！91中華人民共和國(guó)國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局”則洶 1/20 0006.01 ；！21實(shí)用新型專利說(shuō)明書(shū)專利號(hào) 200720125243.3授權(quán)公告日2008年7月2日授權(quán)公告號(hào)（ 201080839丫|：22：| 申請(qǐng)日 2007.9.18專利代理機(jī)構(gòu)重慶志合專利事務(wù)所！申請(qǐng)?zhí)?200720125243.3代理人胡榮琿：731專利權(quán)人重慶川儀總廠有限公司地址401121重慶市北部新區(qū)黃山大道中段61號(hào)72發(fā)明人袁強(qiáng)張軍鄧定春權(quán)利要求書(shū)2頁(yè)說(shuō)明書(shū)10頁(yè)附圖5頁(yè)54實(shí)用新型名稱步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的機(jī)油壓力表 57摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的機(jī)油壓 力表，包括與微控制器電連接的電源轉(zhuǎn)換器，以及 電連接于壓力傳感器與微控制器之間的軌到軌信號(hào) 處理器，軌到軌信號(hào)處理器將壓力傳感器發(fā)出的電 壓信號(hào)實(shí)行電平遷移，并作放大后輸出到微控制 器；電連接于軌到軌信號(hào)處理器與電源轉(zhuǎn)換器之間 的基準(zhǔn)電壓源，該基準(zhǔn)電壓源為軌到軌信號(hào)處理器 提供電平遷移的遷移電壓；以及與微控制器輸出端 電連接的電機(jī)驅(qū)動(dòng)器；以及與微控制器的3？1輸出 接口電連接一 乂/線性轉(zhuǎn)換器；本實(shí)用新型釆用單 電源對(duì)電路供電，并使輸入微控制器的釆樣信號(hào)幅 度提高，電路能保證該釆樣信號(hào)的線性度，同時(shí)本 實(shí)用新型具有電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本較低、重復(fù)性 好、線性度高以及可靠性高的優(yōu)點(diǎn)。1. 一種步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的機(jī)油壓力表，包括微控制器以及壓力傳感器，壓力 傳感器用于感應(yīng)機(jī)油的壓力變化并將該變化轉(zhuǎn)換為電信號(hào)發(fā)出，其特征在于： 還包括與微控制器電連接的電源轉(zhuǎn)換器，電源轉(zhuǎn)換器將汽車電瓶的輸出電壓轉(zhuǎn) 換為微控制器標(biāo)準(zhǔn)工作電壓輸出；以及電連接于壓力傳感器與微控制器之間的 軌到軌信號(hào)處理器，軌到軌信號(hào)處理器將壓力傳感器發(fā)出的電壓信號(hào)實(shí)行電平 遷移，并作放大后輸出到微控制器；以及電連接于軌到軌信號(hào)處理器與電源轉(zhuǎn) 換器之間的基準(zhǔn)電壓源，該基準(zhǔn)電壓源為軌到軌信號(hào)處理器提供電平遷移的遷 移電壓；以及與微控制器輸出端電連接的電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，電機(jī)驅(qū)動(dòng)器將微控制器 輸出的電信號(hào)放大后輸出到與壓力表指針連接的步進(jìn)電機(jī)；以及與微控制器的 3？1輸出接口電連接一、！線性轉(zhuǎn)換器，V”線性轉(zhuǎn)換器將微控制器輸出的電壓 信號(hào)轉(zhuǎn)換成電流信號(hào)用于遠(yuǎn)程輸送。1.根據(jù)權(quán)利要求1所述的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的機(jī)油壓力表，其特征在于：所述 軌到軌信號(hào)處理器由電平遷移放大電路以及與電平遷移放大電路電連接的電壓 跟隨器組成，其中電平遷移放大電路對(duì)傳感器輸出的信號(hào)進(jìn)行放大，并通過(guò)電 壓基準(zhǔn)源提供的電壓將上述放大的信號(hào)進(jìn)行電平遷移；電壓跟隨器用于對(duì)電平 遷移放大電路輸出的電壓信號(hào)進(jìn)行緩沖。1根據(jù)權(quán)利要求2所述的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的機(jī)油壓力表，其特征在于：所述 電平遷移放大電路包括運(yùn)算放大器114八、1140. 1140，運(yùn)算放大器II從和1140的同 相愉入引腳與連接壓力傳感器的連接器12連接，運(yùn)算放大器114人的反向輸入引 腳通過(guò)電阻1120、1124與運(yùn)算放大器1)40的反相愉入引腳連接，電阻1122與電容 021并聯(lián)在運(yùn)算放大器II從輸出引腳與反相輸入引腳之間，運(yùn)算放大器1144的輸 出引腳通過(guò)電阻1121與運(yùn)算放大器1140反相輸入引腳連接；電阻1123與電容025 并聯(lián)在運(yùn)算放大器1140輸出引腳與反相輸入引腳之間，運(yùn)算放大器1140輸出引 腳與電阻1125的一端連接，電阻1125的另一端分別與電壓基準(zhǔn)源和運(yùn)算放大器 1140的同相輸入引腳10連接；電阻1119與電容020并聯(lián)在運(yùn)算放大器輸出引腳與其反相輸入引腳之間，運(yùn)算放大器11化的輸出引腳與電壓跟隨器連接。1根據(jù)權(quán)利要求2所述的步；電機(jī)驅(qū)動(dòng)的機(jī)油壓力表，其特征在于：所述 電壓跟隨器包括運(yùn)算放大器1148，運(yùn)算放大器1148的信號(hào)輸出引腳1與反相輸入 引腳6之間連接一個(gè)電阻1118，運(yùn)算放大器1148的同相輸入端通過(guò)電阻1(42與電 平遷移放大電路輸出端連接，運(yùn)算放大器1148通過(guò)電阻1140與彳效控制器連接。5根據(jù)權(quán)利要求1所述的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的機(jī)油壓力表，其特征在于：所述 基準(zhǔn)電壓源中包含一個(gè)三端可調(diào)分流基準(zhǔn)源103，該三端可調(diào)分流基準(zhǔn)源的引腳 3與地連接，其引腳2通過(guò)限流電阻1128與電源轉(zhuǎn)換器連接，電阻1131、1134串 接在三端可調(diào)分流基準(zhǔn)源的引腳2、3之間，三端可調(diào)分流基準(zhǔn)源的電壓輸出引 腳1電連接在電阻1131與1134之間，基準(zhǔn)電壓源通過(guò)電阻1131 端引出輸出電 壓乂2，分壓電阻1130、1133串接在電阻1131與地連接，電阻1130與電阻1133之間 連接一個(gè)用于與軌到軌信號(hào)處理器電連接的電阻1129。根據(jù)權(quán)利要求1所述的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的機(jī)油壓力表，其特征在于：所述 微控制器的引腳11及引腳12經(jīng)導(dǎo)線引出分別與電路板上設(shè)置的兩個(gè)用于零點(diǎn) 調(diào)整或滿度調(diào)整接口焊接。1.根據(jù)權(quán)利要求1所述的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的機(jī)油壓力表，其特征在于：所述 V”線性轉(zhuǎn)換器包括轉(zhuǎn)換器III、一級(jí)運(yùn)算放大器1)88、第一晶體三極管(、 二級(jí)運(yùn)算放大器1)8人以及第二晶體三極管卩6；染轉(zhuǎn)換器III與微控制器3？1接 口連接；一級(jí)運(yùn)算放大器1188的同相輸入引腳5通過(guò)電阻118與機(jī)轉(zhuǎn)換器輸出 引腳7連接，一級(jí)運(yùn)算放大器反相輸入引腳6與第一晶體三極管的的發(fā)射極一 并通過(guò)電阻1154與地連接，其輸出引腳7與第一晶體三極管的的基極連接；第 一晶體三極管的集電極通過(guò)電阻1153與穩(wěn)壓電源的輸出端VI連接，以及與二 級(jí)運(yùn)算放大器的同相輸入引腳連接；二級(jí)運(yùn)算放大器11從的反相輸入引腳 與第二晶體三極管卯的發(fā)射極一并通過(guò)電阻1155與穩(wěn)壓電源的輸出端VI連接, 二級(jí)運(yùn)算放大器訓(xùn)人的輸出引腳1與第二晶體三極管卯的基極連接，第二晶體 三極管的集電極與連接器III連接。步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的機(jī)油壓力表技術(shù)領(lǐng)域本實(shí)用新型涉及汽車發(fā)動(dòng)機(jī)，具體涉及一種檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油壓力的步進(jìn)電 機(jī)驅(qū)動(dòng)的機(jī)油壓力表。 背景技術(shù)目前檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油壓力表的壓力傳感器輸出信號(hào)為1一 50的電壓 信號(hào)，通常微控制器的釆樣信號(hào)為0的電壓信號(hào)，且只對(duì)正電壓丨電流信號(hào) 進(jìn)行采樣，對(duì)于上述壓力傳感器輸出的-50抓電壓信號(hào)，微控制器無(wú)法直 接進(jìn)行釆樣量化，因此，需要對(duì)壓力傳感器輸出信號(hào)進(jìn)行處理及放大，使電路 輸出信號(hào)為微控制器可采樣的乂）電壓。針對(duì)以上情況，傳統(tǒng)的處理方法 為釆用雙電源供電或者是釆用正電源到負(fù)電源轉(zhuǎn)換的芯片提供負(fù)電源，以適應(yīng) 雙電源運(yùn)算放大器對(duì)負(fù)輸入信號(hào)的處理。但由于傳統(tǒng)運(yùn)算放大電路電壓輸出擺 幅比較低，如果將輸出信號(hào)放大到微控制器所需的電壓信號(hào)，將無(wú)法保證線性 度。為了使運(yùn)算放大電路得到比較大的輸出幅度0-57，并且保證輸出信號(hào)的 線性度，通常采用十6乂和-67以上的電源給運(yùn)算放大電路以及微控制器供電，但 微控制器工作時(shí)的電壓一般為十5乂，當(dāng)輸入電壓過(guò)高時(shí)容易將微控制器的1/0接 口燒毀，所以為了保護(hù)微控制器的1/0接口，需要釆用限幅保護(hù)措施，以解決 電壓不匹配問(wèn)題，但這樣一來(lái)會(huì)使整個(gè)電路復(fù)雜，成本上升。此外，目前壓力 表指針的線性調(diào)整和零點(diǎn)、滿度調(diào)整一般采用電位器手動(dòng)進(jìn)行調(diào)試，這種方式 需要反復(fù)調(diào)試才能達(dá)到相應(yīng)的精度要求，調(diào)試過(guò)程非常麻煩，調(diào)試精度和重復(fù) 性也較差；而且調(diào)試時(shí)間一般大于30分鐘7臺(tái)，隨著時(shí)間的推移參數(shù)發(fā)生變化， 容易產(chǎn)生零點(diǎn)和滿度飄移，其線性度發(fā)生變化，調(diào)試的重復(fù)比較差。 實(shí)用新型內(nèi)容為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供一種步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的機(jī)油壓力表， 它釆用單電源對(duì)電路供電，并可使輸入微控制器的采樣信號(hào)幅度提高，電路能 保證該采樣信號(hào)的線性度，同時(shí)本實(shí)用新型具有電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本較低、重復(fù) 性好、線性度高、可靠性高以及具有遠(yuǎn)程輸送信號(hào)的優(yōu)點(diǎn)。本實(shí)用新型的目的是這樣來(lái)實(shí)現(xiàn)的：一種步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的機(jī)油壓力表，包 括微控制器以及壓力傳感器，壓力傳感器用于感應(yīng)機(jī)油的壓力變化并將該變化 轉(zhuǎn)換為電信號(hào)發(fā)出，還包括與微控制器電連接的電源轉(zhuǎn)換器，電源轉(zhuǎn)換器將汽 車電瓶的輸出電壓轉(zhuǎn)換為4效控制器標(biāo)準(zhǔn)工作電壓輸出；以及電連接于壓力傳感 器與微控制器之間的軌到軌信號(hào)處理器，軌到軌信號(hào)處理器將壓力傳感器發(fā)出 的電壓信號(hào)實(shí)行電平遷移，并作放大后輸出到微控制器；以及電連接于軌到軌 信號(hào)處理器與電源轉(zhuǎn)換器之間的基準(zhǔn)電壓源，該基準(zhǔn)電壓源為軌到軌信號(hào)處理 器提供電平遷移的遷移電壓；以及與微控制器輸出端電連接的電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，電 機(jī)驅(qū)動(dòng)器將微控制器輸出的電信號(hào)放大后輸出到與壓力表指針連接的步進(jìn)電 機(jī)；以及與微控制器的3？1輸出接口電連接一線性轉(zhuǎn)換器，V”線性轉(zhuǎn)換器 將微控制器輸出的電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成電流信號(hào)用于遠(yuǎn)程輸送。采用了上述方案，與微控制器電連接的電源轉(zhuǎn)換器，通過(guò)單電源對(duì)電路供 電，可將汽車電瓶的輸出電壓轉(zhuǎn)換為微控制器標(biāo)準(zhǔn)工作電壓輸出，輸出到軌到 軌信號(hào)處理器的電壓和微控制器的電壓相同時(shí)，可使軌到軌信號(hào)處理器輸出電 壓幅度提高，以提高采樣信號(hào)量化分辨率、保證釆樣信號(hào)的線性度；同時(shí)還可 防止電壓過(guò)高時(shí)將微控制器的1/0接口燒毀；且無(wú)須采用限幅保護(hù)措施來(lái)解決 電壓不匹配問(wèn)題，致使電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單化，生產(chǎn)成本降低。電連接于壓力傳感器 與微控制器之間的軌到軌信號(hào)處理器，軌到軌信號(hào)處理器將壓力傳感器發(fā)出的 電壓信號(hào)實(shí)行由負(fù)到正的電平遷移，可避免傳統(tǒng)方法采用正電源到負(fù)電源轉(zhuǎn)換 的芯片提供負(fù)電源，使電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化；并且可以減少輸出的電信號(hào)失真，以及 線性度的增益得到加強(qiáng)，滿足微控制器對(duì)傳感器信號(hào)進(jìn)行采樣量化處理。軌到 軌信號(hào)處理器中由電平遷移放大電路與電壓跟隨器組成，電壓跟隨器對(duì)電平遷 移放大電路輸出的信號(hào)可起緩沖作用，不但可提高帶載能力，而且可以隔離較 大負(fù)載。效控制器的3？1輸出接口電連接一 V”線性轉(zhuǎn)換器，通過(guò)線性轉(zhuǎn)換電 路，將微控制器處理的電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為4-20111八的電流信號(hào)輸出，并遠(yuǎn)程輸送到 發(fā)動(dòng)機(jī)的其它單元作為這些單元的信號(hào)輸入。電連接于軌到軌信號(hào)處理器與電源轉(zhuǎn)換器之間的基準(zhǔn)電壓源，基準(zhǔn)電壓源 可為軌到軌信號(hào)處理器提供所必須的遷移電壓；基準(zhǔn)電壓源中包含一個(gè)三端可 調(diào)分流基準(zhǔn)源，三端可調(diào)分流基準(zhǔn)源不僅具備溫度補(bǔ)償溫度系數(shù)低，并且具有 良好的熱穩(wěn)定性能以及去耦性能，以加強(qiáng)電路穩(wěn)定性。此外，三端可調(diào)分流基 準(zhǔn)源內(nèi)部含有一個(gè)1. 5、的基準(zhǔn)電壓，所以當(dāng)在三端可調(diào)分流基準(zhǔn)源的112？端引 入輸出反饋時(shí)，可以通過(guò)從陰極到陽(yáng)極很寬范圍的分流，控制輸出電壓。微控制器的引腳11及引腳12經(jīng)導(dǎo)線引出分別與電路板上設(shè)置的兩個(gè)用于 零點(diǎn)調(diào)整或滿度調(diào)整接口焊接，由于壓力傳感器表現(xiàn)為電阻變化，釆用標(biāo)準(zhǔn)壓 力發(fā)生器代替電位器，連接滿度調(diào)整或零點(diǎn)調(diào)整接口，由微控制器對(duì)當(dāng)前零點(diǎn) 或滿度對(duì)應(yīng)的電壓采樣，通過(guò)微控制器內(nèi)預(yù)置的程序自動(dòng)修正，實(shí)現(xiàn)對(duì)壓力表 零點(diǎn)或滿度的調(diào)整。因此，本實(shí)用新型零點(diǎn)調(diào)整和滿度調(diào)整簡(jiǎn)單，調(diào)整時(shí)重復(fù) 性好，而且整個(gè)調(diào)整時(shí)間小于2分鐘，并且可以減少人工操作時(shí)間和元件的參 數(shù)不一致帶來(lái)的誤差，確保調(diào)整精度。本實(shí)用新型在野外加油車上進(jìn)行測(cè)試試驗(yàn)，一次性地通過(guò)相應(yīng)的試驗(yàn)，實(shí) 現(xiàn)了壓力表線性指示和數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程傳輸，滿足其野外作業(yè)的高可靠性。該壓力 表的線性度高于測(cè)試中的野外作業(yè)的參數(shù)要求，輸出4-20的電流信號(hào)在用于 ？IX對(duì)其進(jìn)行采集，精度完全滿足要求，并且傳輸?shù)臄?shù)據(jù)穩(wěn)定可靠。下面結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。對(duì)于 所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，從對(duì)本實(shí)用新型的詳細(xì)說(shuō)明中，本實(shí)用新型的 上述和其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將顯而易見(jiàn)。 附圖說(shuō)明圖1為本實(shí)用新型步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的機(jī)油壓力表的電路框圖； 圖2為圖1中的電源轉(zhuǎn)換器的電路示意圖； 圖3為圖1中的表盤(pán)背光指示電路的示意圖； 圖4為圖1中的基準(zhǔn)電壓源的電路示意圖； 圖5為圖1中的軌到軌信號(hào)處理器的電路示意圖； 圖6為圖1中的電機(jī)驅(qū)動(dòng)器與微控制器連接的電路示意圖； 圖7為圖1中的乂/線性轉(zhuǎn)換器的電路示意圖。 具體實(shí)施方式參照?qǐng)D1至圖7，本實(shí)用新型的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的機(jī)油壓力表具有：微控制器 115、壓力傳感器（壓力傳感器在圖中未示出、電源轉(zhuǎn)換器、軌到軌信號(hào)處理器、 基準(zhǔn)電壓源、電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、乂/線性轉(zhuǎn)換器。壓力傳感器用于感應(yīng)機(jī)油的壓力變 化并將該變化轉(zhuǎn)換為電信號(hào)發(fā)出，電源轉(zhuǎn)換器與微控制器電連接，將汽車電瓶 的輸出電壓轉(zhuǎn)換為微控制器標(biāo)準(zhǔn)工作電壓輸出；壓力傳感器與微控制器之間電 連接軌到軌信號(hào)處理器，將壓力傳感器發(fā)出的電壓信號(hào)實(shí)行電平遷移，并作放 大后輸出到微控制器；軌到軌信號(hào)處理器與電源轉(zhuǎn)換器之間電連接基準(zhǔn)電壓源， 為軌到軌信號(hào)處理器提供電平遷移的遷移電壓；電機(jī)驅(qū)動(dòng)器與微控制器輸出電 連接，將微控制器輸出的電信號(hào)放大后輸出到與壓力表指針連接的步進(jìn)電機(jī)； 微控制器的3？1輸出接口電連接一 V”線性轉(zhuǎn)換器，1/1線性轉(zhuǎn)換器將微控制器 輸出的電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成電流信號(hào)用于遠(yuǎn)程輸送。參照?qǐng)D2，電源轉(zhuǎn)換器的電路結(jié)構(gòu)，電源轉(zhuǎn)換器將汽車電瓶的輸出電壓轉(zhuǎn)換 為微控制器標(biāo)準(zhǔn)工作電壓輸出。汽車電瓶的輸出電壓作“電壓范圍為2訓(xùn)到 鼠電源轉(zhuǎn)換器101為一個(gè)三端式可調(diào)集成穩(wěn)壓器，電源轉(zhuǎn)換器1(31的型號(hào)為 1317190 V8”依次通過(guò)二極管01和限流電阻III與電源轉(zhuǎn)換器101的輸入引腳 3連接，電容03與電解電容4并聯(lián)在電源轉(zhuǎn)換器的引腳3與地之間。電源 轉(zhuǎn)換器通過(guò)二極管01陰極引出一電源VI，該電源的電壓為24丫。電阻III與電 容03、04構(gòu)成限流濾波電路，使三端式可調(diào)集成穩(wěn)壓器避免受群脈沖干。電阻 115、117以及電容5并聯(lián)在電源轉(zhuǎn)換器的引腳1與地之間，電源轉(zhuǎn)換器的引 腳2通過(guò)電阻113與其引腳1連接。電解電容及02連接在電源轉(zhuǎn)換器101的 引腳2與地之間，電解電容（：丨及02用于儲(chǔ)能，當(dāng)電源斷電后，可以保證微控 制器保存相應(yīng)數(shù)據(jù)和步進(jìn)電機(jī)復(fù)位時(shí)所需要的能量，使得停電后有足夠的能量 使步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)壓力表指針回到零刻度。電源轉(zhuǎn)換器通過(guò)輸出支路分別與微控 制器、軌到軌信號(hào)處理器、表盤(pán)背光指示電路、電機(jī)驅(qū)動(dòng)器以及V”線性轉(zhuǎn)換 器連接，向各電路單元提供所需電源。電源電壓經(jīng)電源轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換后，由電源轉(zhuǎn)換器1(1的輸出引腳2輸出一 的電壓乂，由選定元件的參數(shù)，根據(jù)下列步驟可以得到電源轉(zhuǎn)換器的輸出電壓 卿為：由于電源轉(zhuǎn)換器101的調(diào)節(jié)電流很小，忽略I&(！的影響，則電路的輸出值 近似為：乂吐 257 (舊/!) / 本實(shí)施例電阻舊.51 20【 113=470 則 00=5 01乂參照?qǐng)D1及圖3，壓力表的表盤(pán)背光指示電路由并聯(lián)的三條并聯(lián)的支路組成, 支路一由電阻112串聯(lián)發(fā)光二極管1)2、03構(gòu)成，支路二由電阻114串聯(lián)發(fā)光二極 管05、06構(gòu)成，支路三由電阻116串光二極管07、08構(gòu)成，電阻112、114、 尺6為各自所在支路起限流作用。表盤(pán)背光指示電路一端與VI連接，另一端通過(guò) 二極管04與地連接。為保證發(fā)光二極管的亮度變化不大，本實(shí)用新型中減少發(fā) 光二極管的串聯(lián)個(gè)數(shù)增大限流電阻的阻值，使電流受電壓影響的減小，如112、 02、03組成的支路中電流大小為(！-！-)丨1： ！. 11=5當(dāng)電源電壓變化為棚時(shí)電流約為5.5(1；當(dāng)電源電壓變化為2例時(shí)電流約為 4.5，整個(gè)電流隨電壓的變化在0.5以內(nèi)，保證了發(fā)光二極管的亮度變化 滿足要求。參照?qǐng)D1及圖4，電連接于軌到軌信號(hào)處理器與電源轉(zhuǎn)換器之間的基準(zhǔn)電壓 源，該基準(zhǔn)電壓源為軌到軌信號(hào)處理器提供電平遷移的遷移電壓?；鶞?zhǔn)電壓源 中包含一個(gè)三端可調(diào)分流基準(zhǔn)源103，三端可調(diào)分流基準(zhǔn)源采用！彳“!?型芯 片。三端可調(diào)分流基準(zhǔn)源的引腳3與地連接，其引腳2通過(guò)限流電阻1128與穩(wěn) 壓電源的輸出電壓VI連接，電阻1131、1134串接在三端可調(diào)分流基準(zhǔn)源的引腳2、 3之間。三端可調(diào)分流基準(zhǔn)源的電壓輸出引腳1電連接在電阻1131與1134之間， 基準(zhǔn)電壓源輸出5乂的電壓乂2通過(guò)電阻1131端引出；分壓電阻1130、1133串接 在電阻1131與地連接，電阻1130與電阻1133之間連接一個(gè)用于與軌到軌信號(hào)處 理器電連接的電阻1129，電阻1133兩端并連一電容033。基準(zhǔn)電壓源的輸出5、 的電壓經(jīng)電阻1130分壓，以及經(jīng)電容030濾波后，在電阻1133兩端的輸出一個(gè) 為基準(zhǔn)電壓V，該電壓的大小為：5乂 X 1(337 1133+11301 X 390723900 82乂電阻1133 端通過(guò)電阻1129與軌到軌信號(hào)處理器中的運(yùn)算放大器1140的同 相輸入引腳電連接，為軌到軌信號(hào)處理器提供電平遷移所需的遷移電壓。三端 可調(diào)分流基準(zhǔn)源的內(nèi)部含有一個(gè)1. 的基準(zhǔn)電壓，當(dāng)在其引腳1肋？端引 入輸出反饋時(shí)，使其可以通過(guò)從陰極到陽(yáng)極很寬范圍的分流，控制輸出電壓。 當(dāng)1131和1134的阻值確定時(shí)，兩者對(duì)的分壓引入反饋，若增大，反饋量 增大，11431禮0？的分流也就增加，從而又導(dǎo)致”下降，此時(shí) (！+!/)!(化“為芯片內(nèi)部參考電壓，其大小為1. 選擇不同 的1131和1134的值可以得到從2.57到36乂范圍內(nèi)的任意電壓輸出，特別地，當(dāng) 1(31=1134時(shí)，、2二5、。1(28起限制電流的作用,最大電流為2“-5乂5爪八， 保證了最大輸入電流小于11431八IX？極限工作電流。運(yùn)算放大器04八的反向輸 入引腳通過(guò)電阻1120、1124與運(yùn)算放大器040的反相偷入引腳連接。參照?qǐng)D1及圖5，電連接于壓力傳感器與微控制器115之間的軌到軌信號(hào)處 理器II&11-10-11&丨丨），軌到軌信號(hào)處理器將壓力傳感器發(fā)出的電壓信號(hào)實(shí)行電 平遷移，并作放大后輸出到微控制器。軌到軌信號(hào)處理器由電平遷移放大電路 以及與電平遷移放大電路電連接的電壓跟隨器組成。電平遷移放大電路對(duì)傳感 器輸出的信號(hào)進(jìn)行放大，并通過(guò)電壓基準(zhǔn)源提供的電壓將上述放大的信號(hào)進(jìn)行 電平遷移。電平遷移放大電路包括運(yùn)算放大器1)4八、1140. 1140，運(yùn)算放大器114入 以及1140的同相輸入引腳3、12與連接壓力傳感器的連接器12連接，壓力傳感 器兩個(gè)輸出端分別與連接器12的引腳1、2連接。壓力傳感器用于感應(yīng)機(jī)油的 壓力變化并將該變化轉(zhuǎn)換為電信號(hào)發(fā)出，本實(shí)用新型中壓力傳感器釆用應(yīng)變電 阻式的壓力傳感器，其由四個(gè)應(yīng)變電阻構(gòu)成的電橋，該電橋?qū)C(jī)油的壓力變化 變換為-511501的電壓輸出。連接器12的引腳4與地連接，其引腳3與基準(zhǔn) 電壓源的輸出電壓乂2連接。運(yùn)算放大器II從的反向輸入引腳2通過(guò)電阻1120、 1124與運(yùn)算放大器1140的反相輸入引腳13連接，電阻1122與電容021并聯(lián)在運(yùn) 算放大器II從輸出引腳1與反相偷入引腳之間，運(yùn)算放大器114人的輸出引腳1 通過(guò)電阻1121與運(yùn)算放大器1140反相愉入引腳9連接，運(yùn)算放大器11 “的同相 輸入引腳3還通過(guò)電容口9與地連接,其引腳11與地連接。電阻1123與電容025 并聯(lián)在運(yùn)算放大器1140輸出引腳14與反相輸入引腳13之間，運(yùn)算放大器1140 的同相輸入引腳還通過(guò)電容028與地連接，運(yùn)算放大器1140輸出引腳與電阻1125 的一端連接電阻1125的另一端分別連接電壓基準(zhǔn)源和運(yùn)算放大器的同相 輸入引腳10。電阻1119與電容020并聯(lián)在運(yùn)算放大器1140輸出引腳與其反相輸 入引腳之間，運(yùn)算放大器！札引腳4分別與乂連接，以及通過(guò)電容022與地 連接；運(yùn)算放大器11牝通過(guò)電阻1142與電壓跟隨器連接。電壓跟隨器用于對(duì)電 平遷移放大電路輸出的電壓信號(hào)進(jìn)行緩沖，電壓跟隨器由運(yùn)算放大器1148、電阻 尺42以及電阻18組成，其中，電阻1118連接在運(yùn)算放大器1148的信號(hào)輸出引腳 7與反相輸入引腳6之間，電阻1142連接在運(yùn)算放大器1148同相輸入引腳與電平 遷移放大電路輸出端之間，運(yùn)算放大器1)48通過(guò)電阻1140與微控制器的41腳連 接。運(yùn)算放大器114夂1148、114。1)40均采用01X324型號(hào)芯片。根據(jù)下列步驟可以得到電平遷移放大電路輸出的電壓信號(hào)(了）為：前 級(jí)運(yùn)算放大器II從、1140的放大倍數(shù)：八1122+1123丨/1120+1124 ” (！) 壓力傳感器的輸入電壓為：VI恥由式（”得到前級(jí)運(yùn)算放大 器偷出電壓，其值大小為：乂344 人 1 XX 1+ 1122+1123丨1120+1124 ！)運(yùn)算放大器1140的電壓放大倍數(shù)為 八 2=1119/1121 根據(jù)電壓疊加原理知道，傳感器單獨(dú)輸入時(shí)輸出電壓為： 乂011丁1 (八1 X 乂 “2 (乂 X 1+ 1122+1123 I 1120+1124 X 1119/1121 (彳） 基準(zhǔn)電壓?jiǎn)为?dú)作用于第二級(jí)時(shí)，輸出電壓為： 01172257 1125+1129X 乂4 X 1+1119/ 1121由尺19 1125，112 1129，得到011125；由基準(zhǔn)電壓運(yùn)算知道乂口釗.82乂 則總的電壓輸出為：X1+1122+1123 /(”(?。 尺19鄺21十乂5由式5可以得出，當(dāng)輸入電壓為負(fù)電壓時(shí)，選取合適的基準(zhǔn)電壓乂4使 得輸出電壓大于0乂，從而實(shí)現(xiàn)電平的遷移。輸出電壓最終可以調(diào)整到0-5乂之間。當(dāng)傳感器輸入為時(shí)，傳感器單獨(dú)作用時(shí)的輸出電壓為： 1120=1124=7.51：，1122=1123=100、III9=51、1121=101： 輸出電壓為、(！!). 367 化） 在加入偏置電壓后電路的總體輸出電壓為：乂011?。?乂011 丁2十82-0 36乂 46、當(dāng)傳感器輸入位十50！時(shí)，傳感器單獨(dú)作用時(shí)的輸出電壓為： 乂011713(！)在加入偏置電壓后電路的總體輸出電壓為：由式（？）和式8得知，通過(guò)軌到軌信號(hào)處理器處理后，整個(gè)輸出電壓 在1 46到4丨42乂之間，將壓力傳感器的輸出電壓從-(！ 36乂到3 6乂到遷移到 0，46乂到4，42乂之間，實(shí)現(xiàn)了電平遷移和對(duì)微控制器偷入電壓的要求。參照?qǐng)D1及圖6，與微控制器輸出端電連接的電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，電機(jī)驅(qū)動(dòng)器將微 控制器輸出的電信號(hào)放大后輸出到與壓力表指針連接的步進(jìn)電機(jī)。微控制器115 采用68肌908口 12型芯片，微控制器的11腳及12腳經(jīng)導(dǎo)線引出分別與電路板 上設(shè)置的兩個(gè)用于滿度調(diào)整或零點(diǎn)調(diào)整接口 92焊接，112在電路板上為兩個(gè)孔。 微控制器115接收到軌到軌信號(hào)處理器的電壓信號(hào)后，其輸出信號(hào)通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng) 器電流放大，提供給與壓力表指針連接的步進(jìn)電機(jī)附。電機(jī)驅(qū)動(dòng)器由四個(gè)與非 門(mén)113人、1138、1130、1130構(gòu)成，微控制器的輸出引腳45、46、59、60分別對(duì)應(yīng) 與1130、1130. 1138、113人連接，各與非門(mén)的輸出端分別對(duì)應(yīng)與步進(jìn)電機(jī)的接線端 1、2、3、4連接，各與非門(mén)均采用妮74從丁08芯片。參照?qǐng)D1及圖7，微控制器的3？1輸出接口電連接一 V”線性轉(zhuǎn)換器，將孩史 控制器輸出的電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成電流信號(hào)用于遠(yuǎn)程輸送。7/1線性轉(zhuǎn)換器包括IV八 轉(zhuǎn)換器111、一級(jí)運(yùn)算放大器1188、第一晶體三極管的、二級(jí)運(yùn)算放大器1)8人以 及第二晶體三極管卩6。0/人轉(zhuǎn)換器III與微控制器3？1接口連接,微控制器的3？1 接口為其引腳17、25、26、29，IV人轉(zhuǎn)換器114的引腳1、2、3、4分別對(duì)應(yīng)與 微控制器的引腳25、17、29、26連接，將微控制器3？1接口輸出的10位數(shù)字 信號(hào)轉(zhuǎn)化為！).奶-1.奶的模擬電壓信號(hào)。！)/八轉(zhuǎn)換器III為一個(gè)10位數(shù)模轉(zhuǎn)換器，IV入轉(zhuǎn)換器釆用71X5615型芯片。染轉(zhuǎn)換器114的引腳5與地連接；其引腳6 為反饋輸入端；其引腳8與優(yōu)連接，以及通過(guò)電容09與地連接；其引腳7通 過(guò)電阻118與一級(jí)運(yùn)算放大器1)88的同相輸入引腳5連接。一級(jí)運(yùn)算放大器088 反相輸入引腳6與第一晶體三極管如的發(fā)射極一并通過(guò)電阻1154與地連接，其 輸出引腳7與第一晶體三極管卯的基極連接。第一晶體三極管卯的集電極通過(guò)電阻1153與電源轉(zhuǎn)換器的輸出端VI連接， 也可以直接與汽車瓶池輸出端連接，電阻1153通過(guò)穩(wěn)壓二極管018與VI連接。 第一晶體三極管的的集電極與二級(jí)運(yùn)算放大器118人的同相輸入引腳連接；二級(jí) 運(yùn)算放大器的反相輸入引腳與第二晶體三極管06的發(fā)射極一并通過(guò)電阻 1155與VI連接，二級(jí)運(yùn)算放大器1)8人的輸出引腳1與第二晶體三極管的基極 連接，第二晶體三極管集電極與連接器III連接。一級(jí)運(yùn)算放大器1188、第一 晶體三極管如以及電阻1154組成一個(gè)恒流負(fù)載，電流的大小由1188的5腳電壓 控制。二級(jí)運(yùn)算放大器118人的輸入電流極小，電阻1153流過(guò)的電流和1154上的 電流相等，電阻1153和1154的阻值相等，電阻1154兩端的電壓和1153兩端電壓 相等，此時(shí)電阻1154兩端的電壓和0/人轉(zhuǎn)換器III的輸出電壓相等，范圍為 0.-2。由于運(yùn)放的特性，穩(wěn)定后的輸入的兩端電位相等，電阻1155的電壓和 1154兩端電壓相等，電阻1155兩端的電壓和來(lái)轉(zhuǎn)換器的輸出電壓相等，電阻 1155的電壓受0/人轉(zhuǎn)換器的輸出電壓控制，輸出電流I范圍為4-20111八 .作鄺55二4嗌，2丨(/！纟二卩)!)，電流和電壓呈線性轉(zhuǎn)換關(guān)系。實(shí)現(xiàn)了電壓 和電流的線性轉(zhuǎn)換，并通過(guò)連接器111輸出，輸出的4-20用于溫度信號(hào) 的遠(yuǎn)程傳輸并送到發(fā)動(dòng)機(jī)的其它單元作為這些單元的標(biāo)準(zhǔn)輸入信號(hào)。使用時(shí)具 體連接方法為：連接器111的2腳與公共地連接，111的1腳連接到其它部分的電 流輸入端。本實(shí)用新型的工作過(guò)程為：壓力傳感器將感應(yīng)的壓力變化轉(zhuǎn)化為-5-5011 電壓信號(hào)輸出，該信號(hào)通過(guò)運(yùn)算放大器114夂1140. 1)40以及相關(guān)的外圍電阻電 容組成的放大器對(duì)傳感器的小信號(hào)進(jìn)行放大，并通過(guò)電壓基準(zhǔn)源提供遷移電壓 進(jìn)行電平遷移，使放大后的電壓信號(hào)在之間，該信號(hào)由1148、1142、1118 組成電壓跟隨器經(jīng)緩沖后，被送到微控制器引腳41 (幼),進(jìn)入微控制器內(nèi)部 的人/！)轉(zhuǎn)換器。經(jīng)微控制器的人/！)轉(zhuǎn)換器對(duì)輸入的模擬電壓進(jìn)行采樣量