专利名称：内燃机车辆电气系统用检测电路及便携式检测维修工具的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及内燃机车辆电气系统检测维修技术领域，尤其涉及一种内燃机车辆电气系统用检测电路及便携式检测维修工具。
背景技术：
在汽车，工程领域车辆等以内燃机作动力的各类车辆上，根据配置的内燃机形式和功率不同，一般采用12V或24V的电气系统，通常以汽油机和小功率柴油机作动力的车辆采用12V电气系统，以大中功率柴油机作动力的车辆采用24V电气系统。在实际应用中，汽车等内燃机车辆电气系统中有两个电源，即在发动机不工作时，蓄电池做电源，工作电压为12V或24V，启动机、汽油机点火系统及其有关电气部件的额定电压是12V或24V。发动机工作时，通过电源系统的发电机对蓄电池充电，为保证发动机工作时能对蓄电池充电达到额定值，对于12V或24V电气系统的车辆，电源系统工作电压允许范围为13. 5V 15V或
27.5V 30V。此外，由于发动机的机体和汽车等各类内燃机车辆的车身通常用金属导体制成，因此车内电源与用电设备之间仅需要一条电源线，通过车身或设备壳体构成电气回路。现有汽车等内燃机车辆电气设备的电路布线均为单线制。电气设备与车身机体的连接点称为搭铁点，并统一规定为负极搭铁。为保证汽车等内燃机车辆正常运行，需要对蓄电池的正负极、电气系统的搭铁极性、电路节点的带电状况以及发动机工作时电源系统工作电压是否在正常工作范围内进行检测判定，但目前电气系统的参数检测及故障诊断、排除往往需要采用机械工具进行拆装，并通过连入仪器仪表进行检测，操作繁琐，工作效率低，给操作人员带来不便。
实用新型内容本实用新型的目的是针对上述问题，提供一种操作简单、使用方便、提高工作效率的内燃机车辆电气系统检测电路及便携式检测维修工具，实现操作方便，提高工作效率。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是一种内燃机车辆电气系统用检测电路，其特征在于包括连接被测点的触头端Ia及连接搭铁的接地端Ib，由整流二极管D1-D4构成的桥式整流电路，由检测12V或24V电气系统工作电压是否正常的过高工作电压运算放大器A1及正常工作电压运算放大器A2构成的双运算放大器A、基准电压分压支路、比较电压分压支路，由颜色不同的发光二极管LEDpLED2构成的极性判断双色发光二极管LED，过高工作电压指示的发光二极管LED3,正常工作电压指示的发光二极管LED4 ;所述触头端Ia与接地端Ib分别连接桥式整流电路的输入端并分别连接由限流电阻RpR2形成的串联支路的电阻R1 —端及电阻R2—端，所述发光二极管LED1的正极连接触头端la，发光二极管LED2的正极连接接地端lb，其公共负极连接在限流电阻％、R2之间；所述比较电压分压支路设置由整流输出正极端至整流输出负极端依次串联连接的分压电阻R3、R4> R14及微调电阻R5，其中分压电阻R3通过12V或24V电气系统的选择开关K的24V电压触点2a与分压电阻R4连接，选择开关K的12V电压触点2b连接整流输出正极端；所述基准电压分压支路包括电阻R6、R8、R9、R10及电位器R7,电阻R6的一端连接整流输出正极端，另一端连接电位器R7的一端，电位器R7的另一端连接整流输出负极端，电位器R7的调整端依次通过电阻R8、R9、R1(i连至整流输出负极端，电位器R7两端并联稳压二极管D5;所述双运算放大器A的电源正极端通过电阻R13连接整流输出端正极，其电源负极端连接整流输出负极端，过高工作电压运算放大器A1的比较电压输入端连接在电阻R4> R14之间，其基准电压输入端连接在电阻R8、R9之间，其输出端依次经反向连接的发光二极管LED3、电阻R11连至双运算放大器A的电源正极端；所述正常工作电压运算放大器AD2的比较电压输 入端连接在电阻R14、微调电阻R5之间，其基准电压输入端连接在电阻R9、Rki之间，其输出端依次经正向连接的发光二极管LED4、电阻R12连接双运算放大器A的电源负极端，在双运算放大器A的电源正极端、负极端之间连接稳压二极管D6。所述12V电气系统的正常工作电压范围为13. 5V 15V，过高工作电压为高于15V ;所述24V电气系统的正常工作电压范围为27. 5V 30V，过高工作电压为高于30V。一种内燃机车辆电气系统用便携式检测维修工具，其特征在于包括内部设有空腔的手柄、连接于手柄前端的螺丝刀及连接于手柄后端的带线夹检测导线，所述手柄空腔内设置装有所述内燃机车辆电气系统检测电路的电路板，所述电路的触头端Ia及接地端Ib分别与螺丝刀及带线夹检测导线电气连接；所述过高工作电压指示的发光二极管LED3、正常工作电压指示的发光二极管LED4,极性判断双色发光二极管LED及选择开关K分别设置在手柄壳体表面对应的过高工作电压指示窗孔、正常工作电压指示窗孔、极性判断指示窗孔及开关安装孔位置。所述带线夹检测导线通过接插件与手柄活动连接。所述螺丝刀是与手柄体活动连接的可更换的成套螺丝刀。本实用新型的有益效果是提供了一种内燃机车辆电气系统检测电路及应用该电路的便携式检测维修工具，利用这种结构紧凑小巧的工具将机械工具和电器检测部件结合，可方便地判断蓄电池的正负极、电气系统的搭铁极性及各电路节点带电状况；并可在发动机正常工作时判断电源系统工作电压是否正常，通过不同颜色的LED发光二极管发光指示，清楚明了，为诊断内燃机车辆电气系统故障及维修带来极大方便，显著提高了检测及维修效率。
图I是内燃机车辆电气系统用检测电路结构图；图2是内燃机车辆电气系统用便携式检测维修工具。图中11选择开关K，12电路板，13带线夹检测导线，14手柄，15过高工作电压指示窗孔，16正常工作电压指示窗孔，17极性判断指示窗孔，18螺丝刀，19连接器，20极性判断双色发光二极管LED，21发光二极管LED4, 22发光二极管LED3, 23插头，24鳄鱼夹，25插座。
以下结合附图和实施例对本实用新型详细说明。
具体实施方式
实施例I[0017]图I示出一种内燃机车辆电气系统用检测电路，其特征在于包括连接被测点的触头端Ia及连接搭铁的接地端lb，由整流二极管D1-D4构成的桥式整流电路，由检测12V或24V电气系统工作电压是否正常的过高工作电压运算放大器A1及正常工作电压运算放大器A2构成的双运算放大器A、基准电压分压支路、比较电压分压支路，由颜色不同的发光二极管LEDp LED2构成的极性判断双色发光二极管LED，过高工作电压指示的发光二极管LED3,正常工作电压指示的发光二极管LED4 ;所述触头端Ia与接地端Ib分别连接桥式整流电路的输入端并分别连接由限流电阻RpR2形成的串联支路的电阻R1 —端及电阻R2—端，所述发光二极管LED1的正极连接触头端la，发光二极管LED2的正极连接接地端lb，其公共负极连接在限流电阻％、R2之间；所述比较电压分压支路设置由整流输出正极端至整流输出负极端依次串联连接的分压电阻R3、R4、R14及微调电阻R5，其中分压电阻R3通过12V或24V电气系统的选择开关K的24V电压 触点2a与分压电阻R4连接，选择开关K的12V电压触点2b连接整流输出正极端；所述基准电压分压支路包括电阻R6、R8、R9、R1(1及电位器R7,电阻R6的一端连接整流输出正极端，另一端连接电位器R7的一端，电位器R7的另一端连接整流输出负极端，电位器R7的调整端依次通过电阻R8、R9、R1(i连至整流输出负极端，电位器R7两端并联稳压二极管D5;所述双运算放大器A的电源正极端通过电阻R13连接整流输出端正极，其电源负极端连接整流输出负极端，过高工作电压运算放大器A1的比较电压输入端连接在电阻R4、R14之间，其基准电压输入端连接在电阻R8、R9之间，其输出端依次经反向连接的发光二极管LED3、电阻R11连至双运算放大器A的电源正极端；所述正常工作电压运算放大器AD2的比较电压输入端连接在电阻R14、微调电阻R5之间，其基准电压输入端连接在电阻R9、R10之间，其输出端依次经正向连接的发光二极管LED4、电阻R12连接双运算放大器A的电源负极端，在双运算放大器A的电源正极端、负极端之间连接稳压二极管D6。在上述电路中，极性判断双色发光二极管LED中的发光二极管LED1选用绿色，发光二极管LED2选用红色，过高工作电压指示的发光二极管LED3选用红色，正常工作电压指示的发光二极管LED4选用绿色。双运算放大器A采用LM358型集成双运算放大器；用于选择12V或24V电气系统的选择开关K为单刀双掷开关。如图I所示，选择开关K的作用是当其24V电压触点2a与分压电阻R4连接时，通过电阻R4连接整流输出正极端，此时，可用于检测24V电气系统的内燃机车辆工作电压是否正常，24V电气系统的正常工作电压范围为27. 5V 30V，过高工作电压为高于30V。当选择开关K的12V电压触点2b直接连接整流输出正极端时，则可用于检测12V电气系统的内燃机车辆工作电压是否正常，12V电气系统的正常工作电压范围为13. 5V 15V，过高工作电压为高于15V。由整流二极管D1-D4构成的桥式整流电路的作用是，无论触头端Ia及接地端Ib正向、反向如何连接，经桥式整流电路的作用，均能提供电压输出。实施例2图2示出一种内燃机车辆电气系统用便携式检测维修工具，其特征在于包括内部设有空腔的手柄14、连接于手柄前端的螺丝刀18及连接于手柄后端的带线夹检测导线13，所述手柄空腔内设置装有实施例I所述的内燃机车辆电气系统检测电路的电路板12，所述电路的触头端Ia及接地端Ib分别与螺丝刀及带线夹检测导线电气连接。所述过高工作电压指示的发光二极管LED3(图2中的22)、正常工作电压指示的发光二极管LED4(图2中的21)、极性判断双色发光二极管LED (图2中的20)及选择开关K(图2中的11)分别设置在手柄壳体表面对应的过高工作电压指示窗孔15、正常工作电压指示窗孔16、极性判断指示窗孔17及开关安装孔位置。[0021]在实际制作中，上述手柄14由ABS塑料注塑成型，制成带空腔壳体，手柄长度为80_100mm、外径35 38mm,沿手柄的纵向设置3个直径5_7mm的圆孔和I个5mmX IOmm的矩形孔，分别用做过高工作电压指示窗孔15、正常工作电压指示窗孔16、极性判断指示窗孔17及选择开关K的开关安装孔。所述手柄的前端装有连接可更换螺丝刀的连接器19，在尾部设有卡接式后盖，后盖上设置一个插座25。所述带线夹检测导线13通过接插件与手柄14活动连接，其接触搭铁一端焊接一只线夹，本例中线夹采用了鳄鱼夹24，另一端焊接一只与手柄后盖上插座25相匹配的插头23，通过插拔可方便地安装和取下，便于携带。上述连接于手柄前端的螺丝刀18是与手柄活动连接的可更换的成套螺丝刀，螺丝刀18通过手柄前端的连接器19与手柄体连接，根据使用需要，可方便地更换各种规格螺丝刀。成套螺丝刀和手柄前端的螺丝刀连接器可采用市售的成套产品。在制作中，触头端Ia及接地端Ib设置为电路板12两端的触片，分别与手柄前端螺丝刀连接器19和尾部端盖上的导线插座25相连。下面结合图I、图2说明内燃机车辆电气系统用便携式检测维修工具在汽车上的检测应用及工作原理(I)可以检测判定汽车蓄电池的正负极，操作时，与触头端Ia连接的螺丝刀18接触蓄电池一电极端，与接地端Ib连接的鳄鱼夹24触及蓄电池的另一电极端，通过极性判断双色发光二极管LED(图2中的20)的发光二极管LEDp LED2指示蓄电池的极性，当螺丝刀18接触蓄电池的正极，鳄鱼夹24连接蓄电池负极时，则电路为蓄电池正极一触头端la—发光二极管LED1 —电阻R2 —接地端Ib —蓄电池负极，发光二极管LED1亮，指示为绿色。反之，当螺丝刀18接触蓄电池负极，鳄鱼夹24连接蓄电池正极时，电路为蓄电池负极一触头端Ia —电阻R1 —发光二极管LED2 —接地端Ib —蓄电池正极，发光二极管LED2亮，指示为红色。(2)可以检测判定电气系统的搭铁极性，当螺丝刀18接触电源系统的正极，鳄鱼夹24夹在任意搭铁点时，电路为电源正极一触头端Ia —发光二极管LED1 —电阻R2 —接地端Ib —电源负极，发光二极管LED1亮，指示为绿色，则为负极搭铁。反之，电路为电源负极—触头端Ia —电阻R1 —发光二极管LED2 —接地端Ib —电源正极，发光二极管LED2亮，指示为红色，为正极搭铁。(3)可以检测电路节点有电无电，当螺丝刀18接触被测试节点，鳄鱼夹24夹在任意搭铁点时，电路为被测试节点一触头端Ia —发光二极管LED1 —电阻R2 —接地端lb，发光二极管LED1亮，指示为绿色，表示该节点有电；节点无电时，上述电路不通，LED1不亮，LED2也不亮，表示无电。(4)可以在发动机正常工作时检测电源系统工作电压是否正常，电路中电阻R3、R4与R14及微调电阻R5分压，向集成运算放大器LM358的比较电压输入端3、6提供比较电压信号，电阻Re、R7> R9、Rltl及电位器R8向集成运算放大器LM358的基准电压输入端2、5提供基准电压信号。实际应用中，对应所述12V电气系统的正常工作电压范围为13. 5V 15V ；对应所述24V电气系统的正常工作电压范围为27. 5V 30V。下面以24V电气系统的汽车为例说明在发动机正常工作状态，当螺丝刀18接蓄电池或发电机正极，鳄鱼夹24夹在任意搭铁点时，如果系统工作电压低于27. 5V，集成运算放大器LM358中正常工作电压运算放大器A2的比较电压输入端3电压低于基准输入端2的电压，发光二极管LED4不亮，而仅有发光二极管LED1亮，指示为绿色，发光二极管LED3也不亮，表示工作电压过低；如果工作电压在27. 5V 30V时，集成运算放大器LM358中正常工作电压运算放大器A2的比较电压输入端3的电压高于基准输入端2的电压，致使发光二极管LED4亮，指示为绿色，而集成运算放大器LM358中过高工作电压运算放大器A1的比较电压输入端6的电压未达到基准输入端5的电压，红色发光二极管LED3不亮，表示系统为正常工作电压，此时，发光二极管LED1因电路通电也处于亮的状态，指示为绿色；如果工作电压高于30V，集成运算放大器LM358中过高工作电压运算放大器Al的比较电压输入端6电压达到基准输入端5的电压，发光二极管LED3亮，指示为红色，表示系统工作电压过高。此时，发光二极管LEDp LED4处于亮的状态，指示为绿色。对于12V电气系统的车辆,原理同上，当系统工作电压未达到13. 5V时,仅发光二极管LED1亮，指示为绿色，表示系统工作电压过低；当工作电压范围为13. 5V 15V时，发光二极管LEDp LED4亮，均指示为绿色，表示系统工作电压正常，此时，红色发光二极管LED3不亮；当工作电压高于15V时，发光二极管LED3亮，指示为红色，表示系统工作电压过高。此时，发光二极管LEDp LED4亮，指示为绿色。 以上所述，仅是本实用新型的优选实施例而已，并非对本实用新型的形状和结构作任何形式上的限制。凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。
权利要求1.一种内燃机车辆电气系统用检测电路，其特征在于包括连接被测点的触头端(Ia)及连接搭铁的接地端(Ib)，由整流二极管D1-D4构成的桥式整流电路，由检测12V或24V电气系统工作电压是否正常的过高工作电压运算放大器A1及正常工作电压运算放大器A2构成的双运算放大器A、基准电压分压支路、比较电压分压支路，由颜色不同的发光二极管LED1, LED2构成的极性判断双色发光二极管LED，过高工作电压指示的发光二极管LED3,正常工作电压指示的发光二极管LED4;所述触头端(Ia)与接地端(Ib)分别连接桥式整流电路的输入端并分别连接由限流电阻RpR2形成的串联支路的电阻R1 —端及电阻R2—端，所述发光二极管LED1的正极连接触头端(Ia)，发光二极管LED2的正极连接接地端(Ib)，其公共负极连接在限流电阻Rp R2之间；所述比较电压分压支路设置由整流输出正极端至整流输出负极端依次串联连接的分压电阻R3、R4、R14及微调电阻R5，其中分压电阻R3通过12V或24V电气系统的选择开关K的24V电压触点(2a)与分压电阻R4连接，选择开关K的12V电压触点(2b)连接整流输出正极端；所述基准电压分压支路包括电阻R6、R8、R9、R1(I及电位器R7,电阻R6的一端连接整流输出正极端，另一端连接电位器R7的一端，电位器R7的另一端连接整流输出负极端，电位器R7的调整端依次通过电阻R8、R9、R10连至整流输出负极端，电位器R7两端并联稳压二极管D5;所述双运算放大器A的电源正极端通过电阻R13连接整流输出端正极，其电源负极端连接整流输出负极端，过高工作电压运算放大器A1的比较电压输入端连接在电阻R4、R14之间，其基准电压输入端连接在电阻R8、R9之间，其输出端依次经反向连接的发光二极管LED3、电阻R11连至双运算放大器A的电源正极端；所述正常工作电压运算放大器AD2的比较电压输入端连接在电阻R14、微调电阻R5之间，其基准电压输入端连接在电阻R9、R10之间，其输出端依次经正向连接的发光二极管LED4、电阻R12连接双运算放大器A的电源负极端，在双运算放大器A的电源正极端、负极端之间连接稳压二极管D6。
2.根据权利要求I所述的内燃机车辆电气系统用检测电路，其特征在于所述12V电气系统的正常工作电压范围为13. 5V 15V，过高工作电压为高于15V ;所述24V电气系统的正常工作电压范围为27. 5V 30V，过高工作电压为高于30V。
3.一种内燃机车辆电气系统用便携式检测维修工具，其特征在于包括内部设有空腔的手柄、连接于手柄前端的螺丝刀及连接于手柄后端的带线夹检测导线，所述手柄空腔内设置装有如权利要求2所述的内燃机车辆电气系统检测电路的电路板，所述电路的触头端(Ia)及接地端(Ib)分别与螺丝刀及带线夹检测导线电气连接；所述过高工作电压指示的发光二极管LED3、正常工作电压指示的发光二极管LED4、极性判断双色发光二极管LED及选择开关K分别设置在手柄壳体表面对应的过高工作电压指示窗孔、正常工作电压指示窗孔、极性判断指示窗孔及开关安装孔位置。
4.根据权利要求3所述的内燃机车辆电气系统用便携式检测维修工具，其特征在于所述带线夹检测导线通过接插件与手柄活动连接。
5.根据权利要求3或4所述的内燃机车辆电气系统用便携式检测维修工具，其特征在于所述螺丝刀是与手柄活动连接的可更换的成套螺丝刀。
专利摘要本实用新型涉及一种内燃机车辆电气系统用检测电路及便携式检测维修工具，特征是检测电路包括触头端(1a)及连接搭铁的接地端(1b)，由整流二极管D1-D4构成的桥式整流电路，由过高工作电压运算放大器A1及正常工作电压运算放大器A2构成的双运算放大器A、基准电压分压支路、比较电压分压支路，由发光二极管LED1、LED2构成的极性判断双色发光二极管LED，过高工作电压指示发光二极管LED3，正常工作电压指示发光二极管LED4；检测维修工具包括手柄、螺丝刀及检测导线，手柄空腔内装有上述检测电路的电路板，并设过高、正常工作电压及极性判断指示窗孔。本实用新型的优点是操作简单、使用方便、提高工作效率。
文档编号G01R19/165GK202362414SQ201120420029
公开日2012年8月1日 申请日期2011年10月31日 优先权日2011年10月31日
发明者严雷, 任武, 吴铁庄, 张亚昆, 李春卉 申请人:中国人民解放军军事交通学院