[发明专利]步进电机驱动指针的温度表

说明书

技术领域

本发明涉及一种汽车温度表，具体涉及一种检测机油温度的步进电机驱动指针的温度表。

背景技术

以前，柴油发动机的机油温度检测一般采用机械式温度表，或十字线圈驱动指针的温度表，或者LED显示的仪表。这些仪表主要有以下确定：1.机械式温度表不但无法进行远程数据传输，而且对于传感器输出电压在工作温度范围内相对于理想拟合直线的偏差很大，致使其线性度差；另外机械式温度表工作过程中机械磨损较大，使用寿命短；2.十字线圈采用游丝作为阻尼和回零，由于游丝具有典型的非线性，使所指示温度值在刻度盘上为非线性，该非线性修正困难，导致温度表整体线性度差，由于十字线圈驱动指针的温度表的刻度线采用非线性刻度来适应其非线性特性，不适合人们的线性思维方式，温度表通过十字线圈的游丝驱动指针复位，由于游丝作往复运动，会降低其弹性和使用寿命，最终导致整个仪表使用寿命短，在恶劣的发动机环境下其寿命更短；3.LED显示的仪表不符合使用者已经形成的习惯，很多发动机厂商不采用LED显示的温度表。此外，以上三种温度表的线性调整和零点、满度调整一般采用电位器手动进行调试，这种方式需要反复调试才能达到相应的精度要求，调试过程非常麻烦，调试精度和重复性也较差；而且调试时间一般大于30分钟/台，随着时间的推移参数发生变化，容易导致零点和满度飘移，以及线性度发生变化。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种步进电机驱动指针的温度表，它整体线性度好，仪表电流输出稳定，具有数据远程传输能力，并且零度和满度的调整方法简单。

本发明的目的是这样来实现的：步进电机驱动指针的温度表，包括单片机、与汽车蓄电池连接的稳压电源、以及用于采集汽车发动机机油温度的热电阻传感器，还包括将热电阻传感器的变化量转化为电压信号并经放大后输入到单片机内进行处理的信号处理放大电路，信号处理放大电路电连接在单片机与热电阻传感器之间；以及将单片机处理的输出信号放大后输出到步进电机的电机驱动电路，电机驱动电路电连接在单片机与步进电机之间，以及一用于将单片机输出的电压信号转换成电流信号的线性转换电路，线性转换电路与单片机的SPI输出接口电连接；单片机的11脚及12脚经导线引出分别与电路板上设置的两个用于满度调整或零点调整接口焊接；稳压电源通过输出支路分别与单片机、信号处理放大电路连接。

采用了上述方案，信号处理放大电路电连接在单片机与热电阻传感器之间，信号处理放大电路中一级运算放大器信号输出引脚通过反馈电阻与其电阻一端连接，电阻用于传感器的线性修正，减小传感器输出电压在工作温度范围内相对于理想拟合直线的偏差，在输入级经信号处理放大电路修正并通过单片机处理后，温度表的线性度可以提高到0.2％以内。电机驱动电路电连接在单片机与步进电机之间，通过电机驱动电路将单片机输出信号放大，可确保步进电机工作可靠性。

线性转换电路与单片机的SPI输出接口电连接，用于将单片机输出的电压信号转换成电流信号的线性转换电路，通过线性转换电路，可将单片机处理的电压信号转换为4-20mA的电流信号输出，作为热电阻传感器温度信号的远程传输，并送到发动机的其它单元作为这些单元的信号输入。电阻通过稳压二极管与稳压电源连接，由于线性转换电路中二级运算放大器允许输入的共模电压为电源电压-1.5V，通过稳压二极管可使二级运算放大器最大共模电压为-3.3V，稳压二极管保证线性转换电路的可靠性和稳定输出。

单片机的11脚及12脚经导线引出分别与电路板上设置的两个用于满度调整或零点调整接口焊接，由于热电阻传感器表现为电阻变化，采用标准电阻箱代替电位器，将输入端与标准电阻箱(精度为0.01欧姆)连接，通过满度调整或零点调整接口，由单片机对当前零点或满期度对应的电压采样，通过单片机内预置的程序自动修正，实现对温度表零点或满度的调整。因此，本发明零点调整和满度调整简单，而且整个调整时间小于2分钟，并且可以减少人工操作时间和元件的参数不一致带来的误差，确保调整精度。