)過開發(fā)，它除 了作定時延時控制外，還可用于調(diào)光、調(diào)溫、調(diào)壓、調(diào)速等多種控制及計量檢測。而實 際 測試電路 由 于受環(huán)境 干 擾因 素 (如環(huán)境溫 度 、空 間 電 磁干擾等 ) 、人為操 作 因素 、實際 測試 儀 器精確 度 、準確 度和 量 程范 圍 等的 限 制 ,使 測 試 條 件 不 夠理想 , 測量結 果 具有一 定 的誤 差 。 G=4100 。由公式可見 ,電路增益的調(diào)節(jié)可以 通過改變 Rg 阻值實現(xiàn)。IC2 選用 NE555 型時基集成電路。 RP1~RP3 可選用小型膜式電位器或全密封式電位器。 +l2V 電壓經(jīng) VD1 降壓和 IC1 穩(wěn)壓后，產(chǎn)生 +9V電壓，供給 IC2 和 V1~V7 等電路。 另外，隨著汽車市場競爭日趨激烈，價格已成為傳感器研發(fā)不能回避的問題。 顯示方式：曲線、數(shù)字和圖象。 （實現(xiàn)直接測量或間接測量）。 當被測液體的液位上升為 H 時，傳感器的電容量 CH為（ 913） 式中， ε 為被測液體的介電常數(shù)。另外，還應該再次指出，這種液位傳感器的底部約有 10mm 的非測量區(qū)(圖 96 中的 h)。 當可測量液體位 H=0，即容器內(nèi)的實際液位低于 h(非測量區(qū) )時．傳感器與容器之間存在分布電容、這時的電容量 C0 為 （ 98） 式中， ε’0 為聚四氟乙烯套管和容器內(nèi)氣體的等效介電常數(shù)； L 為液位測量范圍 (可變電容器兩電極的最大覆蓋長度 )； D0 為容器內(nèi)徑； d 為個銹鋼棒直徑。您當可恍然大悟，為何有的油表前半段指針移動很慢、過了１／２之后就下降飛快，總之，很少油表指針的移動是線性的；那是因為浮筒只能顯示液位，然 而油箱的形狀卻不是規(guī)則的四方形，為了配合后座椅下方、或是行李廂尾端的結構，油箱通常的形狀是上半部多少還能維持四方形，到了下半部，就不得不萎縮成三角狀，因此到了下半部，其實體積比起上半部幾乎小了有一半之多，這也就解釋了為何油表指針過半之后會飛快下降了 這套方案原理和電路連接相對簡單，所用元器件也相對較少，電路圖簡單易懂，符合性價比高的要求。懸掛在扭力管上的位移筒體沉浸在被測液體中，并受到阿基米德向上浮力作用，其作用力與排開液體質(zhì)量成正比。 幾種長見的油位測量技術 汽車油位傳感器由于持續(xù)浸泡在各種燃 油中 使用環(huán)境惡劣，所以其失效一直是售后投訴的重點，也是傳感器供應商研究改進的最重要的課題。 （ 4）系統(tǒng)應盡量采用標準產(chǎn)品，便于日后系統(tǒng)的維護和檢修。 設計思想 汽車的油箱油量檢測通常是由水平檢測器 (一個與儀表板油量計串接的由浮標控制的浮筒式電位器系統(tǒng) )來完成的。報警時能在視覺和聽覺上進行提醒，以更加直觀有效的進行警示。 汽車油量檢測報警器 摘要 ： 監(jiān) 測報警器由油量采集、放大電路、閾值控制、電壓比較、單穩(wěn)態(tài)電路、驅(qū)動電路組成。實現(xiàn)的具體功能是當油箱的存油量達到預置的油量水平以下時警示燈常亮直至油量達到適當水平，聲音報警時間約 5S。 監(jiān)測報警器由油量采集 、放大電路、閾值控制、電壓比較、單穩(wěn)態(tài)電路、驅(qū)動電路組成。當油箱儲滿燃 油時，浮標動臂升起，將電位器的阻值調(diào)至最小 (也有部分車型是將電位器的阻值調(diào)至最大），使油量計 (實際上是一只毫安表 )的指針作滿標度的偏轉(zhuǎn) 。 我們在為 汽車油量檢測報警器 設計時，充分考慮以上原則，為 用戶 設計最為適用的報警系統(tǒng)設備 。目前市場使用的油位傳感器種類繁多，原理各異，使用環(huán)境也是千差萬別，故十分必要對各傳感器的特點進行歸納總結，為新型傳感器的研究提供參考。根據(jù)液位高低，筒體浸入深度不同，向上浮力發(fā)生變化，以達到測量結果。 方案二： 基于電容法測量液位的儀表一般稱為電容式液位計，它主要由掖位傳感器 (液位 電容變送器 )和測量、顯示部分組成。 當液位高度為 H時，傳感器的電容量 CH為 （ 99） 式中， ε 為聚四氛乙烯的介電常數(shù)， ε≈2； D 為聚四氛乙烯套管外徑。 二、測量非導電液體的電容式液位傳感器 測量非導電液體的電容式液位計主要利用被測液體液位變化時，可變電容傳感器 兩電極 之間充填介質(zhì)的介電常數(shù)發(fā)生變化，從而引起電容量變化這一特性進行液位測量。 因此，當容器內(nèi)的液位由零增加到 H時。 檢測的分類 1 被測量值的物理屬性： 電量、非電量。 誤差分類 (1). 系統(tǒng)誤 差：指測量器件或方法引起的有規(guī)律的誤差，體現(xiàn)為與真值之間的偏差。因此，兼顧價格，改善和提高浮筒式油位傳感器構件自身性能的嘗試非常多。 在 汽車油箱內(nèi)儲滿燃油時， RP2 的阻值在浮標的作用下滑向最小值，使 V2~V7 均導通，發(fā)光二極管 VL2~VL7 均點亮。 C C4~C C9 均選用耐壓值為 16V 的鋁 電解 電容器 。 BL 選用 ~、 8Ω 電動式揚聲器。 （ 其中A1 ～ A3都是使用 L M741） 油量采集及放大電路 采用 4個電阻組成電橋電路的形式 ,將雙端差分輸入變?yōu)閱味说男盘栐摧斎搿p=5kΩ ； V s = 100 μ V； Rp = 5 kΩ； V cm = 10 V 15 . 2 mV 2 μ V 204 204 123 dB 表 2 實測 數(shù)據(jù) V s 最大輸入 V s最小輸入 最大增益 KCMRR測 測試條 件 f=25HZ 。 在實際電 路 設計過 程 中 ,仿 真 與實際 測 試 各有 所 長 。此外，還可以組成脈沖 振蕩、單穩(wěn)、雙 穩(wěn)和脈沖調(diào)制電路，用于交流信號源、電源變換、頻率變換、脈沖調(diào)制等。2/3VDD 時，輸入又成為 R=1， S=1，這時負脈沖已經(jīng)消散，輸出又翻轉(zhuǎn)成 Vo=0，暫穩(wěn)態(tài)結束。 （ 4）穩(wěn)壓電路：穩(wěn)壓電路的功能是使輸出的直流電壓穩(wěn)定，不隨交流電網(wǎng)電壓和負載的變化而變化。電流通路： D2→ R1→ D4→ A 加上 中的變壓電路得到了如圖 10 所示的電路。 根據(jù)設計需要，如圖 14 所示，是一個串聯(lián)三極管穩(wěn)壓電路。經(jīng)過仿真得出如下波形，在滑動變阻器的阻值為 7000 歐時輸出端電壓為 3V， 阻值接近于 0時輸出電壓為 15V，符合設計要求。 集成 555 定時器有雙極性型和 CMOS 型兩種產(chǎn)品。只有當 RD 為高電平時，輸出的狀 態(tài)將由 2 腳低電平觸發(fā)端和 6 腳高電平觸發(fā)端電壓的大小來決 定，因此，在正常工作時，應將 4 腳接高電平。圖 21 為 555 時基電路為穩(wěn)態(tài)時測得的輸入和輸出兩端的波形。此電路能設置在任意所需的低油量水平上而被觸發(fā)，電路一旦被觸發(fā)，內(nèi)接的蜂鳴器首先發(fā)出 5S 的響聲，與此同時，警告燈將常亮，提醒駕駛員油量不足盡快加油，直到油量達到適當值時警告燈 熄滅。畢業(yè)論文從初稿經(jīng)過逐步地修改， 到最終的畢業(yè)論文成稿，她都付出了很大的心血。總體看來都遵循性價比原則。 結束語 本畢業(yè)論文是要設計一個汽車油量監(jiān)測報警器，能夠采集汽車油量信號，并在油量不足時發(fā)出聲、光兩路報警信號，提醒駕駛員注意。 表 3 555 定時器功能表 555定時器的電路調(diào)試 當汽車油箱內(nèi)剩余油量為 45%時，即 油箱內(nèi)油量足夠 ， 比較器輸出端輸出高電平 ，光報警電路不工作。 1 腳是接地端 GND， 2 腳是低電平觸發(fā)端（也稱觸發(fā)端）， 3 腳是輸出端OUT， 4 腳是復位端 ft， 5 腳是電 壓控制端， 6 腳是高電平觸發(fā)端（也稱閾值端），7 腳是放電端， 8 腳是 電源 端 VCC。它在波形的產(chǎn)生與變換、測量與控制、定時電路、家用電器、電子玩具、電子樂器等方面有廣泛的應用。 圖 17 直流穩(wěn)壓電源電路總圖 在滑動變阻器阻值為 7000 歐姆時的仿真波形如圖 18，輸出端（ out）的電壓為3V。如圖 12。 U2＞ 0 時， D1,D3導通， D2,D4截至。 直流穩(wěn)壓電源是一種將 220V 工頻交流電轉(zhuǎn)換成穩(wěn)壓輸出的直流電壓的裝置，它需要變壓、整流、濾波、穩(wěn)壓四個環(huán)節(jié)才能完成， 如 圖 7： 圖 7 直流穩(wěn)壓電源 的組成 設計原理 （ 1）電源變壓器：是降壓變壓器，它將 汽車發(fā)電機 交流電壓變換成符合需要的交流電壓，并送給整流電路，變壓器的變比由變壓器的副邊電壓確定。經(jīng)過時間 TD 后， CT 上電壓上升到 amp。 ( 2) 要 注意在電 路 中增加各 種 抗干擾 措 施 , 比如 在 電 源 的引 入 端增 加 電源 退 耦電 容 , 在信 號 輸 入 端 增 加 RC 低 通 濾波 或在 運 放 A1 ,A2 的 反 饋回路 增加 高頻 消 噪電容