一种车用发动机转速传感器教学实验台的制作方法

本实用新型涉及汽车辅助教学设备领域，尤其涉及一种车用发动机转速传感器教学实验台。

背景技术：

现有技术中的汽车发动机辅助教学设备通常只是把某一种传感器安装在发动机上，通过仪表观察发动机转速，并不针对不同原理转速传感器进行对比，且由于发动机高速运转比较危险，一般有授课老师直接操作演示，学生不能实际动手操作，实训效果不佳。传感器工作原理以及如何实现测量只能通过课堂教学和图片相结合,让学生熟悉了解工作原理,教学效果欠佳。其次现有的汽车辅助教学设备,通常将用于演示发动机的各个零部件固定在展示板上,整体结构比较占用空间,而且需要定期对暴露在外部的各个零部件进行清洁,维护工作麻烦。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是针对背景技术中所涉及到的缺陷，提供一种车用发动机转速传感器教学实验台。

本实用新型为解决上述技术问题采用以下技术方案：

一种车用发动机转速传感器教学实验台，包含观察箱、控制器、直流电机、旋转机构、磁电传感器、光电传感器、霍尔传感器和上位机；

所述观察箱为透明箱体，所述控制器、直流电机、旋转机构、磁电传感器、光电传感器、霍尔传感器均设置在所述观察箱内；

所述控制器分别和所述直流电机、磁电传感器、光电传感器、霍尔传感器电气相连；所述上位机通过RS232接口和所述控制器相连；

所述旋转机构包含第一至第四旋转叶片、旋转轴，其中，所述第一至第四旋转叶片的根部均和所述旋转轴的一端固定相连、呈十字形分布；所述旋转轴的另一端和所述直流电机的输出端固定相连；

所述磁电传感器设置在所述旋转机构的上方，用于测量所述旋转机构的转动速度，并将其传递给所述控制器；

所述光电传感器包含光电发射管和光电接收管，所述光电发射管、光电接收管均和所述控制器相连，且光电发射管、光电接收管分别设置在所述第一至第四旋转叶片的旋转轨迹两侧，光电发射管用于朝光电接收管发送光线；

所述霍尔传感器设置在所述旋转机构的下方，用于测量所述旋转机构的转动速度，并将其传递给所述控制器；

所述控制器用于根据接收到的命令控制所述直流电机工作，并将磁电传感器、光电传感器、霍尔传感器测量到的转动速度传递给所述上位机；

所述上位机用于发送命令给控制器，并显示接收到的磁电传感器、光电传感器、霍尔传感器测量的转动速度。

作为本实用新型一种车用发动机转速传感器教学实验台进一步的优化方案，所述控制器采用飞思卡尔MC9S08DZ60单片机。

本实用新型采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：

1. 结构简单，便于维修；

2. 能够通过观察界面曲线变化深刻理解不同原理传感器的原理与差别，加深对车用发动机转速传感器测量原理的理解。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型中磁电传感器、光电传感器、霍尔传感器和旋转机构相配合的结构示意图；

图3是本实用新型中光电传感器的结构示意图；

图4是本实用新型中上位机监控界面示意图。

图中，1-观察箱，2-磁电传感器，3-直流电机，4-直流电机的固定机构，5-旋转叶片，6-光电传感器，7-霍尔传感，8-光电发射管，9-光电接收管。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的技术方案做进一步的详细说明：

如图1所示，本实用新型公开了一种车用发动机转速传感器教学实验台，包含观察箱、控制器、直流电机、旋转机构、磁电传感器、光电传感器、霍尔传感器和上位机；

所述观察箱为透明箱体，所述控制器、直流电机、旋转机构、磁电传感器、光电传感器、霍尔传感器均设置在所述观察箱内；

所述控制器分别和所述直流电机、磁电传感器、光电传感器、霍尔传感器电气相连；所述上位机通过RS232接口和所述控制器相连；

所述旋转机构包含第一至第四旋转叶片、旋转轴，其中，所述第一至第四旋转叶片的根部均和所述旋转轴的一端固定相连、呈十字形分布；所述旋转轴的另一端和所述直流电机的输出端固定相连；

所述磁电传感器设置在所述旋转机构的上方，用于测量所述旋转机构的转动速度，并将其传递给所述控制器；

所述光电传感器包含光电发射管和光电接收管，所述光电发射管、光电接收管均和所述控制器相连，且光电发射管、光电接收管分别设置在所述第一至第四旋转叶片的旋转轨迹两侧，光电发射管用于朝光电接收管发送光线；

所述霍尔传感器设置在所述旋转机构的下方，用于测量所述旋转机构的转动速度，并将其传递给所述控制器；

所述控制器用于根据接收到的命令控制所述直流电机工作，并将磁电传感器、光电传感器、霍尔传感器测量到的转动速度传递给所述上位机；

所述上位机用于发送命令给控制器，并显示接收到的磁电传感器、光电传感器、霍尔传感器测量的转动速度。

所述控制器采用飞思卡尔MC9S08DZ60单片机。

直流电机的固定机构将直流机构固定在观察箱内，直流电机转动带动第一至第四旋转叶片转动，模拟发动机实际曲轴的旋转。

磁电式传感器是利用了法拉第电磁感应原理：当金属在一磁场中运动时，由于切割磁感线，会将输入的运动速度转换成交变感应电压输出，通过转换处理电路将交变电压变成高低电平，以实现速度测量。

如图3所示，光电式传感器安装位置与叶片旋转面在同一平面上，第一至第四旋转叶片的旋转平面与光电发射管、光电接收管存在一合适间隙，避免损坏传感器，第一至第四旋转叶片经过两者中间空隙时阻断接收管接收信号，通过接收管信号的有无产生高低电平来计算转速。

霍尔传感器是以霍尔效应为工作基础，当在和磁场垂直的材料中通以电流时，电子受到洛伦兹力的作用向某一侧偏转，导致一侧积累另一侧缺乏，形成电场，产生高低电平来计算转速。

控制器采用飞思卡尔MC9S08DZ60单片机，电机转速控制和实时显示转速变化在上位机界面上显示，上位机界面采用Labview软件编写。控制器与上位机界面采用RS232协议通讯，通过这样连接构成一个上位机和下位机实时控制试验台，以此达到便于观察和理解控制系统原理的目的。

在图2所示实施例中，当第一至第四旋转叶片处于横平竖直时，磁电式传感器与竖直方向的上部的旋转叶片在同一条直线上，霍尔式传感器与竖直方向的下部的旋转叶片在同一条直线上，光电式传感器与水平方向的旋转叶片在同一条直线上。

在图4所示实施例中，上位机监控界面包括左侧串口通讯设置面板和开关，中间是磁电传感器、光电传感器、霍尔传感器测量转速实时显示曲线图，光电传感器为粗实线。霍尔传感器为细虚线，磁电式传感器为细实线，以此区别不同传感器曲线。曲线图下方为发动机转速控制选项卡，通过拖动按钮来回滑动改变转速，来比较不同传感器不同转速下的测量区别。

本技术领域技术人员可以理解的是，除非另外定义，这里使用的所有术语（包括技术术语和科学术语）具有与本实用新型所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。

以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。