【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(dǎo)老師 張 老師抽出時(shí)間給予我耐心的指導(dǎo)， 張 老師對我的關(guān)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(lì)著我自己用自己的方法去解決。汽車油量監(jiān)測報(bào)警器有很多種實(shí)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(shè)計(jì)就是通過電橋來轉(zhuǎn)換電壓信號實(shí)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(shí)器的功能 555 定時(shí)器功能表見表 3，其中 4 腳 RD，為 復(fù)位端，當(dāng) RD 為低電平時(shí)，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(shè)計(jì)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(jié)果如圖 13 圖 13 濾波電路仿真波形圖 穩(wěn)壓電路設(shè)計(jì) 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(shí)， D2,D4導(dǎo)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(dòng)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(shí)延時(shí)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(jì)量檢測。而實(shí) 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(shí)際 測試 儀 器精確 度 、準(zhǔn)確 度和 量 程范 圍 等的 限 制 ,使 測 試 條 件 不 夠理想 , 測量結(jié) 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(shí)現(xiàn)。IC2 選用 NE555 型時(shí)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(jià)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(shí)現(xiàn)直接測量或間接測量）。 當(dāng)被測液體的液位上升為 H 時(shí)，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(yīng)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(dāng)可測量液體位 H=0，即容器內(nèi)的實(shí)際液位低于 h(非測量區(qū) )時(shí)．傳感器與容器之間存在分布電容、這時(shí)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(gè)銹鋼棒直徑。您當(dāng)可恍然大悟，為何有的油表前半段指針移動(dòng)很慢、過了１／２之后就下降飛快，總之，很少油表指針的移動(dòng)是線性的；那是因?yàn)楦⊥仓荒茱@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(jié)構(gòu)，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(shí)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(jià)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(shù) 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(diǎn)，也是傳感器供應(yīng)商研究改進(jìn)的最重要的課題。 （ 4）系統(tǒng)應(yīng)盡量采用標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品，便于日后系統(tǒng)的維護(hù)和檢修。 設(shè)計(jì)思想 汽車的油箱油量檢測通常是由水平檢測器 (一個(gè)與儀表板油量計(jì)串接的由浮標(biāo)控制的浮筒式電位器系統(tǒng) )來完成的。報(bào)警時(shí)能在視覺和聽覺上進(jìn)行提醒，以更加直觀有效的進(jìn)行警示。 汽車油量檢測報(bào)警器 摘要 ： 監(jiān) 測報(bào)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(dòng)電路組成。實(shí)現(xiàn)的具體功能是當(dāng)油箱的存油量達(dá)到預(yù)置的油量水平以下時(shí)警示燈常亮直至油量達(dá)到適當(dāng)水平，聲音報(bào)警時(shí)間約 5S。 監(jiān)測報(bào)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(dòng)電路組成。當(dāng)油箱儲滿燃 油時(shí)，浮標(biāo)動(dòng)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(jì) (實(shí)際上是一只毫安表 )的指針作滿標(biāo)度的偏轉(zhuǎn) 。 我們在為 汽車油量檢測報(bào)警器 設(shè)計(jì)時(shí)，充分考慮以上原則，為 用戶 設(shè)計(jì)最為適用的報(bào)警系統(tǒng)設(shè)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(diǎn)進(jìn)行歸納總結(jié)，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(dá)到測量結(jié)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(jì)，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(dāng)液位高度為 H時(shí)，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(dǎo)電液體的電容式液位傳感器 測量非導(dǎo)電液體的電容式液位計(jì)主要利用被測液體液位變化時(shí)，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(jìn)行液位測量。 因此，當(dāng)容器內(nèi)的液位由零增加到 H時(shí)。 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(jià)格，改善和提高浮筒式油位傳感器構(gòu)件自身性能的嘗試非常多。 在 汽車油箱內(nèi)儲滿燃油時(shí)， RP2 的阻值在浮標(biāo)的作用下滑向最小值，使 V2~V7 均導(dǎo)通，發(fā)光二極管 VL2~VL7 均點(diǎn)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(dòng)式揚(yáng)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(gè)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(shí)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(shí)際電 路 設(shè)計(jì)過 程 中 ,仿 真 與實(shí)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(shí)，輸入又成為 R=1， S=1，這時(shí)負(fù)脈沖已經(jīng)消散，輸出又翻轉(zhuǎn)成 Vo=0，暫穩(wěn)態(tài)結(jié)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(fù)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(shè)計(jì)需要，如圖 14 所示，是一個(gè)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(dòng)變阻器的阻值為 7000 歐時(shí)輸出端電壓為 3V， 阻值接近于 0時(shí)輸出電壓為 15V，符合設(shè)計(jì)要求。 集成 555 定時(shí)器有雙極性型和 CMOS 型兩種產(chǎn)品。只有當(dāng) RD 為高電平時(shí)，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(shí)，應(yīng)將 4 腳接高電平。圖 21 為 555 時(shí)基電路為穩(wěn)態(tài)時(shí)測得的輸入和輸出兩端的波形。此電路能設(shè)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(shí)，警告燈將常亮，提醒駕駛員油量不足盡快加油，直到油量達(dá)到適當(dāng)值時(shí)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?？傮w看來都遵循性價(jià)比原則。 結(jié)束語 本畢業(yè)論文是要設(shè)計(jì)一個(gè)汽車油量監(jiān)測報(bào)警器，能夠采集汽車油量信號，并在油量不足時(shí)發(fā)出聲、光兩路報(bào)警信號，提醒駕駛員注意。 表 3 555 定時(shí)器功能表 555定時(shí)器的電路調(diào)試 當(dāng)汽車油箱內(nèi)剩余油量為 45%時(shí)，即 油箱內(nèi)油量足夠 ， 比較器輸出端輸出高電平 ，光報(bào)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(fù)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(shí)電路、家用電器、電子玩具、電子樂器等方面有廣泛的應(yīng)用。 圖 17 直流穩(wěn)壓電源電路總圖 在滑動(dòng)變阻器阻值為 7000 歐姆時(shí)的仿真波形如圖 18，輸出端（ out）的電壓為3V。如圖 12。 U2＞ 0 時(shí)， D1,D3導(dǎo)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(gè)環(huán)節(jié)才能完成， 如 圖 7： 圖 7 直流穩(wěn)壓電源 的組成 設(shè)計(jì)原理 （ 1）電源變壓器：是降壓變壓器，它將 汽車發(fā)電機(jī) 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(shí)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(yùn) 放 A1 ,A2 的 反 饋回路 增加 高頻 消 噪電容