专利名称：带油量测量的数字发电机电压表的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种带油量测量的数字发电机电压表。
技术背景纵观当前市场上的便携发电机，我们不难发现，这些发电机均采 用传统的机械式电压表，这种电压表在发电机工作时，由于振动，电 压表指针容易抖动，而且它功能单一，不能够集成油量测量功能，指 示准确度不高。有鉴于此，本发明人经过构思与试验，设计了一种具有油量测量 功能的数字式发电机电压表，使发电机电压表走向数字化，在单表上 实现多种具有较高技术难度的实用功能(包含油量测量)，本案由此 产生。本实用新型的目的在于提供一种带油量测量的数字发电机电压 表，使发电机电压表走向数字化，并在电压表上实现油量测量功能。为了达成上述目的，本实用新型的解决方案是带油量测量的数字发电机电压表，包括电压测量电路、降压稳压 电路、变压器隔离电源电路、油量传感器、振荡电路、光电耦合电路、 带AD和LCD驱动功能的CPU、 LCD液晶屏；发电机的输出电压经降压 稳压电路向CPU提供工作电压；电压测量电路对发电机的输出电压有 效值进行测量，并将测量值传送至CPU进行数字处理；发电机的输出 电压同时经变压器隔离电源电路供给振荡电路，油量传感器将阻抗值 输入振荡电路，振荡电路输出频率与油量传感器的阻抗值对应，振荡 电路输出的方波经光电耦合电路放大后传送至CPU，经CPU处理得到 油量值；LCD液晶屏显示电压和油量。所述的数字发电机电压表还包括频率测量电路，频率测量电路对 发电机的输出频率进行测量并将测量值传送至CPU,经CPU处理，由 LCD液晶屏对发电机的输出频率进行数字显示。采用上述结构后，本实用新型在表内集成降压稳压电路，使仪表 可以直接与发电机的输出相连接，发电机电压通过CPU处理由LCD液 晶屏进行数字显示，避免了机械表因振动而造成的指针抖动，指示准
确度明显提高，同时，本实用新型在电压表中集成了油量测量功能， 利用变压器隔离电源电路和振荡电路、光电耦合电路实现油量隔离采集，解决了油量采集问题，使采集信号可以直接传送至CPU处理，由 LCD液晶屏进行油量显示。这样，本实用新型不仅使发电机电压表走 向数字化，并在单表上实现油量测量功能，使用功能增加。
图l是本实用新型的电路方框图； 图2是本实用新型的具体电路图。
具体实施方式
请参阅图l所示，是本实用新型的电路方框图，具体实施时的电 路配合图2所示。本实用新型带油量测量的数字发电机电压表，主要包括电压测量 电路l、降压稳压电路2、变压器隔离电源电路3、油量传感器4、振 荡电路5、光电耦合电路6、带AD和LCD驱动功能的CPU(PIC16F946) 7、 LCD液晶屏8。其中，发电机的输出电压经降压稳压电路2向CPU7提供了电压 表工作最基本的5V工作电压。降压稳压电路电路2中采用耐高压的 金属化聚脂膜电容(luF/630V)作为降压元件，利用电容的容抗进行 分压。当频率为50Hz时，电容的容抗只与电容容量有关，利用电容 降压后，输出端还要接稳压二极管(稳压值7.5V)对输出电压进行 稳压，以防负载较小时，输出电压过高。电压测量电路1对发电机的输出电压有效值进行测量，并将测量 值传送至CPU7进行数字处理。采用发电机的输出经二极管和电阻对 电容充电的方式来对交流电压的有效值进行测量。实际使用中，选择 电容的容量不易过小，以防经过滤波后的信号有纹波产生，导致测量 数据不准确。发电机的输出电压还经变压器隔离电源电路3供给振荡电路5。 变压器隔离电源电路3包括隔离变压器和稳压电路。由于发电机种类 较多，输出电压从110V-380V均有，为了将本实用新型的发电机电压 表适应于各种不同类型的发电机，电压表输入电压范围须达到最低 90V,最高420V以上。当输入低压时，电容能够提供的电流较小，这 就要求负载减小；当输入高压时，电容提供的电流很大，这就要求稳压二极管所能吸收的电流要大。选用低压差的开关型电源稳压IC (LP2950)可以最大限度地减少负载对电源要求，而使用功率较大的
稳压管也可以满足高压时的工作条件。油量传感器4将阻抗值输入振 荡电路5。油量采集是传统电压表不具备的功能，其技术难度较大。 由于发电机外壳一般与发电机输出中的一端相连接，因此，如果油量 计与电压表连接后带电，放入油箱后，就有可能因油量传感器5与发 电机外壳形成电压差，打火并造成火灾。采用隔离方式进行油量采集 即可以解决此问题。小型变压器隔离电源电路3、振荡电路5和光电 耦合电路6组成油量采集处理电路。其中振荡电路5为关键部分，它 以NE555为核心。具体油量测量过程如图2所示首先发电机输出电 压经过隔离变压器(AC380V-AC30V 1W)后输出安全的交流低压，然后 此电压经过整流二极管、滤波电容及稳压二极管后输出小于24V的直 流电压(此时还不够稳定)，接下来利用低压差稳压IC (LP2950)将 输出电压稳定在5V。 NE555及相关的外围元件构成了一个振荡器，在 NE555的3脚输出，输出频率与油量传感器4 (RP)的阻抗值(阻值) 相关，即将油量传感器4的电阻值变化转化为频率的变化。NE555输 出的是方波，此波形经过隔离光耦PC817和8550放大后，转换成峰 值为5V的方波信号供给CPU7的计数输入单元(RA4管脚)进行测量。 CPU7可以通过在指定的时间内计数器的计数值来确定外部输入频率 的大小，每种频率都对着一个油量传感器4的电阻值，在程序中可以 设定一个频率-电阻对照表，通过査表即可知道当前油量传感器4电 阻值大小，从而获得当前油箱液面的位置。有了稳定的电源和安全的油量测量电路后，使用LCD来显示这些 量就变得更加容易了，低功耗的CPU7和高亮度的LED导光板11对于 整个设计也是至关重要的，因为在输入电压较低时，降压电路所能提 供的电流较小，如果负载功耗增加，那么就可能会造成低压时CPU供 电不稳，从而导致电压表无法正常采集信号。为了增加频率测量功能，本实施例还包括频率测量电路9，频率 测量电路9对发电机的输出频率进行测量并将测量值传送至CPU7处 理。如图1本实施例还增加频率校正和时间清零按键10。 经CPU7处理后，由LCD液晶屏8显示发电机的输出电压、油量、频率等。由此，实现发电机电压表的数字显示，解决目前发电机电压 表向数字转化的技术瓶颈，并集成了电压、油量、运行时间与频率测 量功能，使用功能增加。
权利要求1、带油量测量的数字发电机电压表，其特征在于包括电压测量电路、降压稳压电路、变压器隔离电源电路、油量传感器、振荡电路、光电耦合电路、带AD和LCD驱动功能的CPU、LCD液晶屏；发电机的输出电压经降压稳压电路向CPU提供工作电压；电压测量电路对发电机的输出电压有效值进行测量，并将测量值传送至CPU进行数字处理；发电机的输出电压经变压器隔离电源电路供给振荡电路，油量传感器将阻抗值输入振荡电路，振荡电路输出频率与油量传感器的阻抗值对应，振荡电路输出的方波经光电耦合电路放大后传送至CPU，经CPU处理得到油量值；LCD液晶屏显示电压和油量。
2、 如权利要求1所述带油量测量的数字发电机电压表，其特征 在于数字发电机电压表还包括频率测量电路，频率测量电路对发电 机的输出频率进行测量并将测量值传送至CPU，经CPU处理，由LCD 液晶屏对发电机的输出频率进行数字显示。
专利摘要带油量测量的数字发电机电压表，包括电压测量电路、降压稳压电路、变压器隔离电源电路、油量传感器、振荡电路、光电耦合电路、带AD和LCD驱动功能的CPU、LCD液晶屏；发电机的输出电压经降压稳压电路向CPU提供工作电压；电压测量电路对发电机的输出电压有效值进行测量，将测量值传送至CPU进行数字处理；发电机的输出电压经变压器隔离电源电路供给振荡电路，油量传感器将阻抗值输入振荡电路，振荡电路输出频率与油量传感器的阻抗值对应，振荡电路输出的方波经光电耦合电路放大后传送至CPU，经CPU处理得到油量值；LCD液晶屏显示电压和油量。此结构使发电机电压表走向数字化，并在电压表上实现油量测量功能，使用功能增加。
文档编号G01R31/34GK201035126SQ20072000691
公开日2008年3月12日 申请日期2007年4月25日 优先权日2007年4月25日
发明者申 吕 申请人:普力生(厦门)机电有限公司