[实用新型]步进电机驱动的机油压力表

说明书

技术领域

本实用新型涉及汽车发动机，具体涉及一种检测发动机机油压力的步进电机驱动的机油压力表。

背景技术

目前检测发动机机油压力表的压力传感器输出信号为-5mV-50mV的电压信号，通常微控制器的采样信号为0-5V的电压信号，且只对正电压/电流信号进行采样，对于上述压力传感器输出的-5mV-50mV电压信号，微控制器无法直接进行采样量化，因此，需要对压力传感器输出信号进行处理及放大，使电路输出信号为微控制器可采样的(0-5V)电压。针对以上情况，传统的处理方法为采用双电源供电或者是采用正电源到负电源转换的芯片提供负电源，以适应双电源运算放大器对负输入信号的处理。但由于传统运算放大电路电压输出摆幅比较低，如果将输出信号放大到微控制器所需的电压信号，将无法保证线性度。为了使运算放大电路得到比较大的输出幅度(0-5V)，并且保证输出信号的线性度，通常采用+6V和-6V以上的电源给运算放大电路以及微控制器供电，但微控制器工作时的电压一般为+5V，当输入电压过高时容易将微控制器的I/O接口烧毁，所以为了保护微控制器的I/O接口，需要采用限幅保护措施，以解决电压不匹配问题，但这样一来会使整个电路复杂，成本上升。此外，目前压力表指针的线性调整和零点、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，容易产生零点和满度飘移，其线性度发生变化，调试的重复比较差。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种步进电机驱动的机油压力表，它采用单电源对电路供电，并可使输入微控制器的采样信号幅度提高，电路能保证该采样信号的线性度，同时本实用新型具有电路结构简单，成本较低、重复性好、线性度高、可靠性高以及具有远程输送信号的优点。

本实用新型的目的是这样来实现的：一种步进电机驱动的机油压力表，包括微控制器以及压力传感器，压力传感器用于感应机油的压力变化并将该变化转换为电信号发出，还包括与微控制器电连接的电源转换器，电源转换器将汽车电瓶的输出电压转换为微控制器标准工作电压输出；以及电连接于压力传感器与微控制器之间的轨到轨信号处理器，轨到轨信号处理器将压力传感器发出的电压信号实行电平迁移，并作放大后输出到微控制器；以及电连接于轨到轨信号处理器与电源转换器之间的基准电压源，该基准电压源为轨到轨信号处理器提供电平迁移的迁移电压；以及与微控制器输出端电连接的电机驱动器，电机驱动器将微控制器输出的电信号放大后输出到与压力表指针连接的步进电机；以及与微控制器的SPI输出接口电连接一V/I线性转换器，V/I线性转换器将微控制器输出的电压信号转换成电流信号用于远程输送。

采用了上述方案，与微控制器电连接的电源转换器，通过单电源对电路供电，可将汽车电瓶的输出电压转换为微控制器标准工作电压输出，输出到轨到轨信号处理器的电压和微控制器的电压相同时，可使轨到轨信号处理器输出电压幅度提高，以提高采样信号量化分辨率、保证采样信号的线性度；同时还可防止电压过高时将微控制器的I/O接口烧毁；且无须采用限幅保护措施来解决电压不匹配问题，致使电路结构简单化，生产成本降低。电连接于压力传感器与微控制器之间的轨到轨信号处理器，轨到轨信号处理器将压力传感器发出的电压信号实行由负到正的电平迁移，可避免传统方法采用正电源到负电源转换的芯片提供负电源，使电路结构简化；并且可以减少输出的电信号失真，以及线性度的增益得到加强，满足微控制器对传感器信号进行采样量化处理。轨到轨信号处理器中由电平迁移放大电路与电压跟随器组成，电压跟随器对电平迁移放大电路输出的信号可起缓冲作用，不但可提高带载能力，而且可以隔离较大负载。微控制器的SPI输出接口电连接一V/I线性转换器，通过线性转换电路，将微控制器处理的电压信号转换为4-20mA的电流信号输出，并远程输送到发动机的其它单元作为这些单元的信号输入。

电连接于轨到轨信号处理器与电源转换器之间的基准电压源，基准电压源可为轨到轨信号处理器提供所必须的迁移电压；基准电压源中包含一个三端可调分流基准源，三端可调分流基准源不仅具备温度补偿温度系数低，并且具有良好的热稳定性能以及去耦性能，以加强电路稳定性。此外，三端可调分流基准源内部含有一个2.5V的基准电压，所以当在三端可调分流基准源的REF端引入输出反馈时，可以通过从阴极到阳极很宽范围的分流，控制输出电压。