[实用新型]发动机点火、喷油提前角及转速测量仪

说明书

本实用新型是一种发动机点火、喷油提前角及转速测量仪。它可测量二、四行程发动机任意缸的点火、喷油提前角及发动机转速。

目前，国内外使用的大部分点火提前角测量仪都存在有测量仪参数波动大，性能不可靠的缺点。其主要原因之一是测量仪中使用的点火信号传感器大都采用高压电场感应方式的原理来提取点火信号。而发动机点火系统本身是一个极强的电场干扰源。邻近缸的干扰电场很容易与被测点火信号一起进入二次测量仪表，使仪器无法正常工作。其次，二次仪表多采用无智能的电子线路，不能进行数据处理，对干扰信号无辨别能力，同时由于电子元件数目多，使仪器的可靠性降低。这是前期此类测量仪性能差，可靠性低的主要原因。

发明本实用新型的目的就是为了避开发动机点火系统的干扰，准确地提取点火信号，提高测量仪的整机性能。

本实用新型由传感器和测量仪表两大部分组成。在传感器中采用了光导纤维来提取点火时信号。传感器主要由发光管、光导纤维和光敏三极管组成，光导纤维连接在发光管和光敏三极管之间。在测量点火提前角及发动机转速时，将传感器串在被测缸的高压线路中。传感器中采用外壳是透明玻璃，里面充以氖气的发光管用于提高电光变换效率。由于光导纤维只传递光信号，所以这种传感器，抗电场干扰能力极强，有效地抑制了发动机点火系统的干扰电场，使信噪比大大改善，并且响应速度快。

在测量仪表中，采用特殊设计的接口电路，该电路由液晶显示器、显示驱动器、指示灯驱动器、接口芯片、单脉冲发生器、状态保持电路及输入信号预处理电路构成单片机应用系统。利用接口芯片（4）扩展8031单片机（7）的接口。接口芯片（4）中的A口、B口显示驱动器（2）及液晶显示器（1）组成仪器显示部分。接口芯片（4）中的C口与指示灯驱动器（3）、发光二极管构成测量仪工作状态指示电路。单脉冲发生器（5）与状态保持电路（6）完成了向8031单片机（7）输入控制字的功能。当进行不同功能测量时，通过键K1、K2、K3、K4的组合及单脉冲发生器（5）、状态保持电路（6），向8031单片机（7）写入相应控制字。仪器便完成相应的测量功能。单脉冲发生器（5）由开关K，电阻R1、R2，电容C，二极管D及延时器（20）组成。状态保持电路（21）由双稳态电路构成。输入信号预处里电路（22）将输入信号进行预先加工，去掉噪声部分，向8031单片机（7）提供良好的信号。信号处理电路（12）主要是由阻抗变换电路（22）、灵敏度自动跟踪电路（23）波形整形电路（24）组成，其中（25）采用高精度电压比较器，（26）采用单稳延时电路构成。

通过改变传感器（13）的种类，可进行汽油机与柴油机的多参数测量。当使用感受电火花的传感器时可进行汽油机性能测量，当采用感受喷油压力传感器时，能够进行柴油机的参数测量。通过按动K3键可选择转速与提前角测量功能。当按动K2键时可选择二行程发动机与四行程发动机，当按动K1键时可选择四缸或六缸发动机，当按动K4键时可选择四缸机的二、四缸或与一、三缸，六缸机的一、六缸，二、四缸及三、五缸，测量仪表（18）所有测量功能均通过上述功能键的不同组合来实现。

本实用新型全部软件包括监控程序、算术运算子程序、转速与提前角运算程序、显示程序、中断服务程序和码制转速程序。监控程序完成了仪器的初始化、仪器键盘管理、工作状态、指示管理、输入信号的处理与定时。算术运算子程序包括双字节的整数乘法，四字节的整数和小数除法。转速和各缸提前角计算程序计算了发动机的转速和各缸点火提前角。码制转换程序完成二进制向十进制的转换。显示程序将显示缓冲区内容送到液晶显示器（1）上显示。中断服务子程序完成计时器的溢出处理。

本实用新型同现有的同类测量仪相比，不受电场干扰，点火信号传感器的信噪比达到40分贝以上，响应速度快（响应时间小于0.5微秒）输出电压高（电压大于3伏）。测量精确度为：转速≤0.1％，角度≤0.2％。

下面结合附图说明实用新型的实施例：

图1  是光导纤维点火传感器结构图。其中（27）是接线端子，（28）是发光管，（29）是光导纤维，（30）是光敏三极管，（31）是外壳。

图2  是发动机点火、喷油提前角及转速测量仪表的硬件框图。其中（1）是液品显示器，（2）是显示驱动器，（3）是指示驱动器，（4）是接口芯片，（5）是单脉冲发生器，（6）是状态保持电路，（7）是8031单片机，（8）是6M晶振，（9）是地址锁存器，（10）是程序存贮器，（11）是计数脉冲发生器，（12）是输入信号处理电路。