專利名稱：油液質(zhì)量快速分析儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種油液質(zhì)量快速分析儀，是一種潤滑油液質(zhì)量檢測的儀器。
背景技術(shù)：
目前用于潤滑油液質(zhì)量檢測的儀器主要有美國北方儀器儀表公司生產(chǎn)的NI-2B型油液質(zhì)量快速分析儀，和西北工業(yè)大學(xué)科技開發(fā)總公司生產(chǎn)的YYF-I、II、III、IV型油液質(zhì)量快速分析儀。上述儀器雖能快速地測試在用油液的污染程度，但由于其技術(shù)上主要由信號源電路、開關(guān)互補(bǔ)電路(或推挽功放電路)、電容電感橋式電路和輸出顯示電路(表針指示或液晶數(shù)顯)組成。所以，能完成的功能有限。同時(shí)還存在以下缺陷(1)穩(wěn)定性和測試準(zhǔn)確性欠佳，即每次測完一個(gè)樣油的污染度后再檢查0點(diǎn)時(shí)，0點(diǎn)已不在0點(diǎn)，不是偏負(fù)就是偏正，需要再次調(diào)0后才能測試，否則，測試誤差增大；(2)調(diào)校0點(diǎn)比較困難，現(xiàn)有的儀器都是用微調(diào)電容調(diào)校0點(diǎn)的，只要電容稍有變化(即使0.1PF的變化)就能引起電橋較嚴(yán)重的失衡，所以，手動調(diào)0很費(fèi)勁；(3)不能定量反映油液中的水分含量；(4)儀器功能少，不能滿足用戶需求。測試結(jié)果儀器本身不能自動記錄，必須人工用筆記錄下來，容易出錯(cuò)，不便存檔，也不規(guī)范；(5)未能提供較多的潤滑油品的報(bào)廢參考值，給用戶使用帶來很多不便。

發(fā)明內(nèi)容
為避免現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明提出了一種采用了單片計(jì)算機(jī)技術(shù)，測量穩(wěn)定性更高，使用功能更多的油液質(zhì)量快速分析儀。其優(yōu)點(diǎn)在于1、由于在電子線路中采用了十分有效的自動調(diào)節(jié)技術(shù)，并將調(diào)0設(shè)置在一定數(shù)值范圍內(nèi)(適合用戶操作的比較寬松的范圍)交計(jì)算機(jī)處理，以消除0點(diǎn)附近因操作所造成的誤差，達(dá)到了提高穩(wěn)定性和測試精度的效果。
2、具有很高的智能化和較多的使用功能，可以作到油品檢測代碼化，油液污染度顯示區(qū)段化，測試油液中的水分定量化，并可打印記錄檢測結(jié)果。
3、操作十分簡便，人機(jī)對話功能較多。如錯(cuò)誤操作時(shí)會發(fā)出警示聲，提示重新操作；在計(jì)算機(jī)運(yùn)行中，每完成階段任務(wù)時(shí)，有信息反饋，等等。
本發(fā)明的技術(shù)思想是振蕩器與負(fù)載(開關(guān)電路)一起產(chǎn)生高頻正弦波電流供給傳感器，當(dāng)電橋平衡時(shí)，電橋兩端輸出無電位差。當(dāng)電橋的電容內(nèi)滴入油液后，電容器中的介質(zhì)發(fā)生了變化，從而引起電容器的電容量發(fā)生變化，破壞了電橋原有的平衡狀態(tài)。于是電橋輸出兩端產(chǎn)生電位差，電位差的大小與被測油液的污染程度直接相關(guān)。其特征在于傳感器輸出的電參量由模/數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，送給中央處理器；經(jīng)過中央處理器和程序存儲器的運(yùn)算，由LCD顯示器和LED發(fā)光管顯示其檢測結(jié)果；由音響通道給操作者發(fā)出警示信息或反饋信息；由打印機(jī)打印出檢測結(jié)果。
由于電橋輸出的是十分微弱的原始參量信號，無法使單片計(jì)算機(jī)工作。所以在傳感器和單片機(jī)之間連接接口電路，將傳感器輸出的微弱的高頻原始信號，經(jīng)過檢波，平滑為直流電壓，并加以放大到一定的幅度，以滿足計(jì)算機(jī)的需要。接口電路由運(yùn)算放大器IC3及其偏置電路R8、R9、R10、R11、R12、R14、W4、C19組成，調(diào)整IC3的偏置電路R8、R9、R10、R11、R12、R14、W4，使得IC3的輸出端子6的電壓為2.5伏。
當(dāng)終端打印機(jī)是微型打印機(jī)時(shí)，在中央處理器與微型打印機(jī)之間設(shè)置一個(gè)協(xié)調(diào)它們工作時(shí)序的接口電路由鎖存器(IC17)和延時(shí)電路(IC19)組成，延時(shí)電路(IC19)由一個(gè)與非門電路F1和三個(gè)非門電路F2、F3、F4串聯(lián)而成；輸入數(shù)據(jù)線連接到連接到打印機(jī)。
由于測量儀器不同程度存在著0點(diǎn)漂移，即是調(diào)到0點(diǎn)，可能因?yàn)樵骷?shù)的隨機(jī)變化而造成0點(diǎn)偏差，從而加大了測試誤差。為此本發(fā)明的傳感器電橋的4個(gè)臂由L5、L6、C13+C14、C15+C16構(gòu)成，調(diào)0電路W1并聯(lián)R7接在L5、L6之間。0點(diǎn)設(shè)置是依靠電橋的校0電路完成的，線路中采用了高精密的10層線繞電位器加并47Ω電阻，W1每繞一圈(剛好轉(zhuǎn)完一層)電阻值只有3.2Ω的變化，那么電位器每轉(zhuǎn)動36°，電阻值僅僅變化0.32Ω，這對電橋的平衡來說，影響甚微，所以調(diào)0非常容易。
在調(diào)0之后能否保證0點(diǎn)不漂移的關(guān)鍵是振蕩器中的負(fù)載電路(互補(bǔ)開關(guān)電路)的中心電位(B點(diǎn))要維持不變。為此本發(fā)明的振蕩器由振蕩源(IC1、R1、R2、JT1(晶體)、C8、C9)和互補(bǔ)開關(guān)電路(BG1、BG2、R3、R5、R6、W2、C10、C11)組成，共同產(chǎn)生高頻正弦電流供給電橋工作。在互補(bǔ)開關(guān)電路中引入逆饋電路(R4、R15)，該逆饋電路是兩個(gè)完全相同的對稱電路(R4＝R15)，隨機(jī)變化的信號在R4、R15上形成反相信號，可及時(shí)自動抗拒電路中的隨機(jī)不穩(wěn)定變化，以維持中心電位(B點(diǎn))的穩(wěn)定性，進(jìn)而保證0點(diǎn)的穩(wěn)定。


圖1原理框2實(shí)施例電路圖1圖3實(shí)施例電路圖2圖4實(shí)施例電路圖3圖5實(shí)施例電路圖具體實(shí)施例方式現(xiàn)結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步描述圖1為本發(fā)明的總體框圖，圖2～圖5是實(shí)施例電路圖。圖2振蕩器IC1、傳感器電路和接口電路1IC3，IC2是電壓極性變換器，為IC3提供偏置電壓；圖3模/數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換器IC7、中央處理器IC4、程序存儲器IC6，IC5為地址鎖存器；IC8移位寄存器，連接鍵盤，為操作程序掃描電路；圖4IC9～I(xiàn)C13鎖存譯碼器，為LCD液晶提供顯示數(shù)值，IC14控制譯碼器和IC15反向器控制音響蜂鳴，IC16為三端穩(wěn)壓電源；圖5中央處理器(IC4)與微型打印機(jī)間的接口電路2IC17、IC19，IC18為三端穩(wěn)壓電源。
振蕩器是電橋的電源，它是一個(gè)具有高穩(wěn)定性的晶體振蕩器，與負(fù)載(開關(guān)電路)一起產(chǎn)生高頻正弦波電流供給電橋工作，保證0點(diǎn)不漂移是在互補(bǔ)開關(guān)電路中引入兩個(gè)完全相同的逆饋對稱電路實(shí)現(xiàn)的。振蕩器由振蕩源(IC1、R1、R2、JT1(晶體)、C8、C9)和互補(bǔ)開關(guān)電路(BG1、BG2、R3、R5、R6、W2、C10、C11)組成，在BG1和BG2射級引入逆饋電路R4、R15，且R4＝R15。當(dāng)隨機(jī)變化的信號在R4、R15上形成反相信號，可及時(shí)自動抗拒電路中的隨機(jī)不穩(wěn)定變化，以維持中心電位(B點(diǎn))的穩(wěn)定性，進(jìn)而保證0點(diǎn)的穩(wěn)定。
傳感器是油液質(zhì)量信息的傳遞，由特制電感L和特制電容C組成的高靈敏度的雙振電橋傳感器，并在其橋臂上設(shè)計(jì)了校0電路。具體電路為電橋的4個(gè)臂由L5、L6、C13+C14、C15+C16構(gòu)成。檢波管D1、D2和電感L7、電容C17、C18、電位器W3、電阻R16均為電橋的負(fù)載。調(diào)0電路W1并聯(lián)R7接在L5、L6之間。在設(shè)計(jì)時(shí)，L5＝L6，C13+C14＝C15+C16，但實(shí)際上由于元、器件參數(shù)的分散性存在，不可能達(dá)到絕對相等，D、E兩點(diǎn)電位就不相等，輸出點(diǎn)F就不是0輸出，故需要調(diào)0電路來調(diào)整，使之輸出為0。本發(fā)明在線路中采用了高精密的10層線繞電位器并聯(lián)R7(47Ω)電阻，W1每轉(zhuǎn)一圈(即轉(zhuǎn)完一層)電阻值只有3.2Ω的變化，那么電位器每轉(zhuǎn)動36°，電阻值僅僅變化0.32Ω，這對電橋的平衡來說，影響甚微，所以調(diào)0非常容易。
計(jì)算機(jī)中央處理器(IC4)與LC電橋間的接口電路1包括IC3(運(yùn)放)及其偏置電路R8、R9、R10、R11、R12、R14、W4、C19。電橋輸出的信號有正有負(fù)，但(A/D)轉(zhuǎn)換器只能接受正信號，不能接受負(fù)信號。本發(fā)明采用IC3及其偏置電路將輸出(OUT)的電壓依據(jù)工作需要設(shè)置為+2.5伏，以達(dá)到正、負(fù)信號輸入時(shí)均能得到正信號輸出，供(A/D)轉(zhuǎn)換器將其模擬信號量轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的數(shù)字信號量，再送給中央處理器，最終在液晶顯示屏上顯示出電橋輸出的相應(yīng)的正信號或負(fù)信號。
IC4為中央處理器，它完成運(yùn)算、控制、輸入、輸出等功能。程序存儲器受中央處理器的控制，調(diào)用全部指令。在程序存儲器內(nèi)部還存放著有關(guān)油液各種參數(shù)的數(shù)據(jù)庫。
中央處理器(IC4)與微型打印機(jī)間的接口電路2主要由鎖存器(IC17)和延時(shí)電路(IC19)及其相應(yīng)的輸入、輸出數(shù)據(jù)線和控制線組成，IC19由一個(gè)與非門電路F1和三個(gè)非門電路F2、F3、F4串聯(lián)而成。其中輸入數(shù)據(jù)線為8線(見圖中插頭CT-6)D0、D1、D2、D3、D4、D5、D6、D7，分別對應(yīng)連接到鎖存器(IC17)的3、4、7、8、13、14、17、18腳上。輸出數(shù)據(jù)線也是8線D0、D1、D2、D3、D4、D5、D6、D7，左端對應(yīng)連接鎖存器(IC17)的2、5、6、9、12、15、16、19腳。右端對應(yīng)連接到插頭CT-7的3、5、7、9、11、13、15、17頭上送至打印機(jī)，控制線包括WR、P2.6、P3.3(BUSY)、STB、CLK等信號線。
鎖存器用來鎖存中央處理器送來的信號數(shù)據(jù)。鎖存信號數(shù)據(jù)時(shí)需要一個(gè)短暫的建立過程(幾個(gè)納秒)。延時(shí)電路一方面通過WR線告知鎖存器鎖存中央處理器送來的數(shù)據(jù)(即寫信號指令)，另一方面通過STB線告知微型打印機(jī)可以取信號的指令。寫信號指令與取信號指令的時(shí)間關(guān)系由延時(shí)電路協(xié)調(diào)控制。
本實(shí)施例具有三路輸出通道輸出通道之一。它是面板上的液晶顯示器LCD和紅、黃、綠發(fā)光二極管LED，還有整機(jī)供電欠壓指示燈(紅色LED)。液晶顯示器顯示被測油液的序號、油液污染程度、質(zhì)量等級和油液的含水千分率。三個(gè)發(fā)光二極管在質(zhì)量等級顯示的同時(shí)發(fā)出不同顏色。紅色為油液報(bào)廢，黃色為油液堪用，綠色為油液良好。紅色欠壓指示燈在直流供電時(shí)，若電壓低于7伏時(shí)，即發(fā)光提示。
輸出通道之二。它是音響輸出電路。音響分為警告音響和標(biāo)志音響。警告音響主要功能是防止使用者的各種誤操作，而帶來的錯(cuò)誤檢測結(jié)果。例如油液序號是由三位數(shù)組成，若誤操作為二位數(shù)或四位數(shù)，儀器均能發(fā)出警告音響。又如輸入數(shù)據(jù)庫中無數(shù)據(jù)的油號時(shí)，儀器同樣會發(fā)出警告音響。
標(biāo)志音響，實(shí)際上是計(jì)算機(jī)在完成一項(xiàng)任務(wù)后給人的反饋信息。例如按鍵時(shí)會發(fā)出音響，表示計(jì)算機(jī)已接收到人的指令。又如檢測含水量時(shí)，每十秒種檢測一次，完成后，儀器發(fā)出音響表示一次檢測完成。當(dāng)全部檢測完了，又會發(fā)出音響。這些自動發(fā)出的音響起到了給使用者反饋信息的作用。
輸出通道之三。它的終端是微型打印機(jī)。微型打印機(jī)受鍵盤控制，可將油液每次測試結(jié)果打印出來，以供存查。但中央處理器與微型打印機(jī)工作時(shí)序不同，中間必須設(shè)置一個(gè)接口電路，以協(xié)調(diào)它們之間的時(shí)間關(guān)系。
本實(shí)施例的基本工作原理是將被測油液作為介質(zhì)，加入特制的高靈敏度的傳感器，引起其電參量變化。再將這個(gè)原始的電參量進(jìn)行加工處理后送給模/數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，送給中央處理器，由中央處理器和程序存儲器共同完成運(yùn)算、控制、輸入、輸出等事先規(guī)范好的諸多功能，最后由LCD顯示器和LED發(fā)光管顯示其檢測結(jié)果；由音響通道給操作者發(fā)出警示信息或反饋信息；由打印機(jī)打印出檢測結(jié)果。整個(gè)運(yùn)行的協(xié)調(diào)由鍵盤給出指令。
權(quán)利要求
1.一種油液質(zhì)量快速分析儀，振蕩器與負(fù)載(開關(guān)電路)一起產(chǎn)生高頻正弦波電流供給傳感器，其特征在于傳感器輸出的電參量由模/數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，送給中央處理器；經(jīng)過中央處理器和程序存儲器的運(yùn)算，送入輸出通道。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油液質(zhì)量快速分析儀，其特征在于在傳感器和單片機(jī)之間聯(lián)接的接口電路1由運(yùn)算放大器IC3及其偏置電路R8、R9、R10、R11、R12、R14、W4、C19組成，調(diào)整IC3的偏置電路R8、R9、R10、R11、R12、R14、W4，使得IC3的輸出端子6的電壓為2.5伏。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的，其特征在于當(dāng)終端打印機(jī)是微型打印機(jī)時(shí)，在中央處理器與微型打印機(jī)之間設(shè)置一個(gè)協(xié)調(diào)它們工作時(shí)序的接口電路2由鎖存器(IC17)和延時(shí)電路(IC19)組成，延時(shí)電路(IC19)由一個(gè)與非門電路F1和三個(gè)非門電路F2、F3、F4串聯(lián)而成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油液質(zhì)量快速分析儀，其特征在于輸出通道可以是顯示其檢測結(jié)果的LCD顯示器和LED發(fā)光管，給操作者發(fā)出警示信息或反饋信息的音響通道，打印出檢測結(jié)果的打印機(jī)，以及三者的組合。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油液質(zhì)量快速分析儀，其特征在于傳感器電橋的4個(gè)臂由L5、L6、C13+C14、C15+C16構(gòu)成，在L5、L6之間聯(lián)接W1與R7的并聯(lián)電路，且L5＝L6、C13+C14＝C15+C16。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的油液質(zhì)量快速分析儀，其特征在于W1采用了高精密的10層線繞電位器，R7＝47Ω。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的，其特征在于振蕩器由振蕩源(IC1、R1、R2、JT1(晶體)、C8、C9)和互補(bǔ)開關(guān)電路(BG1、BG2、R3、R5、R6、W2、C10、C11)組成，在BG1和BG2射級引入逆饋電路R4、R15，且R4＝R15。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種油液質(zhì)量快速分析儀，是一種潤滑油液質(zhì)量檢測的儀器。本發(fā)明的技術(shù)思想是振蕩器與負(fù)載(開關(guān)電路)一起產(chǎn)生高頻正弦波電流供給傳感器，其特征在于傳感器輸出的電參量由模/數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，送給中央處理器；經(jīng)過中央處理器和程序存儲器的運(yùn)算，由LCD顯示器和LED發(fā)光管顯示其檢測結(jié)果；由音響通道給操作者發(fā)出警示信息或反饋信息；由打印機(jī)打印出檢測結(jié)果。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是由于在電子線路中采用了十分有效的自動調(diào)節(jié)技術(shù)，并將調(diào)0設(shè)置在一定數(shù)值范圍內(nèi)，交計(jì)算機(jī)處理。以消除0點(diǎn)附近因操作所造成的誤差，達(dá)到了提高穩(wěn)定性和測試精度的效果；操作十分簡便，具有很高的智能化和較多的使用功能。
文檔編號G01N33/30GK1566935SQ0313438
公開日2005年1月19日 申請日期2003年7月10日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月10日
發(fā)明者胡一軍 申請人:胡一軍