专利名称：机动车智能油量传感器的利记博彩app
技术领域：
本实用新型涉及传感器技术领域，特别涉及一种机动车智能油量传感器。
背景技术：
目前市场上主要的机动车智能油量传感器主要有电位器方式油量传感器，干 簧管式油量传感器。电位器式油量传感器主要原理是在油箱中安装油位浮子，油箱中油位高低的不 同引起油位浮子在油箱中相对位置的改变，油位浮子通过杠杆连接方式与另一端的电刷 连接，电刷连接导线作为输出端正，油位浮子位置改变就会通过杠杆使得另一端的电刷 在基片上位置改变，基片上有印刷厚膜电阻，厚膜电阻一端作为输出端负，电刷位置改 变使得总体输出端电阻发生改变，从而使得仪表指针位置发生相应改变，此方式的传感 器存在的缺点是1.厚膜电阻与电刷是浸泡在油中，容易出现接触不良老化等问题，使 用寿命有限，2.由于使用的机械方式进行改变电阻值，在长期使用的过程中，容易导致 磨损，发生接触不良的情况，从而导致油位指示不准确，甚至不指示的情况。干簧管式油量传感器主要原理是在油箱中安装数量有限的干簧管，在安装轴 上，套上嵌入有磁钢的浮子，油箱中油位高低的不同引起油位浮子在油箱中相对位置的 改变，浮子带动磁钢同时改变，引起相应位置的干簧管导通使得连接此干簧管的电阻连 接到电路中，这就使得总体输出电阻发生改变，从而使得仪表指针位置发生相应改变； 此方式的传感器存在的缺点是1.浮子容易卡住，造成仪表失灵；2.由于干簧管的安装 数量有限，存在输出阻值跳动，显示精度太低。如中国专利CN2884160公开了一种油量传感器，包括传感器管、浮子、固定 支架，其传感管内设置有线路板总成，线路板总成为若干个干簧管、电阻连接组成的线 路板，浮子设置有用于容纳传感器管穿过的通孔以及与发动机吸油管、发动机回油管相 配合的竖直限位槽，浮子内设置有磁铁，磁铁的磁力线与线路板总成所在的平面平行设 置，发动机吸油管、发动机回油管的下部固定有固定支架、传感器管支撑在固定支架 上，该油量传感器设置多个干簧管、电阻，在油位变化极小的情况下也可以测量并显 示，提高了显示的精确性，然而，该油量传感器存在以下缺陷1.安装麻烦，容易造成 油箱漏气；2使用中易发生吸瘪现象；3.维修、清洗不便。
实用新型内容有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种机动车智能油量传感器，该油量传感 器结构紧凑、具有长寿命、高精度、高可靠性的特点，能准确测量与指示机动车油箱中 汽油或柴油的存油量。本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的本实用新型的机动车智能油量传感器，包括安装在机动车油箱内部的油位测量 装置和测量信号处理电路，所述油位测量装置包括金属电容测试极，所述测量信号处理电路包括电容值转换电路、电容值采集/处理电路、指针控制电路和电源电路，所述金 属电容测试极的一极接地，另一极接入电容值转换电路的信号输入端，所述电容值转换 电路的信号输出端与电容值采集/处理电路的信号输入端相联，所述电容值采集/处理电 路的控制信号输出端与指针控制电路的控制信号输入端相联，所述指针控制电路用于控 制机动车仪表盘上的油量指示针；所述电源电路的电源输出端与电容值转换电路、电容 采集/处理电路的电源输入端相联接，对其供电。进一步，所述金属电容测试极包括同轴设置的铝制内套管和外套管，所述外套 管接地，内套管接入电容值转换电路的信号输入端；进一步，所述电容值转换电路包括定时器芯片、第十电阻、第十一电阻和第四 电容，所述定时器芯片的阀值电压端口与金属电容测试极的内套管相联接，其放电端口 串接第十一电阻后联接接地端口和触发端口，所述定时器芯片的电源端口与放电端口之 间联接有第十电阻，其高低电平触发控制端口通过第四电容接地；所述定时器芯片的输 出端口作为电容值转换电路的信号输出端；进一步，所述电容采集/处理电路包括单片机芯片，所述单片机芯片的脉冲信 号采集端口与定时器芯片的输出端口相联接，所述单片机芯片的控制信号输出端口作为 电容采集/处理电路的控制信号输出端；进一步，所述指针控制电路包括MOS管、第四电阻、第五电阻、第六电阻和第 一电容，所述MOS管的栅极串接第六电阻后与单片机芯片的控制电压输出端口相联接， 栅极和第六电阻的公共接点通过第五电阻接地；所述MOS管的漏极串接第四电阻后与指 针控制线圈相联接，指针控制线圈的另一端通过电阻与第一电容的一端相联接，第一电 容的另一端与MOS管的源极联接后，两者的公共接点接地；进一步，所述电源电路包括DC/DC芯片、升压电感、第二电容、第一电阻、第 二电阻和第三电阻，所述DC/DC芯片采用专用芯片，所述升压电感串联在DC/DC芯片 的1脚和4脚之间，所述第三电阻串联在DC/DC芯片的4脚和6脚之间，所述第一电阻 串联在DC/DC芯片的2脚和3脚之间，所述DC/DC芯片的2脚接地；所述DC/DC芯 片的3脚串接第二电阻后接入5脚，所述DC/DC芯片的5脚作为电源输出端联接至定时 器芯片和单片机芯片的供电端，所述第二电容的一端与DC/DC芯片的5脚相联接，另一 端接地；进一步，所述定时器芯片采用专用定时器芯片，所述单片机芯片采用专用芯 片；进一步，所述机动车智能油量传感器还包括用于将油位测量装置固定在油箱内 部的安装套件，所述金属电容测试极连接在安装套件的下部，所述测量信号处理电路设 置在安装套件的内部，各部分电路及PCB隔离安装。本实用新型的有益效果是1.本实用新型通过设置在油箱内部的金属电容测试极，能够准确测量油箱中的 存油量，其结构紧凑、安装方便，检测精确度高；2.本装置无机械运动结构，杜绝了由于长时间的滑动造成的使用磨损，有效的 延长了使用寿命，且不会有卡滞隐患造成的传感失灵现象；3.本实用新型的适用面广泛，无需更改就能直接用于现在的汽车、机动车油量
5仪表系统；4.由于电路部分与燃油完全隔离，故不会出现电子器件损坏引起的安全隐患， 比传统产品更安全可靠。本实用新型的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐 述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见 的，或者可以从本实用新型的实践中得到教导。本实用新型的目标和其他优点可以通过 下面的说明书和权利要求书来实现和获得。
为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实 用新型作进一步的详细描述，其中图1为本实用新型结构示意图；图2为图1沿A-A向示意图；图3为本实用新型的电路连接图。
具体实施方式
以下将参照附图，对本实用新型的优选实施例进行详细的描述。应当理解，优 选实施例仅为了说明本实用新型，而不是为了限制本实用新型的保护范围。如图1和图2所示，本实用新型的机动车智能油量传感器，包括安装在机动车油 箱内部的油位测量装置和测量信号处理电路，油位测量装置包括金属电容测试极1，测量 信号处理电路包括电容值转换电路2、电容值采集/处理电路3、指针控制电路4和电源 电路5，本实施例中，金属电容测试极1包括同轴设置的铝制内套管11和外套管12，外 套管12接地，内套管11接入电容值转换电路2的信号输入端，该金属电容测试极1相当 于一个特制的电容，当油箱中无油时电容的极间介质是空气，当有油浸入时，其电容的 电介质发生变化，故电容量发生相应变化，浸入油的多少与电容的变化成正比例关系； 金属管材做的电容的外管作为地端，能够增强抗干扰能力，电容值不易受到异常情况的 干扰而发生变化。如图3所示，电容值转换电路2的信号输出端与电容值采集/处理电路3的信号 输入端相联，电容值采集/处理电路3的控制信号输出端与指针控制电路4的控制信号输 入端相联，指针控制电路4用于控制机动车仪表盘上的油量指示针；电源电路5的电源输 出端与电容值转换电路2、电容采集/处理电路3的电源输入端相联接。机动车智能油 量传感器还包括用于将油位测量装置固定在油箱内部的安装套件6，金属电容测试极1连 接在安装套件6的下部，测量信号处理电路设置在安装套件6的内部，各部分电路及PCB 隔离安装(图1中的B位置为测量信号处理电路的安装位置)。电容值转换电路2包括定时器芯片U3、第十电阻R10、第—^一电阻Rll和第四 电容C4，定时器芯片U3的阀值电压端口通过导线与金属电容测试极1的内套管11相联 接，其放电端口串接第十一电阻Rll后联接接地端口和触发端口，定时器芯片U3的电源 端口与放电端口之间联接有第十电阻R10，其高低电平触发控制端口通过第四电容C4接 地；定时器芯片U3的输出端口作为电容值转换电路2的信号输出端。本实施例中，定时器芯片U3采用555定时器芯片，其接地端口为1脚；触发端口为2脚；输出端口为3 脚；重启端口为4脚；高低电平触发控制端口为5脚；阀值电压端口为6脚；放电端口 为7脚；电源端口为8脚，此电容值转换电路主要作用是将电容值转换成高低电平表示的 电容充放电周期并通过芯片的第3脚输出；此电路中RlO与Rll主要用于充放电周期及 占空比的设置，高低电平触发控制端接高电平有效，此处接C4表示触发电压有电源电压 决定，第3脚输出的信号是为方波脉冲信号，此信号的周期时间与金属电容测试极1成正 比关系变化。电容采集/处理电路3包括单片机芯片U2，单片机芯片U2的脉冲信号采集端口 与定时器芯片U3的输出端口相联接，单片机芯片U2的控制电压输出端口作为电容采集/ 处理电路3的控制信号输出端。本实施例中，电容采集/处理电路3采集电容值转换电 路2的方波脉冲信号，然后计算电容值、滤波并计算PWM值，用于驱动指针控制电路； 此电路中核心部件是单片机芯片U2，U3的第3引脚的信号输入U2的第2引脚后，单片 机采集此方波脉冲信号，并定时读出脉冲数量，通过脉冲数量值计算出金属电容测试极1 的电容当前容值，从而判断金属电容测试极1的极间浸入油的多少，最终确定油面的高 度也即是油箱中的油量的多少；单片机确定了油量的多少后，再通过计算，算出当前的 PWM值，PWM值通过U2的第5引脚输出给指针控制电路4。指针控制电路4包括MOS管Ql、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6和 第一电容Cl，MOS管Ql的栅极串接第六电阻R6后与单片机芯片U2的控制电压输出端 口相联接，栅极和第六电阻R6的公共接点通过第五电阻R5接地；MOS管Ql的漏极串 接第四电阻R4后与指针控制线圈的一端相联接，指针控制线圈的另一端通过电阻R与第 一电容Cl的一端相联接，第一电容Cl的另一端与MOS管Ql的源极联接后，两者的公 共接点接地。指针控制电路4的作用是通过控制电路等效阻抗来控制指针，由于MOS管 的漏极接的是第四电阻R4的低端，MOS管的源极S接地，故PWM给栅极G，就可以控 制第四电阻R4的低端与地之间的接通与关断，加上Cl起到输入滤波和蓄能作用，从而 控制指针电路的阻值以驱动指针。电源电路5包括DC/DC芯片Ul、升压电感Li、第二电容C2、第一电阻Rl、第 二电阻R2和第三电阻R3，DC/DC芯片Ul采用GP3400芯片，升压电感Ll串联在DC/ DC芯片Ul的1脚和4脚之间，第三电阻R3串联在DC/DC芯片Ul的4脚和6脚之间， 第一电阻Rl串联在DC/DC芯片Ul的2脚和3脚之间，DC/DC芯片Ul的2脚接地； DC/DC芯片Ul的3脚串接第二电阻R2后接入5脚，DC/DC芯片Ul的5脚作为电源输 出端联接至定时器芯片Ul和单片机芯片的供电端，第二电容C2的一端与DC/DC芯片的 5脚相联接，另一端接地。本实施例中的电源电路5是一个宽电压(0.65 VDD)、低电 压(0.85V启动)的DC/DC高效电源电路；图中Rl、R2是DC/DC输出电压设置电阻， Ll是振荡升压功率电感，R3是输出门控设置，R3接高电平时输出有效，C2是输出滤波 电容。本实用新型的工作过程如下由Ul组成的宽电压的电源电路5将输入电源转换 成一个稳定可靠的电源，提供给电容值转换电路2与电容采集/处理电路3;金属电容测 试极1将测试到的电容值传输到由U3组成的电容值转换电路2，电容值转换电路2将当 前电容值转换成方波脉冲方式输出给由U2组成的电容采集/处理电路3，电容采集/处理电路3通过计算处理后输出PWM信号给指针控制电路4，指针控制电路4通过PWM 的控制来控制驱动仪表指针，达到精确显示油量的目的。 最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管 参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以 对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围， 其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
权利要求1.机动车智能油量传感器，包括安装在机动车油箱内部的油位测量装置和测量信号 处理电路，其特征在于所述油位测量装置包括金属电容测试极(1)，所述测量信号处 理电路包括电容值转换电路(2)、电容值采集/处理电路(3)、指针控制电路(4)和电源 电路(5)，所述金属电容测试极(1)的一极接地，另一极接入电容值转换电路(2)的信号 输入端，所述电容值转换电路(2)的信号输出端与电容值采集/处理电路(3)的信号输入 端相联，所述电容值采集/处理电路(3)的控制信号输出端与指针控制电路(4)的控制信 号输入端相联，所述指针控制电路(4)用于控制机动车仪表盘上的油量指示针；所述电 源电路(5)的电源输出端与电容值转换电路(2)、电容采集/处理电路(3)的电源输入端 相联接。
2.根据权利要求1所述的机动车智能油量传感器，其特征在于所述金属电容测试 极(1)包括同轴设置的铝制内套管(11)和外套管(12)，所述外套管(12)接地，内套管 (11)接入电容值转换电路(2)的信号输入端。
3.根据权利要求2所述的机动车智能油量传感器，其特征在于所述电容值转换电 路(2)包括定时器芯片(U3)、第十电阻(RlO)、第十一电阻(Rll)和第四电容(C4)，所 述定时器芯片(U3)的阀值电压端口与金属电容测试极(1)的内套管(11)相联接，其放电 端口串接第十一电阻(Rll)后联接接地端口和触发端口，所述定时器芯片(U3)的电源端 口与放电端口之间联接有第十电阻(RlO)，其高低电平触发控制端口通过第四电容(C4) 接地；所述定时器芯片(U3)的输出端口作为电容值转换电路(2)的信号输出端。
4.根据权利要求3所述的机动车智能油量传感器，其特征在于所述电容采集/处理 电路(3)包括单片机芯片(U2)，所述单片机芯片(U2)的脉冲信号采集端口与定时器芯片 (U3)的输出端口相联接，所述单片机芯片(U2)的控制信号输出端口作为电容采集/处理 电路⑶的控制信号输出端。
5.根据权利要求4所述的机动车智能油量传感器，其特征在于所述指针控制电路 ⑷包括MOS管(Ql)、第四电阻(R4)、第五电阻(R5)、第六电阻(R6)和第一电容 (Cl)，所述MOS管(Ql)的栅极串接第六电阻(R6)后与单片机芯片(U2)的控制电压输 出端口相联接，栅极和第六电阻(R6)的公共接点通过第五电阻(R5)接地；所述MOS管 (Ql)的漏极串接第四电阻(R4)后与指针控制线圈相联接，指针控制线圈的另一端通过 电阻(R)与第一电容(Cl)的一端相联接，第一电容(Cl)的另一端与MOS管(Ql)的源 极联接后，两者的公共接点接地。
6.根据权利要求5所述的机动车智能油量传感器，其特征在于所述电源电路包括 DC/DC芯片(Ul)、升压电感(Li)、第二电容(C2)、第一电阻(Rl)、第二电阻(R2)和 第三电阻(R3)，所述DC/DC芯片(Ul)采用GP3400芯片，所述升压电感(Li)串联在 DC/DC芯片(Ul)的1脚和6脚之间，所述第三电阻(R3)串联在DC/DC芯片(Ul)的 4脚和6脚之间，所述第一电阻(Rl)串联在DC/DC芯片(Ul)的2脚和3脚之间，所述 DC/DC芯片(Ul)的2脚接地；所述DC/DC芯片(Ul)的3脚串接第二电阻(R2)后接 入5脚，所述DC/DC芯片(Ul)的5脚作为电源输出端联接至定时器芯片(Ul)和单片机 芯片的供电端，所述第二电容(C2)的一端与DC/DC芯片的5脚相联接，另一端接地。
7.根据权利要求6所述的机动车智能油量传感器，其特征在于所述机动车智能油 量传感器还包括用于将油位测量装置固定在油箱内部的安装套件(6)，所述金属电容测试极(1)连接在安装套件(6)的下部，所述测量信号处理电路设置在安装套件(6)的内部， 电路及PCB与金属电容测试极隔离安装。
专利摘要本实用新型公开了一种机动车智能油量传感器，包括安装在机动车油箱内部的油位测量装置和测量信号处理电路，油位测量装置包括金属电容测试极，测量信号处理电路包括电容值转换电路、电容值采集/处理电路、指针控制电路和电源电路，金属电容测试极的一极接地，另一极接入电容值转换电路的信号输入端，电容值转换电路的信号输出端与电容值采集/处理电路的信号输入端相联，电容值采集/处理电路的控制信号输出端与指针控制电路的控制信号输入端相联，指针控制电路用于控制机动车仪表盘上的油量指示针；该油量传感器结构紧凑、具有长寿命、高精度、高可靠性的特点，能准确测量与指示机动车油箱中汽油或柴油的存油量。
文档编号G01F23/26GK201803764SQ20102022641
公开日2011年4月20日 申请日期2010年6月13日 优先权日2010年6月13日
发明者刘亚蒙, 胡刚, 许建飞 申请人:重庆市开谨科技有限公司