畢業設計－汽車油量檢測報警器(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 的嘗試非常多。例如使用貴金屬材料和高分子復合材料等。 Opinos adugethry39。mlcAv,fPb20*jZTxMI:EYB()4 電路工作原理 主電路工作原理 該汽車油量監測報警器電路由 油位 監測電路、油位顯示電路、缺油 警示電路和電源電路等組成，如圖 2 所示。 圖 2 汽車油量檢測報警電路 油位監測電路由二極管 VD輔助電位器 RP1 和汽車油箱內浮筒式電位器 RP2 組成。 油位顯示電路由發光二極管 VL2~VL 晶體管 V2~V7 等組成。 缺油警示電路由二極管 VD晶體管 V發光二極管 VL1， 集成電路 IC 揚聲器 BL 和有關阻容元件組成。 電源電路由二極管 VD三端集成穩壓器 IC1 和濾波電容器 C1~C3 組成。 +l2V 電壓經 VD1 降壓和 IC1 穩壓后，產生 +9V電壓，供給 IC2 和 V1~V7 等電路。 在汽車油箱內儲滿燃油時， RP2 的阻值在浮標的作用下滑向最 小值，使 V2~V7 均導通，發光二極管 VL2~VL7 均點亮。 當油箱內油量降為一半時， RP2 的中心頭滑至中間位置，使 V2~V4 導通， V5~V7截止， VL2~VL4 仍亮， VL5~VL7 熄滅。 當油箱內油位降低至限位時， RP2 的阻值變為最大值， V2~V7 均截止。 VL2~VL7均熄滅，使 V1 導通， IC2 的 4腳由低電平變為高電平，由 IC2 和外圍元器件組成的多諧振蕩器振蕩 (工作頻率為 lOHz 左右 )工作， IC2 的 3 腳間斷輸出高電平，使發光二極管 VL1 閃亮，揚聲器 BL 發出 嘟、嘟 的報警聲。 聲音報警 5S 結束，燈泡持續報警直到油箱內油量達到適當值。 若僅黃色發光二極管 VL2 亮，則說明油箱內即將缺油。 Opinos adugethry39。mlcAv,fPb20*jZTxMI:EYB() 主電路元器件選擇 R1~R9 均選用 1/4W 碳膜電阻 器。 RP1~RP3 可選用小型膜式電位器或全密封式電位器。 C C4~C C9 均選用耐壓值為 16V 的鋁 電解 電容器 。C C3 和 C8 均選用滌綸電容器或 獨石電容 器。 VD VD2 均選用 IN4001 或 IN4007 型硅整流二極管， VD3 選用 IN4148型硅開關二極管。 VL1~VL7 均選用 φ 3mm高亮度發光二極管 ,其中 VL1 選紅色， VL2 選黃色 ,VL3~VL7 均選綠色。 V1選用 S8550 或 C8550 型硅 PNP晶體管 。V2~V7 均選用 S8050 或 C8O5O型硅 NPN 晶體管。 IC1 選用 LM7809 型三端集成穩壓器 。IC2 選用 NE555 型時基集成電路。 BL 選用 ~、 8Ω 電動式揚聲器。 各組合電路的設計及其工作原理 油量采集及放大電路設計 油量采集及放大電路圖如圖 3 所示 ： 圖 3 油量采集及放大電路 油量采集及放大電路的構成及原理 儀表 放大器電路的典型結構如圖 3 所示。它主要 由兩級差分放大器電路構成。其中 ,運放 A1, A2為同 相差分輸入方式 ,同相輸入可以大幅度提高電路的輸入阻抗 ,減小電路對微弱輸入信號的衰減 。 差分輸入可以使電路只對差模信號放大 ,而Uo Opinos adugethry39。mlcAv,fPb20*jZTxMI:EYB()對共模輸入信號只起跟隨作用 ,使得送到后級的差模信號與共模信號的幅值之比 (即共模抑制比 CM R R) 得到提高。這樣在以運放 A3為核心部件組成的差分放大電路中 ,在 CM R R 要求不 變情況下 ,可明顯降低對電阻 R3和 R4, Rf和 R5的精度匹配要求 ,從而使儀表放大器 電路比簡單的差分放大電路具有更好的共模抑制能力。在 R1= R2, R3 = R4 , Rf = R5的條件下 , 圖 1 電路的增益為 : G= ( 1 +2 R1 / Rg ) ( Rf / R3 ) [ 3 ] 。由公式可見 ,電路增益的調節可以 通過改變 Rg 阻值實現。 （ 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 ,將雙端差分輸入變為單端的信號源輸入。性能測試主要是從信號源 V s 的最大輸入和 V s 最小輸入、電路的最大增益及共模抑制比幾 方面進 行仿真和實際電路性能測試。測試數據分別見表 1 和表 2 。其中 ,V最大輸入是指在給定測試條件下使電路輸出不失真時的信號源最大 (小 ) 輸入 。最 大 增益是指在 給 定測試條 件 下 ,使 輸出不失 真 時可以實 現 的電 路 最 大 增 益 值 。 共 模 抑 制 比 由 公 式 KCM RR=20l gA vd / A vc ( dB) 計 算得 出 。 表 1 仿 真 數據 V s 最大輸入 V s最小輸入 最大增益 KCMRR 測試條 件 f=25HZ 。 G=4100 。Rp=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 數據 V s 最大輸入 V s最小輸入 最大增益 KCMRR測 測試條 件 f=25HZ 。 G=4100 。Rp=5kΩ ； V s = 100 μ V； Rp = 5 kΩ； V cm = 10 V 13 mV 2 mV 16 250 98 dB 說明 : (1) f 為 V s 輸 入信號 的 頻率 。 (2) 表格中 的 電壓測 量 數據全 部 以峰峰 值 表示 。 (3) 表 格中的 表示 以 L M741為 核 心組成 的 儀表放 大 器電路 。 由表 1 和表 2 可 見 ,仿 真性能明 顯 優于實際 測 試性 能 。 這 是 因為仿真 電 路 的 性 能基本 上是 由 仿真器 件 的 性能和 電 路的結 構 形 式確 定 的 ,沒有 外 界干 擾 因 素 ,為理想條件 下的測試 。而實 際 測試電路 由 于受環境 干 擾因 素 (如環境溫 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 ,Opinos adugethry39。mlcAv,fPb20*jZTxMI:EYB()測量結 果 具有一 定 的誤 差 。 在實際電 路 設計過 程 中 ,仿 真 與實際 測 試 各有 所 長 。 一般先 通過 仿 真 測 試 ,初步確定電 路 的結 構及器 件 參 數 ,再 通過實際 電 路測 試 ,改進其具 體性能 指標及參 數 設 置 。 這 樣 ,在保 證 電路功 能 、性能的 前 提 下 ,大大 提 高電路設計的效 率 。 電 路的設計 方 案確定 以 后 ,在 具體的電 路 設計過程 中 ,要注意 以 下幾個 方 面： (1) 注 意關 鍵 元 器 件的 選 取 , 比如 對 圖 2 所 示 電 路 ,要注意 使 運放 A1 ,A2 的特 性 盡 可能一 致 。 選 用電 阻 時 ,應該使 用 低溫 度系 數的 電 阻 ,以獲 得 盡可能 低 的 漂移 。 對 R3 , R4 , R5 和 R6 的 選擇應 盡 可能匹 配 。 ( 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 , 在 PCB 設 計中 精 心布 局 合 理 布 線 , 正 確 處 理 地線等 ,以提 高 電 路 的抗 干擾 能 力 ,最大 限 度地發 揮 電 路的性 能 電壓比較器電路設計 電壓比較器原理 電壓比較器是集成運 放非線性應用電路 , 他常用于各種電子設備中 , 它將一個模擬量電壓信號和一個參考固定電壓相比較 , 在二者 幅度相等的附近 ,輸出電壓將產生躍變 ,相應輸出高電平或低電平 .比較器可以組成非正弦 波形變換電路及應用于模擬與數字信號轉換等領域 ， 電壓比較器 ， 它可用于報警器電路 , 自動控制電路 , 測量技術 ,也可用于 V/F 變換電路 ,A/D 變換電路 ,高速采樣電路 ,電源電壓監測電路 ,振 蕩器及壓控振蕩器電路 ,過零檢測電路等 . 如圖 所示為一電壓比較器 ， UR 為參考電壓 ,加在運放的同相的輸入端 ,輸入電壓 ui 加在反相的輸入端 . Opinos adugethry39。mlcAv,fPb20*jZTxMI:EYB() (a)電路圖 (b)傳輸特性 圖 4 電壓比較電路 （ 1） 當 uiUR 時 ,運放輸出高電平 ,穩壓管 Dz 反向穩壓工作 .輸出端 電位被其箝位在穩壓管的穩定電壓 UZ,即 uO=UZ （ 2） 當 uiUR 時 , 運放輸出低電平 , 正向導通 , DZ 輸出電壓等于穩壓管的正向 壓降 UD, uo 即 =UD 因此 ,以 UR 為界 ,當輸入電壓 ui 變化時 ,輸出端反映出兩種狀態 ,高電位和低電位 . （ 3） 表示輸出電壓與 輸入電壓之間關系的特性曲線 ,稱為傳輸特性 . 圖 (b)為 (a)圖比較器 的傳輸特性 元器件選擇： 比較器選用 型號 LM339 R1=10 kΩ R2=30 kΩ R=20 kΩ Dz 選用 Opinos adugethry39。mlcAv,fPb20*jZTxMI:EYB() 555單穩態電路設計 555 時基電路的特性 555 集成電路開始是作定時器運用 的，所以叫做 555 定時器或 555 時基電路。但后來經過開發，它除 了作定時延時控制外，還可用于調光、調溫、調壓、調速等多種控制及計量檢測。此外，還可以組成脈沖 振蕩、單穩、雙穩和脈沖調制電路，用于交流信號源、電源變 換、頻率變換、脈沖調制等。由于它工作可 靠、運用方便、價錢低廉，當前被廣泛用于各種電子產品中， 555 集成電路內部有幾十個元器件，有分壓 器、比較器、基本 RS 觸發器、放電管以及緩沖器等，電路比較龐雜，是模擬電路和數字電路的混合體， 如 圖 5 所示 圖 5 555 集成電路的內部結構圖 555 集成電路是 8 腳封裝，雙列直插型，如圖 5 所示，按輸入輸出的排列可看成如圖 2(B)所示。其 中 6 腳稱閾值端 (TH)，是上比較器的輸入； 2 腳稱觸發端 (TR)，是下比較器的輸入； 3 腳是輸出端 (Vo)，它 有 O 和 1 兩種狀態，由輸入端所加的電平決定； 7 腳是放電端 (DIS)，它是內部放電管的輸出，有懸空和接 地兩種狀態， Opinos adugethry39。mlcAv,fPb20*jZTxMI:E