基于磁致伸缩原理的车用数字油量仪的设计与实现

发布时间：2020-04-09 23:36

【摘要】：传统的油罐液位测量方法普遍存在测量精度低、数字化程度低、功能单一、稳定性和适应性差等问题。针对这一问题,本文提出了一种基于磁致伸缩原理的车用数字油量仪。本油量仪综合利用了磁致伸缩效应、浮力原理以及电磁感应原理,具有测量精度高,功耗低,稳定性好的优点,并且采用汽车通用的CAN总线输出数据,方便数据的处理和显示。本文首先通过对各种传统的液位传感器分析比较,在总结它们的优缺点的基础上,通过对比得出了磁致伸缩液位传感器在液位测量上具有的优势。其次详细介绍了磁致伸缩液位传感器的工作原理和油量测量机理,然后分别对磁致伸缩液位传感器的机械结构、硬件电路、液位测量程序的设计问题分别给出了详细的讨论。在机械结构方面,包括对波导丝材料的选择,活动浮子的设计,尤其通过比较压电陶瓷接收法、扭转片接收法与螺线管接收法的优缺点,确定了以螺线管接收法为主体的磁致伸缩换能器设计方案。在硬件电路设计中,介绍了脉冲放大电路、回波检测电路、高精度计时电路、温度测量电路、CAN总线输出电路和电源电路的具体设计。最后对试验样机进行了性能测试和误差分析,并给出了相应的改进方案;同时,评估了系统的实用价值,对其还存在的不足以及相应的完善给出了方向。由试验样机的实测数据可知,本文提出的基于磁致伸缩原理的车用数字油量仪不仅在精度和稳定性上达到了设计要求,且兼具低功耗和高兼容性的优点,很好的满足了实际汽车油量测量的要求,具有较高的应用价值。
【图文】：

第 1 章 绪论行丈量。它的显著优势是操作十分方便、价格低廉、即时性强，但是测证，同时会耗费大量人力资源，从这一角度讲此法并不经济实惠[6]。) 浮子钢带式液位传感器子钢带式液位传感器的使用记录最早可追溯到 20 世纪 30 年代由国外发用了浮子受力平衡和杠杆原理来工作，测量机理[9]如图 1.1 所示，整个测量钢带、导轮、传动装置、指示仪表等组件构成。浮子始终受到自身簧拉力的合力，盘簧通过导轮的传导将当前液位显示在指示表，整个传液面改变时，浮子、盘簧迅速调节直至新的平衡状态，此时的指示表显面值。该传感器优点是价格便宜，读数直观；不足是测量结果准确性较多带来的高故障率、组装困难等问题制约了该传感器的发展，目前仅国使用。

图 1.2 电容式液位传感器结构示意图传感器感器是当前汽车里广泛采用的液位测量手段，其测量用以感知油面的变化，浮子接至可变电阻的滑动臂，并面高度决定了回路阻值大小，从而引起回路电流增减，，仪制造安装容易，成本低，但过于依赖机械部件使得系，产生较大误差，整体准确性不高。
【学位授予单位】：哈尔滨工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TP212;TE972

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本文编号：2621412