专利名称：数码显示发动机转速表的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种数码显示发动机转速的检测仪表装置，适合小型发动机，工业发动机和汽车发动机的生产和检测企业。
背景技术：
目前，发动机生产和检测单位需要对心脏部件——发动机进行检测，其中一个重要的指标是发动机的转速。转速的检测根据工作原理可分为机械式、脉冲式、光电式、电磁感应式、单片机智能式等等，其中机械式效率低，不利于批量生产时检测使用；脉冲式、光电式使用不方便，电磁感应式抗干扰能力较差。
发明内容
为了提高抗干扰能力和检测精度，便于生产和检测现场使用，本实用新型提供一种数码显示转速表，把发动机低压点火脉冲处理后送给频率计，在LCD上显示当前转速，时实反映当前转速，显示醒目直观，检测精度高。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是将发动机低压点火脉冲进行分离和处理，送给频率计来显示转速。在发动机的一个工作循环中，分电器断电触点断开四次。每次断开瞬间，12伏低压脉冲经点火线圈升压为1.5万伏高压点火脉冲，由分电器分配给每缸火花塞。这样四缸依次点火，活塞完成四个冲程，曲轴旋转两周，发动机旋转两周。因此转速n＝60f/2＝30f，即转速值等于点火脉冲频率值的30倍。
低压点火脉冲信号是从点火线圈低压侧两个端子取得的(见
图1)。其波形为振荡衰减波，只有第一个波峰(幅值为120v-130v)才是点火脉冲。经降压、调压、整流和电压比较四部分将它分离出来。然后通过门电路组成的微分型单稳态触发器进行脉冲拓宽，最后通过光电隔离处理后送给频率计，在频率计LCD上显示当前转速。
本实用新型的有益效果是，可以在生产和检测现场时实反映当前转速，显示醒目直观，检测精度高，稳定性高，时实性好，结构紧凑，性能可靠，价格低廉，操作安全，使用方便。在0-3000转/分范围内，转速表反应迅速，显示准确。
以下结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
附图是本实用新型的电路原理图。
具体实施方式
降压变压器T1选取220/18v，2w的。降压后，信号经分压电阻R11、可调电位器R10和桥式整流送至电压比较器。在此将脉动直流信号电压与基准电压相比较，将高于基准电压的点火脉冲信号输出。
电压比较器选用LM339N。它与同等价位的集成运放相比，其响应速度快，反应灵敏，鉴别准确。
电压比较器的基准电压由可调电位器R9调节。R9调到6kΩ，基准电压为3v。
信号电压由可调电位器R10调节。R10调到40kΩ，信号峰值为4.5v。此值不能过高或过低。如过高，将会使脉动直流信号幅值增大，使其它峰值也能通过电压比较器，造成假脉冲；如过低，低于基准电压3v，点火脉冲将不能通过电压比较器，造成丢脉冲。此值应根据分电器型号及有无触点而稍加调整。
在脉动直流信号中，只有点火脉冲信号，即第一个峰值，为4.5v，高于基准电压3v，能通过电压比较器，输出高电平；而其它峰值都低于基准电压3v，不能通过电压比较器。这样，就将点火脉冲分离出来了。
因为电压比较器输出的脉宽为6μs，不能满足频率计对输入脉宽的要求T≥100μs，所以要进行拓宽。
采用门电路组成的微分型单稳态触发器进行脉冲拓宽。
在图1中，G5、G6、G7、G8为74LS00的正与非门。从G6到G7用RC微分电路耦合，从G7反馈到G6为直接耦合。因为微分电阻R6的阻值很小，小于20kΩ，使U5(U5为74LS00第5脚的电位，其它类同。)小于门槛电压。所以稳态时，G7截止，G6导通，U8输出为低电平，U6输出为高电平。
当U13有正触发脉冲输入时，U11产生负跳变，U18产生正跳变。因为G6的输出电阻很小，并且电容C8上的电压不能突变，所以U5的正跳变幅度与U8的正跳变幅度几乎相等。U5的正跳变使G7导通，U6变为低电平，U3变为高电平。同时，由于U6的低电平反馈到G6的输入端，从而引起正反馈，这样加快了G6截止，G7导通的过程，使电路迅速进入暂稳态。其维持时间由电容C8充电时间决定。随着电容C8的充电，U5逐渐下降，当降至门槛电压时，G7截止，U6变为高电平，U3变为低电平。同时，由于U6的高电平反馈到G6的输入端，使G6导通，从而引起正反馈，这样加快了G6导通，G7截止的过程，使电路返回到原来的稳态。
通过调整电位器R6来改变RC回路的时间常数，使电容C8的充电时间发生改变，即改变暂稳态的维持时间，从而达到脉冲拓宽的目的。输出脉冲宽度T用下式计算T＝RCln(VOH/VTH) VOH为高电平输出电压，为3.4v。VTH为门槛电压，为1.4v。电容C8选取0.1μ，这样T＝0.09R。
将可调电位器R6调至17kΩ，使输出脉冲宽度T为1.5ms。当点火脉冲频率改变时，输出脉宽不变。
门电路采用TTL集成电路SN74LS00，它是四2输入正与非门，Y＝AB，为正逻辑。
为了获得最佳的开关时间和最小的噪声敏感性，与非门的未用输入端应保持在一个高于VOH的电压，但不能超过最大额定值。将74LS00的未用输入端1脚、4脚、12脚接到VCC，从而消除再此浮动输入及内外引线相关的分布电容，并限制了传输延迟时间。
拓宽后的点火脉冲可以驱动频率计，但是由于安装，震动，操作及环境条件因素影响，高压点火信号很容易通过低压端串入电路，使频率计显示错误，甚至损坏。因此拓宽后的点火脉冲要经过光电耦合，进行电的隔离。
门电路的输出经耦合电阻R5，电容C7和三极管G1，送至光耦管V4。
当门电路输出高电平时，点火脉冲经耦合电阻R5加在三极管G1的基极。G1的B-E结正向偏置。G1导通，光耦二极管导通。G1的导通电压等于B-E结压降与光耦二极管压降之和，即Ub＝0.7+0.8＝1.5v。
G1的上拉电阻R3为G1和光耦二极管提供合适的工作电流。选取R3为500Ω。此时电流为 I＝(VCC-0.1-0.8)/500＝8.2mA，在其额定范围内。
当门电路输出低电平时，VCC通过R4、R5产生向门电路中的反向灌电流。因而耦合电阻不能选取过大，使G1的基极电压Ub大于导通电压，造成G1导通失控。选取R5为300Ω，G1的Ub为Ub＝VCCR5/(R4+R5)＝0.3v Ub小于导通电压，因而G1截止，V4截止。
电容C7用来吸收门电路及三极管产生的开关噪声。此值不能过大，否则将影响点火脉冲的波形。C7选用0.1μf。
光耦管后级是单管共射放大电路，用来提高带载能力和进行脉冲反向。
当光耦二极管导通时，接收管导通，使三极管G2的基极为低电位，G2截止，其集电极输出为5v。
当关耦二极管截止时，接收管截止，VCC通过电阻R2加在G2的基极上，G2导通，集电极输出为0v。
G2的集电极输出的脉宽1.5s，峰值5v的脉冲送给频率计。
本实用新型采用ZN48F频率计。其表头采用四位一寸LCD数字显示。
选用的频率计能将输入脉冲进行30倍频，因而频率计的示数即是转速。当转速变化范围在30转/分时，频率计的示数不变。这样，克服了普通数码显示数据跳闪快，不稳定，不宜读数的缺点。
电源采用AC220v，经降压、整流和稳压后输出直流工作电压5v。
为了防止串入的高压对频率计的影响，在光耦前后采用了独立的两组5v稳压电源进行供电。这样完全消除了电路上的联系，使高压干扰信号不能串入光耦之后，保证了频率计的正常工作。
为了提供两组5v电源，变压器T2采用双线并绕的220/8v。双线并绕能减小绕线的电感效应和分布电容，有利于减少变压器的损耗，降低温升。
变压器容量的确定取决于负载电流的大小。整流桥V1的输出电流为92mA，V2为30mA。其输出电压为U＝0.9U＝7.2v。
由此可得电路功耗P＝P1+P2＝UI1+UI2＝0.9w。
变压器T2选用额定容量为3w。
V1、V2的整流管选用最大电流为1A。每只整流管承受的反向峰值电压Urm＝11.3v 整流管选用最大反压为100v。故选用IN4002。
电源经降压整流后，送至集成稳压块7805。其输入电压为7.2v，保持稍高的输入电压有利于提高带载和抗干扰能力。
7805前后各有滤波电容。输入处电容的作用是降低整流后的脉动成分，抵消输入线产生的电感效应。输出处电容的作用是消弱电路产生的高频噪声，防止产生自激振荡。
权利要求1.一种数码显示发动机转速表，在发动机点火线圈低压端子提取点火脉冲，送入频率计显示转速，其特征是点火脉冲信号经降压、调压、整流和电压比较四个环节，将真正点火脉冲分离出来，通过门电路组成的微分型单稳态触发器进行脉冲拓宽，光电隔离后送给频率计，在频率计LCD上显示转速。
专利摘要一种数码显示发动机转速表，在发动机点火线圈低压侧两个端子处取得点火脉冲信号，经降压、调压、整流和电压比较四部分将点火脉冲分离出来，通过门电路组成的微分型单稳态触发器进行脉冲拓宽，进行光电隔离处理后送给频率计，在频率计LCD上显示当前转速。抗干扰能力强，便于生产和检测现场使用。
文档编号G01M15/04GK201034819SQ20072014777
公开日2008年3月12日 申请日期2007年4月28日 优先权日2007年4月28日
发明者赵旭春 申请人:赵旭春