专利名称：一种润滑油品质的检测仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种检测仪，具体涉及一种润滑油品质的检测仪。
背景技术：
目前，可以请专业机构检测润滑油在使用一定时间后介电常数的变化，但检测周 期较长。市场上的同类的检测技术缩减了使用周期，然而比较落后，精度不高，例如，有一种 是采用恒定电压通过串联电阻向被测电容充电并通过555定时器进行调制，得到充放电的 方波波形，然后再滤波获得一个可进行模拟技术测量的电压信号的办法，测量不精确，只能 达到5%的精度，它的缺点有以下几点1.不是恒流充电，无法得到线性充电曲线，导致检测结果不精确；2.被测电容很小，大约十几个pF，故充电很快，充电过程的波形很窄，导致检测结 果不精确；3.在给被测电容充电的过程中，不可避免的向周围的杂散电容也同时充了电，导 致所得到的充电波形中含有干扰的部分；4.计算技术中不考虑温度参数，没有消除温湿度变化的影响，导致误差大。
实用新型内容本实用新型提供一种润滑油品质的检测仪，检测简便有效，可得到高精度检测结
^ ο为实现上述目的，本实用新型提供一种润滑油品质的检测仪，该检测仪包含控制 模块；分别与控制模块电路连接的模数转换模块、电子开关电路、显示模块、按键控制模块； 输出端与该控制模块连接的比较电路；分别与该电子开关电路电路连接的转换模块、工作 电源和被测电容；连接该模数转换模块和比较电路的输入端的基准电压电路；该被测电 容，其连接电子开关电路的一端还与比较电路的另一输入端连接，该被测电容另一端连接 转换模块的输入端；该转换模块的输出端与模数转换模块的输入端连接；所述的转换模块包含电荷放大电路和信号调制电路，该电荷放大电路的输入端与 被测电容连接，该电荷放大电路的输出端与信号调制电路的输入端连接，该信号调制电路 的输出端连接模数转换模块的输入端；所述的工作电源作为被测电容激励信号，并且为整个系统提供电源；所述的控制 模块接收所述的按键控制模块的操作输入，控制电子开关电路对被测电容进行充放电激 励，所述的转换模块将被测电容被激励产生的电容量转化为电压量的变化；所述的基准电 压电路为比较电路和模数转换模块提供参考电压；所述的比较电路比较被测电容电压和参 考电压并由结果触发控制模块；所述的控制模块控制模数转换模块对转换模块的输出电压 进行模数转换，并传输至控制模块，经处理后，在所述的显示模块中显示运作结果。上述的电荷放大电路包含电荷放大器，以及与电荷放大器并联的反馈电容。上述的被测电容包含被测电容容器，该被测电容容器内设有梳型金属丝，被测润滑油作为电容器介质装在被测电容容器中，与所述的金属丝组成被测电容。本实用新型一种润滑油品质的检测仪与现有的检测仪相比，其优点在于，本实用新型检测仪结构简单，检测手段有效快速；本实用新型设有高速模数转换电路进行同步采样，高速捕获有效点电压，使得电容检测的分辨达到0. 025pF,且精度达到0. IpF,高于0. 5% ；本实用新型中被测电容连接电荷放大电路的虚地端，消除了被测电容两端的杂散电容，提高精度；本实用新型设有电子开关分别开通关断，以及模数转换电路进行同步采样，消除了电荷注入的影响，提高了电路信噪比；本实用新型的软件中设置有校零操作，修正了环境的影响，提高精度。
图1为本实用新型一种润滑油品质的检测仪的电路框图；图2为本实用新型一种润滑油品质的检测仪的电路图。
具体实施方式
以下结合附图进一步说明本实用新型的实施例。请参见图1所示，本实用新型一种润滑油品质的检测仪的电路系统2包含控制模 块21、分别与控制模块21连接的模数转换模块26、电子开关电路23、显示模块11、按键控 制模块12和比较电路28的输出端；其中电子开关电路23还分别与转换模块25、工作电源 24和被测电容22连接；被测电容22，其连接开关电路23的一端还与比较电路28的输入端 连接，该被测电容22另一端连接转换模块25的输入端；转换模块25的输出端与模数转换 模块26的输入端连接，模数转换模块26还连接基准电压电路27，该基准电压电路27还连 接比较电路28的另一输入端。其中工作电源24还分别向各功能模块提供稳定电源。具体电路原理请参见图2，其中检测仪还设有被测电容容器221 ；被测电容容器 221为一圆形槽，其内壁上对插有两组互相不连接的梳型金属丝，并在被测电容容器221中 放置润滑油，梳型金属丝与被测润滑油组成电容结构，并作为被测电容22连接在电路系统 2中。电子开关电路23采用intersil公司的芯片ISL84053，本电路中包含电子开关Si、 电子开关S2和电子开关S3 ；电子开关Sl的一端和作为电容传感器激励信号源的3. 6V工 作电源24的输出端连接，同时3. 6V工作电源24也分别向各功能模块提供稳定电源。而电 子开关Sl的另一端分别和电子开关S2的一端、被测电容22Cx的一端以及比较电路28的 输入之一连接，其中电子开关S2的另一端接地，比较电路28采用TI公司的LM311电压比 较器，被测电容Cx的另一端和转换模块25的输入端连接，转换模块25包含电荷放大电路 251和信号调整电路252，该电荷放大电路251的输入端与被测电容22连接，该电荷放大电 路251的输出端与信号调整电路252的输入端连接，该信号调制电路252的输出端连接模 数转换模块26的输入端。电荷放大电路251包含TI公司出品的TLV2462电荷放大器和一 个反馈电容Cf，，信号调整电路252为一反相放大器，TLV2462电荷放大器的负输入端与被 测电容Cx连接，其正输入端接地，其输出端与反相放大器的输入端连接，被测电容Cx还并 联连接了反馈电容Cf的一端及电子开关S3的一端，反馈电容Cf的另一端、电子开关S3的另一端和TLV2462电荷放大器的输出端并联。反相放大器的输出端与模数转换模块26的输入端连接，模数转换模块26即为一模数转换器，模数转换器的电压参考端还接入2. 5V基准 电压27，同时该2. 5V基准电压27连接LM311电压比较器的另一个输入。控制模块21采用 microchip公司的dsPIC33F710单片机芯片，模数转换器的输出端和LM311电压比较器的输 出端分别接入dsPIC33F710单片机，同时单片机也对模数转换器进行控制，dsPIC33F710单 片机分别还连接，并控制液晶显示屏、五个按键和电子开关Si、S2和S3。其检测流程如下检测前，在被测电容容器221中放置适量被测润滑油，使被测润滑油作为电容介 质连接入电路系统2，并且调控电子开关电路23，闭合电子开关S2和电子开关S3，并断开电 子开关Si，使被测电容Cx充分放电，消除电荷注入影响；开始检测时，调控电子开关电路23，断开电子开关S2和电子开关S3，并闭合电子 开关Si，结束电容Cx放电，使工作电源24以几个uA电流向被测电容22进行充电；转换模 块25输出与被测电容22容值成正比的电压量信号；按照电荷放大器电荷守恒的工作原理， 反馈电容Cf开始反响充电，电荷放大电路251将被测电容22的容值Cx信号转化为与之成 正比的电压量信号Vo，关系式如下<formula>formula see original document page 5</formula>[0027]其中Vi为被测电容22上的电压，Cx为被测电容22的容值，Vo为电荷放大器输出 电压，Cf为反馈电容的容值；信号调整电路252整理电荷放大电路251输出的电压量信号Vo，信号调整电路 252即为反相放大器，信号调整电路252将电荷放大器输出的负值的电压反转为正值信号， 并把该信号传输至模数转换模块26 ；同时，被测电容22电压信号被弓丨入高速电压比较器一输入端，该比较器另一输入 端接入2. 5V参考电压，比较电路28判断被测电容22电压是否大于基准电压27，若否，控 制模块21控制模数转换模块26不工作，并跳转到步骤4重新判断被测电容22电压是否超 过基准电压27的2. 5V ；若是，比较电路28的LM311高速电压比较器翻转，其输出至控制模 块dsPIC33F710单片机的I/O外部中断脚，触发单片机中断，单片机进入中断服务程序，单 片机控制模数转换模块26对转换模块25输出的电压信号进行执行采样率达IM的同步采 样模数转换，得到模数转换值ADo并输入单片机，随后单片机通过电子开关电路23，对被测 电容22放电，完成一次检验；控制模块21利用被测电容22容值Cx与转换模块25输出的电压信号Vo的关系 式，计算得被测电容22容值。由于被测电容22容值Cx很小，为十几个pF，故反馈电容Cf 设置为IOOpF ；单片机得到A/D转换值ADo，而Vi和Vo都可以用A/D转换值代表，故Vo = ADo ；且由于采用12位A/D转换器，其最高值为2的12次方，为4096，所以Vi = 4096 ；由关 系式和以上各取值可以计算出Cx ；由于单片机的嵌入式软件中设置了校零操作，可根据标 准环境下的校零值对计算得出的Cx进行测量值修正，以此来规避温度湿度变化的影响，最 终所得为被测润滑油组成的被测电容22的容值Cx ；其校零操作如下“校零”为测量电容器“净电容”，即被测电容容器221中不加任 何被测油品的值，这个值中包含了当时当地的环境因素，例如温度、湿度、气压等对被测电 容量大小的影响。本仪器在使用过程中，事先在标准环境下对仪器进行“校零”操作，获得标准环境下的值；然后在接下来的每次检测之前，在所处的环境下，进行仪器的“校零”操 作，此操作可由仪器屏幕提示自动进行，这样可以得到两个校零值，一个是在标准环境条件 下的值，一个是在检测时环境条件下的值，可得出两值的偏差率，这两个值的偏差率即可用 来对后面的检测结果进行适当修正，将检测结果乘以该偏差率，即可得到被测润滑油在标准环境下的电容值；最终，比较被测电容22中被测润滑油的容值Cx与事先采用标准油样对该型号油 品的标准值进行“定标”所得的润滑油标准容值，以此来判断被测润滑油的品质，该润滑油标准容值事先检测并保存在仪器内部。尽管本实用新型的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上 述的描述不应被认为是对本实用新型的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于 本实用新型的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本实用新型的保护范围应由所附 的权利要求来限定。
权利要求一种润滑油品质的检测仪，其特征在于，该检测仪包含控制模块(21)；分别与控制模块(21)电路连接的模数转换模块(26)、电子开关电路(23)、显示模块(11)、按键控制模块(12)；输出端与所述的控制模块(21)连接的比较电路(28)；分别与所述的电子开关电路(23)电路连接的转换模块(25)、工作电源(24)和被测电容(22)；连接所述模数转换模块(26)和比较电路(28)的输入端的基准电压电路(27)；所述的被测电容(22)，其连接电子开关电路(23)的一端还与比较电路(28)的另一输入端连接，该被测电容(22)另一端连接转换模块(25)的输入端；所述的转换模块(25)的输出端与模数转换模块(26)的输入端连接；所述的转换模块(25)包含电荷放大电路(251)和信号调制电路(252)，该电荷放大电路(251)的输入端与被测电容(22)连接，该电荷放大电路(251)的输出端与信号调制电路(252)的输入端连接，该信号调制电路(252)的输出端连接模数转换模块(26)的输入端；所述的工作电源(24)作为被测电容(22)激励信号，并且为整个系统提供电源；所述的控制模块(21)接收所述的按键控制模块(12)的操作输入，控制电子开关电路(23)对被测电容进行充放电激励，所述的转换模块(25)将被测电容(22)被激励产生的电容量转化为电压量的变化；所述的基准电压电路(27)为比较电路(28)和模数转换模块(26)提供参考电压；所述的比较电路(28)比较被测电容(22)电压和参考电压并由结果触发控制模块(21)；所述的控制模块(21)控制模数转换模块(26)对转换模块(25)的输出电压进行模数转换，并传输至控制模块(21)，经处理后，在所述的显示模块(11)中显示运作结果。
2.如权利要求1所述的润滑油品质的检测仪，其特征在于，所述的电荷放大电路(251) 包含电荷放大器，以及与电荷放大器并联的反馈电容(Cf)。
3.如权利要求1所述的润滑油品质的检测仪，其特征在于，所述的被测电容(22)包含 被测电容容器(221)，该被测电容容器(221)内设有梳型金属丝，被测润滑油作为电容器介 质装在被测电容容器(221)中，与所述的金属丝组成被测电容(22)。
专利摘要本实用新型涉及一种润滑油品质的检测仪，该检测仪包含控制模块；与控制模块连接的模数转换模块、电子开关电路、显示模块、按键控制模块；输出端与控制模块连接的比较电路；与电子开关电路连接的转换模块、工作电源和被测电容；连接模数转换模块和比较电路的输入端的基准电压；被测电容连接电子开关电路的还与比较电路的输入端连接，该被测电容一端连接转换模块；转换模块的输出端与模数转换模块连接。本实用新型检测仪结构简单，检测手段快速；被测电容连接电荷放大电路的虚地端，消除了被测电容两端的杂散电容；设有电子开关分别开通关断，消除了电荷注入的影响，软件中修正环境影响，获得高精度。
文档编号G01N27/22GK201555822SQ20092021319
公开日2010年8月18日 申请日期2009年12月16日 优先权日2009年12月16日
发明者毕海峰, 沈亚光 申请人:上海神开石油化工装备股份有限公司;上海神开石油仪器有限公司