[实用新型]用于变速器故障诊断仪的档位信号预处理接口结构

说明书

技术领域

本实用新型属于电子应用技术类，涉及一种用于变速器故障诊断仪的档位信号预处理接口结构，尤指对转速信号进行隔离、滤波重构，对档位信号进行隔离、整形、编码转换、并提供三种信号输出接口形式的用于变速器故障诊断仪的档位信号预处理接口结构。

背景技术

变速器是汽车的主要部件之一，其产品质量直接影响整车的性能。对装配后的新变速器进行下线检测是生产过程必需的步骤。现有对新变速器的检测主要通过两个过程完成：首先，通过变速器加载试验台实现变速器装夹定位、变速器注油、加速或减速试验；然后，由操作人员或者基于振动噪声的故障分析仪侦听加载过程中的振动噪声，判断是否存在齿形偏差、齿轮制造误差、装配偏心、轮齿毛刺等故障。基于振动噪声分析的变速器故障诊断仪硬件主要由工控机、加速度传感器、转速传感器、数据采集卡和计数卡五大部分组成，即如附图1所示，包含有用于变速器加载试验台11，加速度传感器12，转速传感器13，数据采集卡15，计数卡16和工控机17的设备及装置。而在软件处理上至少需要三个参数，即加速度信号、转速信号和档位信号。加速度信号由数据采集卡采集加速度传感器信号得到。转速传感器输出转速信号，但该信号可能带有干扰。档位信号则由加载试验台以8路TTL电平信号的形式送出。转速信号和档位信号若直接传送给故障诊断仪，存在以下五个弊端：（1）转速信号的作用是用来确定变速运动过程中加速度信号的相位，转速信号夹带的干扰会导致加速度信号相位的移位，从而引起对变速器故障的误判断。（2）在工业现场条件下,档位信号在传输过程中通常会产生严重的畸变，易引起诊断系统的误判断；（3）故障诊断仪与加载试验台的供电电源为两路不同的交流电源,系统间的地线破坏性噪声和电涌会侵入板卡和工控机系统,导致板卡、工控机的损坏；（4）以8路TTL电平信号形式传送的档位信号占用接收设备过多的I/O通道，增加硬件成本；（5）由工控机直接处理转速信号和档位信号，占用CPU过多资源，增加CPU负担。因此，在将转速信号和档位信号送入故障诊断仪之前，有必要对信号进行预处理，主要包括对转速信号进行隔离、滤波重构，对档位信号进行隔离、整形、编码转换、并提供用户多种档位信号输出接口形式。

但是，现有的仪器或设备还没有专门为这一功能提供解决办法，中国实用新型专利申请号200420088002.2“汽车变速箱档位自动检测装置”提出了将档位检测磁控开关信号经过光电隔离后直接送给单片机，但此实用新型的信号未进行传输，也未进行整形，未提供用户可选择的档位信号输出方式；中国实用新型专利申请号03277649.7“汽车自动变速箱档位采集锁止控制器”，给出了档位信号采集方法，但此实用新型未对档位信号进行处理；中国实用新型专利申请号02260914.8“车辆数码档位显示器”，提出了一种译码电路处理档位信号，此实用新型专利虽对该信号进行了显示，但未对信号进行隔离、编码转换处理。综上情况，有必要设计一种实现对变速器故障诊断仪的档位与转速信号进行预处理的接口结构及方法。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种用于变速器故障诊断仪的档位信号预处理接口结构及方法，对转速传感器输出的转速信号进行隔离、滤波重构，对加载试验台输出的档位信号进行隔离、整形、编码转换，提供用户四通道并行编码输出、单通道串行方波编码输出以及RS-232全双工异步串行输出三种用户可选择的档位信号形式，通过RS-232全双工异步串行接口接受用户下发的档位信号形式选择控制指令。

本实用新型的目的是这样实现的：设计一种档位与转速信号预处理接口结构，其设置电源单元提供装置所需要的电源并满足“工业自动化仪表用电源电压”标准要求；设置光电隔离器对信号进行隔离、整形；设置单片微处理器实现对档位与转速信号的预处理，以及对工控机下发的档位信号形式选择控制指令的处理。本实用新型设计的信号预处理方法包括将8位TTL电平档位信号转换成4位并行编码信号的方法，将8位TTL电平档位信号转换成单通道串行方波编码的方法，将8位TTL电平档位信号转换成全双工异步串行编码的方法以及对转速信号进行滤波重构的方法。该结构输出的转速信号以单通道变频方波信号的形式送入计数卡，输出的档位信号有三种形式：一种是以四通道并行编码输出的形式送入计数卡，另一种是以单通道串行方波编码输出的形式送入计数卡，第三种是以RS-232异步串行输出的形式直接送入工控机，用户选择哪种形式均可。