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实用型增压器转速表设计曹春芳,等
实用型增压器转速表设计
Design of the Practical Tachometer for Supercharger
曹春芳孟皮涛杨高华伟郭佳旭列子逼
(中国北方发动机研究所,天津300400;山西柴油机工业有限责任公司2,山西大同037036
摘要:増压器转速是衡量内燃机能否状得期増压效果,以达到理想输出功率炇系统故障诊断的关键技术参数之一。为快速准确測得増
压器转速,设计了?款实用型増压器转速表。介绍了系统硬件平台的搭建、转速信号的处理、測速原理及实现方法。重点讨论了捕捉算
法数字滤波和一键多功能识别算法,并对软件流程行了分析。试验结果表明,该转速表测量精度高,轻巧便携,具有校强的实用性。
关键词:増压器转速测量C80511310測周法CA数字滤波
中图分类号:TH70
文献标志码:A
Abstract The rotational speed of the supercharger is one of the key technical parameters for system fault diagnosis and for evaluating whether the
combusion engine can achieve lhe expeled supercharged e fet and reach ideal oulpul power. To measure lie rotational speed of supercharger
rapidly and accurately, Lhe practical tachometer or supercharger is designed. The sel up ol lhe systematic hardware plaform, Lie signal processing
of rotational speed, the principle of rotational speed measurement and implementing method are introduced. he A capture algorithm, digital
filtering and ne-key mulli-muclion identification algorithm are discussed emphatically, and Le so ware Mowcharl is analyzed. The experimenlal
results show that this tachometer features high measurement accuracy, lightweight portability; and possesses strong practicality
Keywords Supercharger Rotational speed measurement ( F310 Period measurement PCA Digital filtering
括电源供电模块、信号调理模块、数码管觇示模块及系
0引言
统核心C8051F310单片机。
增压系统是实现内燃机功率提升的重要组成部
PCA
WDT
分。不同工况的内燃机均有与之相适应的涡轮增压器
传感器信号「调理电路
显示电路
转速。增压器的工作状态决定了内燃机的功率山。若
比较器
O
C8051F310
增压器转速超出与内燃机功率输出相匹配的允许范同
或者出现异常,将影响内燃机功率的发挥,严重时会影
电源模块
响其使用寿命。此外,由于嶒压器工作于高温、高压、
图1转速表系统结构图
密闭的环境,故障率较高,在试验及日常检修过程中,
Fig 1 Structure of the tachometer svstem
增压器转速也是不可缺少的参数之一。通常通过转速
偏离正常值的大小来判断其是否出现故障2,因此精
当增压器工作时,传感器会输出微弱的正弦波信
确测量增压器转速只有十分现实的意义。
号,且信号频率与转速信号频率相同。该测量系统的
本文设计的增压器转速表(以下简称转速表)采整体设计思路为:通过满理电路将微弱的电压信号放
用220v市电供电,巧便携,所测转速通过数码管实大、整形后,转换为单片机可以识别的方波信号;经
时显示,左右通道转速切换方便,测量精度高,抗干抗
PU内置的比较器慜形,并运用IPCA捕捉/比较模块
进行数据计算、处理得转速信号率,然后转换成转
能力强,具有很强的实用价值。
速,通过显示电路实时显示。
系统结构及算法
1.2转速测量算法
通过C8051F310内置的增强型捕捉定时器PC
1.1系统总体结构
运用测周法测量转速信号频率,再将其转换为本转速
转速表系统总体结构如图1所示。该系统主要包表的转速为:测周法计算频率的误差是由于计数器只
能进行整数计数而引起的±1误差3
修改稿收到日期:2013-11-1
第一作者會春芳(1982-),女,2007年毕业于内蒙古工业大学测试计量
=△M/N=1/N=士f
波术及仪器专业,获硕士学位,助理研究员;主要从事电子制技术研究。
式中:/。为待测信号顺率:,为基准时钟频率;N为
PROCESS AUTOMATION INSTRUMENTATION Vol, 35 No.7july 2014