专利名称：发动机扭矩检测接口装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种发动机台架试验的扭矩检测接口装置。
背景技术：
在发动机台架试验中，发动机输出扭矩是评价发动机动力性的一项重要 指标。扭矩测量精度，除影响发动机扭矩本身的评价指标外，还影响发动机 输出功率、燃油消耗率、污染物排放值等一系列重要参数的评价指标。扭矩
检测传感器，A/D转换器，以及测量接口电路的失调电位消零、扭矩放大倍 数、参考电压标定，都对扭矩的测量精度产生至关重要的影响。
扭矩传感器与A/D转换器的接口电路，常规的设计方法需要电平匹配， 通过仪用放大器将传感器输出的低量程信号放大到A/D转换器的接口电平信 号。常规的标定校调方式，需要校调模拟接口电路失调消零、放大倍数、参 考电压电位参数，测量标定校调精度低，校调参数重复性差。
如图l所示是传统的发动机扭矩检测接口装置，在发动机扭矩检测接口 装置1中，ICL7136四位半双积分型A/D转换器2与扭矩传感器3之间的接 口电路，常规设计采用运算放大器0P37组成仪用放大器4。通过仪用放大器 4，将扭矩传感器0 10mV的输出信号放大到ICL7136的接口电平信号0 2V， A/D转换器2输出的表征发动机扭矩的A/D值送上位机8计算显示。
扭矩标定需要校调仪用放大器4中的失调消零电位器5、放大倍数电位器 6、参考电压电位器7，扭矩检测接口装置l模拟参数标定校调繁琐。
图1扭矩检测接口装置U1、 U2、 U3组成仪用放大器，完成对扭矩检测模 拟输入信号的差模放大，VR1、 VR2扭矩输入失调消零电位器，VR3扭矩放大 倍数设定电位器，VR4 ICL7136 A/D转换器参考电压设定电位器，U4由运放 0P37组成射级跟随器，U5线性电压稳压器MC1403。扭矩传感器检测信号经Rl、 Cl、 R2、 C2低通滤波，Ul、 U2、 U3仪用放大器放大，U4射级跟随器进 行阻抗匹配后，单端输入U6 A/D转换器IN+端口。 ICL7136四位半双积分型 A/D转换器对模拟输入信号进行双向积分运算，完成A/D转换，其B1、 B2、 B3、 B4数据输出端口向上位机输出十进制的发动机扭矩测量值。积分电阻 R12，积分电容C5，消零电容C6，参考电压存储电容C7， 二极管D1、电阻 R10串联组成误差消除电路，滤波电容C4，偏置电阻ROl、 R02、 R3，阻容元 件R9、 C3、 Rll、 C18组成两级低通滤波电路，R4、 R5、 R6、 R7、 R8组成仪 用放大器的输入及反馈电阻，用于扭矩输入信号放大倍数的计算。 发明内容
为了简化电路结构，实现数字校调式扭矩标定，本实用新型提出一种发 动机扭矩检测接口装置。
为此，本实用新型的技术方案为发动机扭矩检测接口装置，包括扭矩
传感器、A/D转换器，其特征在于所述A/D转换器是具有信号调理功能的
A/D变换器；扭矩传感器通过屏蔽电缆层降噪电路、模拟低通滤波电路、共
模滤波电路后直接与A/D转换器接口 ， A/D转换器的输出通过上位机计算显
示；A/D转换器还配有晶振辅助电路。
有益效果
该接口装置的扭矩传感器与A/D转换器之间的接口电路，无仪用放大器，
取消了扭矩标定电位参数的模拟校调，通过上位机控制程序执行数字校调式
扭矩标定，简化了电路接口设计，减低了成本。


图1是传统的发动机扭矩检测接口装置。
图2是本实用新型的发动机扭矩检测接口装置。
具体实施方式
结合图2所示，进一步描述本实用新型如下A/D转换器是具有信号调理功能的A/D变换器AD7710,它具有0 20mV 的低输入接口电平特点以及具有失调电压消零、放大倍数标定的数字式校调 功能，在发动机台架试验扭矩检测接口装置1中，扭矩传感器3与AD7710 A/D 转换器2之间的接口电路，无仪用放大器，通过上位机4控制程序执行数字 校调式扭矩标定，计算去除失调消零校调系数及扭矩放大倍数标定的最大值、 最小值，取其平均值后分别写入A/D转换器的失调消零、放大倍数寄存器。 AD7710模数转换器2的输出，减去失调消零校调系数的差，再乘以放大倍数 标定系数作为最终的A/D转换结果，发动机台架试验扭矩检测值通过上位机 4计算显示。图2的发动机扭矩检测接口装置中，模拟滤波电路由两个电阻 Rl、 R2，两个电容C1、 C2构成，共模降噪电路由电容C3接在A/D转换器差 峰输入端之间构成，屏蔽降噪电路由电容C4接地构成，虚线表示信号电缆铜 织编网屏蔽层。扭矩传感器检测信号，无需通过仪用放大器接口电路，直接 输入到AD7710差动输入端AIN1 ( + )、 AIN1 (-)。 AD7710串行接口，可以方 便地与各种微控制器MCU和数字信号处理器DSP连接。串行时钟输入SLCK， 控制A/D串行数据传送的移位脉冲。AD7710的A/D转换结果，校准系数，工 作方式，数据输出速率通过双向串行数据口 SDATA完成读写操作。状态标志
^^低电平，标示AD7710执行一次A/D转换或校调完毕，数据寄存器的数
字准备就绪可以读取。当^^高电平，AD7710数据寄存器正在更新数据，
禁止数据传送，AD7710数据转换可工作在査询或中断方式。地址输入AO高 电平，读写AD7710数字或校调寄存器。AO低电平，读写AD7710控制寄存器。
接收标志^低电平，读取AD7710的A/D转换结果。发送标志^低电平， 上位机向AD7710A/D转换器写入控制命令字，执行扭矩检测失调消零校调及 扭矩放大倍数标定。lOMHz晶振与谐振电容C5、 C6，并接在AD7710 MCLK IN 和MCLK OUT引脚之间，提供A/D转换器的时序时钟信号。AD7710 A/D转换器的模拟地(v符号)和数字地(兰符号)在发动机扭矩检测接口装置供电 直流电源接地端处一点短接，降低接地阻抗减少接地噪声。
所述A/D转换器不局限于AD7710，也可以是其它具有信号调理功能的 A/D变换器。
权利要求1、发动机扭矩检测接口装置，包括扭矩传感器、A/D转换器，其特征在于所述A/D转换器是具有信号调理功能的A/D变换器；扭矩传感器通过屏蔽层降噪电路、模拟滤波电路、共模降噪电路后与A/D转换器连接，A/D转换器的输出通过上位机计算显示；A/D转换器还配有晶振辅助电路。
2、 根据权利要求l所述的发动机扭矩检测接口装置，其特征在于所述 模拟滤波电路由两个电阻Rl、 R2，两个电容C1、 C2构成，共模降噪电路由 电容C3接在A/D转换器差峰输入端之间构成，屏蔽降噪电路由电容C4接地 构成。
3、 根据权利要求l所述的发动机扭矩检测接口装置，其特征在于所述A/D转换器的型号是AD7710。
专利摘要本实用新型提出了发动机扭矩检测接口装置，包括扭矩传感器、A/D转换器，所述A/D转换器是具有信号调理功能的A/D变换器；扭矩传感器通过屏蔽电缆层降噪电路、模拟滤波电路、共模降噪电路后与A/D转换器连接，A/D转换器的输出通过上位机计算显示；A/D转换器还配有晶振辅助电路。该接口装置的扭矩传感器与A/D转换器之间的接口电路，无仪用放大器。通过上位机控制程序执行数字校调式扭矩标定，取代手动调整模拟接口电路的失调消零、放大倍数、参考电压电位器的参数校调，简化了电路接口设计，减低了成本。
文档编号G01M15/00GK201229234SQ200820190069
公开日2009年4月29日 申请日期2008年7月28日 优先权日2008年7月28日
发明者周跃钢, 李建华, 力 王, 王建华 申请人:周跃钢;李建华;王建华