全电子式汽车仪表总成设计

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1、山西广播电视大学传感器原理与应用课程设计设计题目：全电子式汽车仪表总成设计专业：机械制造及自动化学生姓名:靳利铭学号:10140001252966起迄日期:2012年10月22日~2012年11月5日指导教师:　　 全电子式汽车仪表总成设计 一、目的同学们学过传感器原理及应用课程后，已初步了解了常用传感器的工作原理、特点等理论知识，但还缺乏实际设计应用的能力。今安排的课程设计——汽车仪表总成，是一种把汽车上所有测量仪表总装在一起，集中向驾驶员提供各种驾驶信息的仪表板。选择这个课题，不仅因为这里检测的参数，正是许多其它工业测控中最常用到的温度、压力、液位、速

2、度、大电流等参数，具有代表性、综合性，可以培养我们的实际工作能力；而且因为全电子式仪表具有一定的先进性，它代表了当前汽车仪表的发展方向，可以培养我们的研发能力。传统汽车仪表属机电热力式仪表，其体积大、功耗大而寿命不长，故正朝电子化，微机化方向迅猛发展。   希望同学们能在设计过程中学会从工程角度思考问题，熟悉本专业领域的传感器产品，学会对产品传感器的正确接口、信号调理、线性化、校准及常用的电子显示/报警方法。二、设计资料1．按任务书要求查阅传感器资料。2．重点学习一种汽车专用IC（也可广泛用于家电等）LM3914的内部结构原理，考虑如何用普通运放LM324

3、仿制和用EWB仿真。3．LM3914的典型用法：A．固定增益（1.2V满量程）的最简单用法——只需外加一只电阻。B．改变增益（最大可提高到200mV满量程）的方法——内1.2V分压后作基准电压。C．闪烁报警方法——看发放的资料。三、设计内容和步骤本课程要求同学从图一汽车仪表总成图中的二组仪表中各任选一半（即三只表），将其改进设计为全电子式的仪表。其中车速-里程表任务属于数字仪表设计训练，只要求考虑一种老师建议的系统方案，要求通过查找IC手册，把完整详细的电路图画出来，讲清工作原理，进行必要的计算即可。不仿真、不制作，只作理论设计。组合仪表任务属于模拟

4、仪表设计训练，这是传感接口技术中最重要的基本功，故要求任选二只表进行详细的EWB仿真设计和实际制作（每组同学可共同制作一只或二只表），记下调试数据！进行结果误差分析。每只表都要讨论二种以上的设计方案，但只选择一种性价比最高的方案进行设计、仿真和制作。报告一律用五号字体WORD打印，一般6页左右即可。要特别注意传感器的选择。作为产品设计方案应优选当前市售商品，但本实验设计允许选用简易元件（如PN结二极管，普通热敏电阻等，具体见下提示），以便实验室仿真和制作。你若对产品设计饶有兴趣，可在“方案讨论”中讨论一下即可。最后的“发挥题”仅供思考，可与教师讨论，但不写

5、入报告。组合仪表信号灯里程表车速-里程表*车速表*油量表油压表*水温表电流表图一全电子式汽车仪表总成基本组成全电子式汽车仪表总成四、设计进度安排（明确时间、地点）查阅并自学常用汽车传感器资料——1天。至少要查到转速、油量、油压、温度传感器各二种类型以上，并记录其原理、特点及典型应用方法。查阅/自学IC资料和大电流检测方法并初拟各表的实现方案——1天。至少要查到LM2917频率-电压转换器，LM3914点/条状LED显示驱动器、LM324单电源四运放、CD4040十二位二进制串行计数器、ICM7225四位半LED数码管的脉冲计数/译码/驱动器、7805三端稳

6、压器、7660负电压产生器，大电流检测的四端点电阻采样法、霍尔效应法。三只表的详细电路图设计——3天。计算机仿真——2天制作调试——3天撰写设计报告——4天。平时一定要注意搜集/记录资料，设计计算、实测数据不可缺少。五、设计成果(一)设计方案一、 车速表只要求考虑如下一种系统方案，要求通过查找IC手册，把完整详细的电路图画出来，讲清工作原理，进行必要计算即可。不仿真、不制作。RC滤波SZMB—5型转速传感器调量程20只LED条状显示二级LM3914驱动1LM2917F/V转换图二车速表原理图传感器概要：选用SZMB—5型磁电式转速传感器，配合高为900mm

7、的轮胎时，其特性为每转输出60个正弦波（幅度>300mv,但不稳定），故车速0~100km/h时,对应输出0~589.2Hz近似正弦波。计算提示：先求出最大车速100km/h时，传感器输出信号的频率fi；LM2917的输出公式：Vout=Vcc.R1.C1.fi二、里程表也不仿真和制作。车速表和里程表应共用一个SZMB—5型磁电式转速传感器，以降低成本.转速传感器SZMB-5放大、整形RC滤波CD4040n分频器C9013驱动6位机械计数器7225计数译码驱动4位LED数码管LM358注：为防止掉电而丢失里程数据，需选用有记忆功能的机械计数器，如青岛海泰电

8、气股份公司的876-I（II、III）型六位电磁计数器，它不带回零