一种基于锁相环控制的信号偏置放大式变速箱测试系统的制作方法_2

文档序号:8497942阅读:来源:国知局
附图标记名称为:
[0024]I一变速箱,2一驱动模块,3一阻力系统,4一扭矩传感器,5一温度传感器,6一振动传感器,7—单片机,8—扭矩信号处理模块,9—偏置放大电路,10—锁相电路,81—输入电路,82 一逻辑控制电路,83 一二极管驱动电路,84 一检测电路。
【具体实施方式】
[0025]下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明,但本发明的实施方式并不限于此。
[0026]实施例
[0027]如图1所示,本发明由变速箱1,与变速箱I相连接的驱动模块2、阻力系统3、振动传感器6、温度传感器5、扭矩传感器4,与扭矩传感器4相连接的扭矩信号处理模块8,与扭矩信号处理模块8相连接的偏置放大电路9,同时与温度传感器5、振动传感器6相连接的单片机7,为了达到本发明的目的,本发明在偏置放大电路9和单片机7之间还设置有锁相电路10。
[0028]其中,该驱动模块2用于给变速箱提供驱动动力。而阻力系统3用于给变速箱I施加第二扭矩,该第二扭矩的方向与驱动模块2所提供给变速箱I的第一扭矩方向相反,即第二扭矩和第一扭矩相互制约,当调整第二扭矩的大小时则可以模拟变速箱I在不同路况下的阻力系数。该扭矩传感器4设置在变速箱I的动力输出端,用于采集变速箱I在不同路况下的扭矩信息。而温度传感器5和振动传感器6则均设置在变速箱I的表面,该温度传感器5用于采集变速箱I工作时的温度信号,而振动传感器6则用于采集变速箱I工作时的振动信号。扭矩信号处理模块8和偏置放大电路9则用于对变速箱I所输出的扭矩信号进行处理。而锁相电路10则用于过滤掉来自系统自身的电压干扰信号。扭矩信号、温度信号、振动信号均输送给单片机7,由单片机7进行汇总分析,并由此可以推算出变速箱I的功率等参数。
[0029]为了达到更好的效果,该扭矩传感器4优先采用北京三晶创业科技集团有限公司生产的JN338-AF型法兰式转矩转速传感器,该型号扭矩传感器安装时占用空间小,扭矩测量精度高,转速适用范围广,可动态、静态测量连接部位转动轴的转矩、转速、轴功率。而温度传感器5则优选为北京九纯健科技发展有限公司生产的JCJ100TW型温度传感器,其具有体积小巧、反应灵敏、防水抗震等特点。振动传感器6则优先采用北京必创科技股份有限公司生产的A308型无线振动传感器,其采用无线数字信号传输方式消除了长电缆传输带来的噪声干扰,整个测量系统具有极高的测量精度和抗干扰能力。而驱动模块2、阻力系统3以及单片机7则采用现有技术即可实现。
[0030]如图2所示,该扭矩信号处理模块8由输入电路81,与输入电路81相连接的逻辑控制电路82,与逻辑控制电路82相连接的三极管驱动电路83,以及同时与逻辑控制电路82和三极管驱动电路83相连接的检测电路84组成。
[0031]其中的输入电路81由三极管VT1,三极管VT2,一端与三极管VTl的发射极相连接、另一端则顺次经电阻R3和电阻R4后与三极管VT2的发射极相连接的电阻R2,以及一端与三极管VTl的集电极相连接、另一端则与逻辑控制电路82相连接的电阻Rl组成。所述三极管VTl的基极作为该输入电路81的输入端、其集电极则与三极管VT2的基极相连接。所述三极管VT2的集电极与逻辑控制电路82相连接。
[0032]所述的逻辑控制电路82由与非门ICl,与非门IC2,与非门IC3,场效应管Q1,一端与场效应管Ql的栅极相连接、另一端则经电阻Rl后与三极管VTl的集电极相连接的电阻R5,正极与与非门IC2的输出端相连接、负极则与检测电路84相连接的电容C2,正极与场效应管Ql的漏极相连接、负极则经电阻R7后与与非门ICl的输出端相连接的电容Cl,以及一端与场效应管Ql的漏极相连接、另一端则与与非门IC3的正极相连接的电阻R6组成。所述与非门IC2的负极与三极管VT2的集电极相连接、其正极则与与非门ICl的输出端相连接。所述与非门ICl的负极与与非门IC2的负极相连接、其正极则与场效应管Ql的源极相连接、其输出端则与与非门IC3的负极相连接。所述与非门IC3的输出端分别与电容Cl的负极以及三极管驱动电路83相连接。
[0033]所述的三极管驱动电路83由三极管VT3,三极管VT4,三极管VT5,一端与三极管VT3的集电极相连接、另一端接地的电阻R13,一端与三极管VT3的基极相连接、另一端则与三极管VT3的发射极相连接的电阻R14,一端与三极管VT3的基极相连接、另一端则与三极管VT4的发射极相连接的电阻R15,与电阻R15相并联的电容C8,一端与三极管VT4的集电极相连接、另一端则与三极管VT5的集电极相连接的电阻R16,串接在三极管VT5的发射极和基极之间的电阻R17,以及正极与三极管VT5的发射极相连接、负极则与检测电路84相连接的电容C9组成。所述三极管VT3的发射极分别与与非门IC3的输出端以及检测电路84相连接。所述三极管VT4的发射极与三极管VT3的发射极相连接的同时接地、其集电极则与三极管VT5的基极相连接、其基极则与三极管VT5的集电极相连接。
[0034]所述的检测电路84由检测芯片U,放大器Pl,N极与检测芯片U的RUM管脚相连接、P极则经电容C3后接地的二极管D1,一端与二极管Dl的P极相连接、另一端则经电阻R9后与检测芯片U的LBO管脚相连接的同时接地的电阻R8,正极与检测芯片U的PGND管脚相连接、负极接地的电容C4,正极与检测芯片U的GND管脚相连接、负极接地的电容C5,一端与电容C5的负极相连接、另一端则与放大器Pl的正极相连接的电阻R12,正极与放大器Pl的正极相连接、负极接地的电容C6,串接在放大器Pl的正极和输出端之间的电阻R11,一端与检测芯片U的LX管脚相连接、另一端则与放大器Pl的正极相连接的电阻R10,以及与电阻RlO相并联的电容C7组成;所述检测芯片U的VBAT管脚与三极管VT3的发射极相连接、其SHDN管脚则与电容C2的负极相连接、其FB管脚则与电阻R8和电阻R9的连接点相连接、其VOUT管脚和LBI管脚均分别与放大器Pl的正极和负极相连接、而其LX管脚则与电容C9的负极相连接。为了达到更好的实施效果,所述的检测芯片U优先采用SP6648集成电路来实现。
[0035]如图3所示,偏置放大电路9由场效应管Q2,三极管VT6,三极管VT7,电容C10,二极管D2,稳压二极管D3,电阻R18,电阻R19,电阻R20,电阻R21,电阻R22。连接时,该二极管D2的N极与场效应管Q2的栅极相连接、其P极则经电阻R19后与三极管VT6的发射极相连接,稳压二极管D3的N极与三极管VT6的基极相连接、其P极则与二极管D2的P极相连接的同时接地,电阻R20的一端与三极管VT6的基极相连接、其另一端接地,电阻R18的一端与场效应管Q2的漏极相连接、其另一端则经电阻R22后与三极管VT6的基极相连接的同时接地,电容ClO的正极与三极管VT7的发射极相连接、其负极则与三极管VT6的基极相连接,电阻R21的一端与三极管VT7的集电极相连接、其另一端则与电容ClO的负极相连接。所述场效应管Q2的栅极作为该偏置放大电路9的输入端、其源极则与三极管VT6的集电极相连接。所述三极管VT7的基极则与电阻R18和电阻R22的连接点相连接。所述三极管VT6的基极则作为该偏置放大电路9的输出端。为了达到更好的实施效果,该场效应管Q2优先采用MPF102型晶体管来实现。
[0036]所述锁相电路10则为本发明的重点,如图4所示,其由锁相芯片Ul,三极管VT8,电阻R23,电阻R24,电阻R25,电容Cll,电容C12,电容C13,二极管D4,二极管D5,二极管D6以及电感LI组成。连接时,电容Cll的负极与锁相芯片Ul的VCCl管脚相连接、正极接地,电阻R23的一端与电容Cll的负极相连接、其另一端则接15V电压,电容C12的负极与锁相芯片Ul的TANK管脚相连接、其正极则作为该锁相电路10的输入端,二极管D4的N极与电容C12的负极相连接、其P极则顺次经电容C13和电感LI后与电容C12的正极相连接,二极管D5的P极与锁相芯片Ul的SHDN管脚相连接、其N极则经电阻R24后与锁相芯片Ul的VCC2管脚相连接,电阻R25则串接在锁相芯片Ul的0UT2管脚和GND管脚之间,二极管D6的P极与三极管VT8的集电极相连接、其N极则作为该锁相电路10的输出端。所述锁相芯片Ul的FDBK管脚与二极管D4的
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