（CAD图纸全套）基于容积法的汽车油耗检测仪器设计（含说明书）

打印机用于打印汽车油耗的检测结果。

控制面板用于系统功能设定，实现人机交互。

通过控制面板还可实现系统标定。

测量系统的监控程序固化在程序存贮器中，被测参量通过传感器将非电量变换成电量，然后经过信号处理和模数转换后变为微处理器能直接识别的数字信号所采集的数据或从键盘上输入的数据以及经过定的算法运算后的数据均暂存于数据存储器中。

油耗测量系统采用流量传感器的流量信号，并将信号送给单片机进行处理，单片机根据存储器中存储的数据和相应的控制程序得到不同要求和条件下的油耗量，通过显示器或打印机进行数据传输，通过控制面板实现人机对话功能，还可以通过通讯接口实现数据传输，扩展系统功能，。

油耗测量系统采用流量传感器检测燃油流量信号，并将信号送给单片机处理，单片机根据存储器中存储的数据和相应的控制程序得到不同要求和条件下的油耗量，通过显示器或打印机进行数据输出，通过控制面板实现人机交互功能，还可通过通讯接口实现数据传输，扩展系统功能。

对于回油量较小或没有回油的车辆，通常采用个流量传感器，并将传感器安装在发动机进油管路中，以检测进油管路的燃油流量，流量信号传给单片机，进行相关处理后，把数据输出到显示器显示。

传感器连接方式如图.所示。

图.回油量较小的车辆传感器连接方式由于燃油供给系统也存在回油，但回油不经过流量传感器，汽油机通过压力调节器直接流回油箱，柴油机回油也不经过流量传感器，通过三通阀继续通过喷油器对气缸供油。

流量传感器的连接方式如图.所示。

图.油箱回油管传感器信号线供油管流量传感器电动汽油泵燃油滤清器出油口进油口燃油压力调节器燃油分配总管气缸单流量传感器的安装方式汽油车对于回油量较大的车辆，回油管路中需要安装个流量传感器，用来提高测试精度，也为了满足燃油供给系统正常工作的要求。

采用两个流量传感器应分别安装在发动机进油管路和回油管路中。

通过计算进回油管道的流量差值得到油耗量，即“测出供油量测出回油量当前油耗量”。

流量传感器的连接方式如图.所示。

图.回油量较大的车辆传感器连接方式.本章小结介绍了基于容积法的汽车油耗检测仪采用传感器检测燃油流量信号，通过单片机在相应软件的支持下进行处理，在通过显示器或打印机对外输出。

同时，要采用监视器对成个系统进行监控，采用通讯接口与计算机实时通讯，实现汽油车和柴油车的百公里油耗等速油耗加速油耗的测试。

同时能实现定容积测试定质量测试定时间测试的功能。

在此基础上确定了基于容积法的汽车油耗检测仪的总体设计方案。

第章基于容积法的汽车油耗仪中硬件的设计与选择.流量传感器的选择主要功能流量传感器安装在发动机的进油和回油管路中，用来检测燃油流量，检测到的脉冲信号被送到微处理器中处理。

考虑到连接到汽车发动机油路中，传感器工作时受到的影响因素比较多，流量传感器的反应速度要快，动作时间要短。

即能实现静态测量又能实现动态测量，同时又能在恶劣条件下工作。

流量传感器安装在发动机的进油和回油管路中，用来检测燃油流量，检测到的脉冲信号被送到单片机进行处理。

考虑连接到汽车发动机油路中，传感器工作时受到的影响因素比较多，流量传感器的反应速度要快，动作时间要短。

即能实现静态测量又能实现动态测量，测量精度不受汽车运动状态影响。

与单片机等电子元件相匹配，使系统达到理想的测量精度，有定的抗干扰能力。

类型及检测方法容积式油耗传感器有容量式和定容式两种，容量式油耗传感器通过累计发动机工作中所消耗的燃料总容量，用时间和里程来计算油耗量。

它可以连续测量，其结构有行星活塞式往复活塞式膜片式油泡式等，现以行星活塞式油耗传感器为例予以说明，其流量检测装置是由流量变换机构及信号转换机构组成。

流量变换机构是将定容积的燃油流量变为曲轴的旋转运动，它是由十字形配置的四个活塞和旋转曲轴构成。

容积式传感器检测方法容积式传感器采用行星活塞式流量传感器在底盘测功机试验台或道路上进行油耗检测，测定定体积燃油的消耗时间。

它主要由活塞曲轴连杆和信号转换机构组成。

容积式油耗传感器通过累计发动机工作中所消耗的燃油总量，用时间或里程来计算油耗量。

流量变换机构是将定容积的燃油量变为曲轴的旋转运动，它由十字形配置的四个活塞和旋转曲轴构成，其工作原理如图.所示。

燃油在泵油压力作用下推动活塞运动，再由活塞运动推动曲轴旋转，曲轴旋转周即四个活塞各往复运动次，完成个进排油循环。

如此反复，在燃油泵泵油压力的作用下，就可完成实现定容量连续泵油的作用。

曲轴旋转周，各缸分别排油次，其排油量可用下公式确定.式中，四缸排油量，代表四个油缸代表活塞截面积，倍的曲轴偏心距，即活塞行程，。

活塞曲轴连杆油道排油口图.传感器工作原理容积式流量传感器在经过长期使用后，其活塞曲轴连杆会产生不同程度的磨损，对其测量精度产生较大影响，且脉冲信号的产生和发送需要定的时间，在测量上出现滞后性。

传感器的选择原则流量传感器的选择应遵循以下原则选择时应遵循以下原则灵敏度。

既要考虑能检测出微弱信号量值，又要噪声小。

频率响应特性。

必须在所测频率范围内尽量保持不失真测量条件，并且传感器的延迟时间越短越好。

稳定性。

实际工作环境中，长期使用后，其输出特性不发生变化的特性。

精确度。

般希望传感器的精度要高，指传感器输出与被测量真值的符合程度。

测量方式。

尽可能考虑结构简单，体积小，重量轻，维修方便，易于更换。

容积式燃油流量计采用个带有光栅的向心四活塞式马达作为油耗传感器。

由于活塞与缸体是精密磨合的，因此马达每转排油量是恒定的，即马达的转速与油的流量即油耗成正比。

通过光栅，经光电转换将转速变成电脉冲以代表油量。

将电脉冲经接口送到测量仪器，经整形倍频可逆计数量纲换算等处理，达到直接读取显示油耗。

基于以上的要求，初步选定容积式流量传感器，型号为。

其技术参数如表.所示表.型流量传感器的技术参数项目参数电源，输出信号脉冲当量脉冲.，电平，正脉冲最大流量质量.使用温度应用特点有两路脉冲信号输出，需通过程序判断正反转，直接输出数字信号，送入单片机流量检测数学模型的建立根据检测系统确定的容积式型号为的流量传感器，在测量范围内，传感器输出的脉冲频率与体积流量成正比，这个比值即体积仪表系数.式中，为流量信号频率，为体积流量，为脉冲数为体积总量，。

把仪表系数预先置入单片机的存储器中，单片机根据所获得的流量脉冲频率与仪表系数之比即可求得管路中燃油的流量之值。

因此，燃油流量检测的数学模型可采用数学公式单片机的选择单片机的匹配原则单片机控制系统的设计原则单片机控制系统的硬件设计包括单片机系统的扩展部分设计包括存储器扩展和接口扩展和各功能模块设计测量功能模块信号控制功能模块和人机对话模块。

为了使系统设计尽可能合理，依据以下原则尽可能采用功能强的芯片，以简化电路要留有余地，考虑到以后的修改扩展的方便。

包括空间空间端口以及和通道兼顾工艺设计，包括机体面板配线接插件等。

必须考虑安装调试维修的方便。

另外，抗干扰设施必须并考虑。

单片机的选择原则当今单片机品种繁多，产品性能各异。

主要分集中指令集和精简指令集。

采用结构的单片机数据线和指令线分时复用，它的指令丰富，功能较强，但取指令和取数据不能同时进行，速度受限，价格也高。

采用结构的单片机数据线和指令线分离，这种结构的单片机取指令包含更多的处理信息，执行效率更高，速度也更快。

同时，这种单片机指令多为单字节，程序存储器的空间利用率大大提高，有利于实现超小型化设计。

般来说，对于控制方式较简单的家电，可以采用型单片机对于控制关系较复杂的场合，如通信产品，工业控制系统，应采用单片机。

根据功能需要和性价比以及匹配关系，在这里选择型的单片机，它主要包括系列系列系列的系列等等。

选择单片机还应注意以下几方面了解单片机对控制系统的的适用性。

单片机是否含有所需的端口数目是否含有所需的外围端口部件是否有适合的吞吐量极限性能是否满足要求了解单片机的可购买性。

单片机是否可以直接买到是否有足够的供应量是否维修方便是否仍在生产中了解单片机的可开发性。

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