汽車超載的控制

1緒論1.1選題的背景車輛超載是指運(yùn)輸車輛所載的貨物質(zhì)量超過(guò)了額定裝載質(zhì)量的情況,車輛超載有著以下主要危害：1.車輛超載會(huì)增加車輛對(duì)路面的損害，按照國(guó)際上通用的計(jì)算方法，汽車軸載質(zhì)量對(duì)公路路面的破壞關(guān)系服從“十六次方法則”，即汽車軸載質(zhì)量每增加一倍，公路受損將增加16倍。全國(guó)公路每年因車輛超載造成的損失超過(guò)300億元。2.容易引發(fā)道路交通事故，汽車超載之后，車輛處于超負(fù)荷狀態(tài)行駛，會(huì)導(dǎo)致車輛的制動(dòng)和操作性等安全性能迅速下降，表現(xiàn)為輪胎變形爆胎、剎車失靈、轉(zhuǎn)向器輕飄抖動(dòng)、鋼板彈簧折斷、半軸斷裂等等。而在近幾年，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科技的進(jìn)步，我國(guó)現(xiàn)代交通運(yùn)輸業(yè)取得了快速發(fā)展。與此同時(shí)，道路交通事故卻頻頻發(fā)生。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在2001年至2010年這10年里，我國(guó)已經(jīng)有近90萬(wàn)人死于各類道路交通事故。在統(tǒng)計(jì)的25起特大交通事故中，超載導(dǎo)致的事故為14起，占比56%，是所有事故原因中最多的，并且全國(guó)公路每年因車輛超載造成的損失超過(guò)300億元，因此對(duì)汽車超載的研究已是刻不容緩。1.2國(guó)內(nèi)外汽車超載研究現(xiàn)狀1.2.1國(guó)外汽車超載研究20世紀(jì)，在國(guó)外幾乎所有的國(guó)家都存在汽車超載運(yùn)輸?shù)默F(xiàn)象，據(jù)調(diào)查美國(guó)和德國(guó)的貨運(yùn)汽車中汽車超載的數(shù)量都在50%左右，而情況稍好的日本也達(dá)到20%。為此，20世紀(jì)50年代，國(guó)外許多國(guó)家如美國(guó)、韓國(guó)、日本等國(guó)都在開始研究汽車動(dòng)態(tài)稱重系統(tǒng)，想通過(guò)利用汽車動(dòng)態(tài)稱重技術(shù)來(lái)避免汽車超載對(duì)公路造成早期破壞等，并取得相應(yīng)的成果。美國(guó)約有1000多個(gè)動(dòng)態(tài)稱重站，采用照相機(jī)和路邊控制器技術(shù)，并與高速公路巡警車中的筆記本計(jì)算機(jī)相連接，對(duì)貨車進(jìn)行檢查，可以及時(shí)觀察數(shù)據(jù)和鑒別超載車輛的身份。日本廣泛使用固定或移動(dòng)稱重設(shè)備對(duì)超限車輛進(jìn)行檢測(cè)。在高速公路收費(fèi)站設(shè)有電子秤測(cè)量軸載。大型貨車還要安裝貨物自動(dòng)測(cè)重儀。韓國(guó)從1973年7月開始對(duì)重車實(shí)行重點(diǎn)檢查。1994年10月，超限超載車輛過(guò)多導(dǎo)致圣水大橋坍塌后，韓國(guó)政府進(jìn)一步加大了治理力度，在全國(guó)設(shè)立400余個(gè)超限超載檢測(cè)站（點(diǎn)）。圖1.1為一種韓國(guó)的超載監(jiān)控系統(tǒng)。車輛通過(guò)電子稱重設(shè)備來(lái)檢測(cè)重量，通過(guò)車輛識(shí)別系統(tǒng)來(lái)識(shí)別車輛型號(hào)，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)中的PC機(jī)來(lái)判斷車輛是否超載，如一旦超載系統(tǒng)將自動(dòng)對(duì)超載的車輛進(jìn)行照相，以作為懲罰的依據(jù)。圖1.1韓國(guó)超載監(jiān)控系統(tǒng)許多先進(jìn)國(guó)家都先后采用了超限運(yùn)輸車輛檢測(cè)與限制（控制）技術(shù)，完善管理對(duì)策，來(lái)解決超限超載問(wèn)題，并取得了較好的效果。為從根本上遏制超載現(xiàn)象的發(fā)生，同時(shí)采取了相應(yīng)措施，主要體現(xiàn)在從源頭上杜絕超載現(xiàn)象產(chǎn)生的可能。國(guó)外卡車多采用空氣彈簧，車輛超載不能行駛。在裝卸、搬運(yùn)的過(guò)程中其附屬設(shè)施已嚴(yán)格地限制了超載超限情況的發(fā)生，比如集裝箱運(yùn)輸車，由貨場(chǎng)的吊車的起重量限制了車輛的載貨量；加大監(jiān)控力度，在路口設(shè)置超載檢測(cè)設(shè)備，檢測(cè)車輛是否超載；制定相應(yīng)法規(guī)，嚴(yán)厲制裁超載相關(guān)人員。1.2.2國(guó)內(nèi)汽車超載研究國(guó)內(nèi)在超載檢測(cè)技術(shù)方面起步晚，還處于探索階段。20世紀(jì)80年代出現(xiàn)了帶基坑和無(wú)基坑的電子汽車衡，其中帶基坑的電子汽車衡對(duì)道路破壞較大，介紹了主要基于懸臂梁式稱重傳感器的電子汽車衡。對(duì)于治理超載，國(guó)內(nèi)一般還是在道路入口安裝稱重系統(tǒng)進(jìn)行靜態(tài)或動(dòng)態(tài)稱重，作為主要手段。如圖1.2所示為杭州四方電子衡器廠研制的一種DCS固定式超限檢測(cè)/計(jì)重收費(fèi)系統(tǒng)。刃圖易1.2D闖CS系統(tǒng)實(shí)章景圖鄉(xiāng)桂同時(shí)，我國(guó)毫也開始引進(jìn)較國(guó)外汽車載土荷監(jiān)控方面避的技術(shù)，如券云南航天新族技術(shù)工程有籮限公司年與絨1999毛年引進(jìn)了資德國(guó)PA竿T載荷監(jiān)鋸控產(chǎn)品，同枝年獲得了國(guó)臥家級(jí)《計(jì)量印器具型式批撈準(zhǔn)證書》。俯總體而言，靜國(guó)內(nèi)對(duì)超載施控制大多是袖通過(guò)一些相剃關(guān)的政策實(shí)搬現(xiàn)，對(duì)超載曾檢測(cè)技術(shù)研鬼究起步晚、電時(shí)間也比較挑短，盡管也格對(duì)動(dòng)態(tài)稱重悔系統(tǒng)進(jìn)行了崇研究，但是旬研究過(guò)程中播，對(duì)諸多影軋響汽車動(dòng)態(tài)桶稱重的因素班分析不深入斥，而只是進(jìn)肝行了簡(jiǎn)單的姨處理，導(dǎo)致旨檢測(cè)精度不欠高。所以目稅前國(guó)內(nèi)在研斥究的同時(shí)，遺也積極引進(jìn)早國(guó)外關(guān)于超甩載檢測(cè)的技蓋術(shù)，如南京得長(zhǎng)江二橋上萄安裝的汽車齒稱重系統(tǒng)，卻該系統(tǒng)就屬引于典型國(guó)外濤高精度產(chǎn)品題，但這類產(chǎn)億品開發(fā)代價(jià)第太高，在我吊國(guó)實(shí)現(xiàn)推廣然不切實(shí)際，賴同時(shí)還存在勇超限標(biāo)準(zhǔn)與喬我國(guó)實(shí)際情草況不一致等誦問(wèn)題。界1.3本巾論文主要內(nèi)竭容參伸本揮論文促涉及一基于快單片機(jī)設(shè)計(jì)慚的機(jī)車超載貨檢測(cè)系統(tǒng)，兵選擇載重汽時(shí)車EQ10四90E為研都究對(duì)象，首煉先利用An抗sys軟件尖對(duì)其車架進(jìn)濱行受力分析逗，找出其最粉大受力處。增選擇電阻應(yīng)老變式傳感器兩，將應(yīng)變片侮安裝在車架鳥的最大受力僅處。然后設(shè)緞?dòng)?jì)合理的報(bào)癢警系統(tǒng)，該肉超載報(bào)警系而統(tǒng)采用80妨C51單片獲機(jī)作為系統(tǒng)筋處理的核心桿，由單穩(wěn)態(tài)窯觸發(fā)器、電各子開關(guān)、聲蹈音報(bào)警器、娃閃光燈報(bào)警貞器以及自動(dòng)懷上鎖裝置控姐制系統(tǒng)電路鄰組成。要求快當(dāng)汽車超載近時(shí)，報(bào)警系辰統(tǒng)啟動(dòng)，并唐對(duì)汽車的點(diǎn)男火系統(tǒng)進(jìn)行趁通斷控制，撈使汽車不能頃正常啟動(dòng)。糖1.4擬詳解決的關(guān)鍵衛(wèi)問(wèn)題虛本系尚統(tǒng)需要解決馳的關(guān)鍵問(wèn)題虎如下：蓋（室1纖）酸對(duì)車架進(jìn)行游有限元分析盡，找到其最礦大受力處。齊（2）料根據(jù)量程和搭使用環(huán)境選沸擇合適的傳堅(jiān)感器虛，椅并將傳感器者安放在車架會(huì)最大受力處歷。求（3）槐當(dāng)車輛在行肺駛中，裹不超載的汽抵車由于路面捉顛簸而發(fā)出光錯(cuò)誤警報(bào)。婦求（挎4柴）劣設(shè)計(jì)合理的傅報(bào)警系統(tǒng)，響并能使汽車剝?cè)诔d情況棍下不能正常鬧啟動(dòng)。械2汽車車五架的受力分蜓析什汽車車架俗鴉稱賣“領(lǐng)大梁云”找。它是整個(gè)每汽車的裝配睛基礎(chǔ)，其上詳裝有發(fā)動(dòng)機(jī)庭、變速器、晌傳動(dòng)軸、前直后橋、車身囑等部件。車煮架的功用是巨支撐、連接槳汽車的各部戒件，使各部喂件保持相對(duì)期正確的位置吼，并承受汽習(xí)車內(nèi)外載荷叉。深圖1為載重第汽車EQ1額090E型真汽車車架:頃由兩根縱瘋梁和八根橫雀梁鉚接而成稠,又稱階浸梯形車架。株鋪鑒圖作2.1差EQ10霉90E型汽粗車車架示意敵圖忙縱梁花通常用琴16Mn的鞋鋼板沖壓而狀成,端面釋形狀一般是貿(mào)槽沿型。辨橫梁不僅是應(yīng)用來(lái)保證車偵架的扭轉(zhuǎn)剛縣度和承受縱怠向載荷,而而且還可以你支撐汽車上焰主要部件厚。該汽車載死重斥5t，車架營(yíng)前后等寬，裙寬度為86參5mm?？v纖梁長(zhǎng)670鍋0mm，最股大剖面尺寸礦為：235仆×蘇75澇×款8mm（高流×瘡寬新×鋪厚）。項(xiàng)2.1車架朱模型建立敵由于Pro位/E強(qiáng)大的渾建模建模能杰力及導(dǎo)入到排ANSYS雜中非常容易廳，所以選擇投在Pro/漲E的環(huán)境下概實(shí)體建模電。束敵Pro/E銹能夠完成特島征建模、參凡數(shù)化設(shè)計(jì)、告零件實(shí)體造勒型及裝配造呈型、完整工膨程圖產(chǎn)生等仍工作。通過(guò)垮標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)交打換格式，P拋ro/E可償以輸出三維助或二維圖形惑用于其它應(yīng)僑用軟件。使嚇用Pro/浙E配置的開郵發(fā)模塊或利薦用C語(yǔ)言，穿用戶也可以長(zhǎng)擴(kuò)展與增強(qiáng)踐Pro/E肢的功能。P蒙ro/E的兇基本功能是博：惰（障1跪）僵特征建模源在Pro/債E中，特征震是組成模型紗的基本單位膨，如：凸臺(tái)鑒、槽、倒角缸、腔、殼等漂特征。模型裂創(chuàng)建過(guò)程就嫁是按照一定著順序以掏“鴿搭積木豈”腿的方式添加篇各類特征的殘過(guò)程，通過(guò)離構(gòu)建不同的物特征建立幾子何模型。騙賞（目2和）汪參數(shù)化設(shè)計(jì)科災(zāi)參數(shù)化設(shè)計(jì)坦是指設(shè)計(jì)者沈只需抓住圖名形的某一個(gè)兵典型特點(diǎn)繪帳出圖形的大唉致形狀，通衫過(guò)向圖形添固加適當(dāng)?shù)募s驅(qū)束條件規(guī)范淘其形狀，最侍后修改圖形鋼的尺寸數(shù)值勁，經(jīng)過(guò)系統(tǒng)駕再生即可獲驟得需要的圖遼形。熔（惑3龍）牽支持大型、椒復(fù)雜組合件待的設(shè)計(jì)侄Pro/E蕩支持大型、臣復(fù)雜組合件胸的構(gòu)造和管斤理，可以利濟(jì)用一些直觀吧的命令，如質(zhì)“初嚙合件”朝、奴“陪插入繞”魔、館“碼對(duì)齊巾”伸等，將基本勺零件裝配起鼻來(lái)，形成組槳合件。鷹（多4犧）趙整個(gè)設(shè)計(jì)環(huán)梅節(jié)的數(shù)據(jù)完計(jì)全相關(guān)翁在整個(gè)設(shè)計(jì)熟過(guò)程，Pr率o/E各個(gè)遼模塊共享模界型的數(shù)據(jù)庫(kù)舍文件，在產(chǎn)噴品開發(fā)過(guò)程斗中某一處數(shù)招據(jù)修改了，欺整個(gè)設(shè)計(jì)中坡的所有相關(guān)診數(shù)據(jù)也隨之碰自動(dòng)修改。榜載重汽車E專Q1090樸E型汽車車夜架嚇簡(jiǎn)化三位實(shí)莫體模型如圖爪2.2所示詢：浪圖2.2墊車架的三維錄實(shí)體男簡(jiǎn)易崗模型責(zé)2.2車睛架的伶ANSYS哪有限元分析合郊有限元法概儲(chǔ)述俊有讀限元是一種妨把連續(xù)的結(jié)屈構(gòu)分成很多斯個(gè)單元，即嚼利用單元分皇析的結(jié)果來(lái)它得出結(jié)構(gòu)的蕩整體性能的構(gòu)方法。與傳妻統(tǒng)分析方法位相比較，有厭限元法具有率以下特點(diǎn):辟(欠l)不用管秘分析物體的業(yè)CAD形狀剛，可以利用咱有限元多單兇元進(jìn)行描述晝，因此該方貴法能適合多取種多樣的工瓦程結(jié)構(gòu)。植(溝2)利用有腰限元法時(shí)，喊在單元描述事材料特性時(shí)證，可以任意華的按照物體狹的實(shí)際情況洽而定。所以捎不用考慮各屑結(jié)構(gòu)之間的若影響。也(榜3)在有限援元分析時(shí)，塔工程人員可京以根據(jù)物體豪的實(shí)際載荷帶與約束情況網(wǎng)下，對(duì)該物棋體進(jìn)行多種對(duì)工況下的分猾析，這樣大蟻大提高了工磁程項(xiàng)目的效差率，還可以天從中發(fā)現(xiàn)載熊荷與約束之銳間的相互關(guān)杏系。呆(誦4)有限元淡的各種單元秩用來(lái)模擬計(jì)零算時(shí)，這些摩單元各自的過(guò)運(yùn)算公式是積一樣的，這鋼樣在計(jì)算時(shí)糊，使模擬計(jì)染算更加快速植，也方便在山計(jì)算機(jī)上統(tǒng)赴一編程，易批于將程序編庭成模塊式結(jié)賓構(gòu)。疫(5)有限既元分析方法暫最終的目的卻是，讓工程奪項(xiàng)目快速的伏解決，因些脆有限元分析柿不能在計(jì)算頭機(jī)中模擬計(jì)淋算的太慢。元?dú)q有限元分析乳軟件主要是懸在50前發(fā)恨展起來(lái)的，蔽它們的由來(lái)回也是因?yàn)橛忻废拊椒ǖ呐霭l(fā)展而來(lái)的駛。這些軟件怠可以通過(guò)有鉤限元分析，傷可以很容易蜓計(jì)算出結(jié)構(gòu)輝應(yīng)力應(yīng)變值捕，碰撞值等喜。這樣致使嚴(yán)軟件公司開朝發(fā)了很多軟孤件，比如:聞ABAQU底S、MAR圣C、SAP喚、ASKA吉、嶺ANSYS怪、NAST住RAN、H柱YPERW涉ORKS等辮。本設(shè)計(jì)采采用的是追ANSYS周軟件對(duì)車架相進(jìn)行有限元課分析。鐵貢ANSY供S簡(jiǎn)介散揀ANSYS貼公司是由美鴿國(guó)著名力學(xué)甲專家美國(guó)匹戚茲堡大學(xué)力爐學(xué)系教授J猜ohnS竹wanso然n博士于1乘970年創(chuàng)四建并發(fā)展起澇來(lái)的，是目以前世界CA訪E行業(yè)中最布大的公司。濾ANSYS刺有限元軟件邁包是一個(gè)多晉用途的有限脹元法計(jì)算機(jī)臉設(shè)計(jì)程序，兔可以用來(lái)求懂解結(jié)構(gòu)、流搖體、電力、侄電磁場(chǎng)及碰顏?zhàn)驳葐?wèn)題。拋因此它可應(yīng)定用于以下工糕業(yè)領(lǐng)域：航準(zhǔn)空航天、汽效車工業(yè)、生洪物醫(yī)學(xué)、橋肝梁、建筑、臉電子產(chǎn)品、可重型機(jī)械、薄微機(jī)電系統(tǒng)縮、運(yùn)動(dòng)器械凳等。軟件主茫要包括三個(gè)糖部分：前處衡理模塊，分念析計(jì)算模塊丘和后處理模覺塊。忘脾（廣1查）加前處理模塊滿前處理模塊反提供了一個(gè)蚊強(qiáng)大的實(shí)體紐建模及網(wǎng)格放劃分工具，唇用戶可以方悄便地構(gòu)造有爽限元模型。埋ANSYS宿的前處理模裙塊主要有兩泄部分內(nèi)容：早實(shí)體建模和魔網(wǎng)格劃分。稅歷（拴2倡）被分析計(jì)算模嗓塊氣析計(jì)算模塊杯包括結(jié)構(gòu)分智析（可進(jìn)行流線性分析、勿非線性分析軋和高度非線借性分析）、瘡流體動(dòng)力學(xué)亞分析、電磁圾場(chǎng)分析、聲卵場(chǎng)分析、壓橡電分析以及左多物理場(chǎng)的哈耦合分析，西可模擬多種災(zāi)物理介質(zhì)的谷相互作用，傅具有靈敏度職分析及優(yōu)化然分析能力。膚與（夾3修）共后處理模塊羨后處理模塊禽可將計(jì)算結(jié)始果以彩色等由值線顯示、汗梯度顯示、飲矢量顯示、表粒子流跡顯躍示、立體切拿片顯示、透付明及半透明健顯示（可看晝到結(jié)構(gòu)內(nèi)部夾）等圖形方抬式顯示出來(lái)紛，也可將計(jì)柏算結(jié)果以圖夕表、曲線形鞠式顯示或輸門出。軟件提重供了100記種以上的單城元類型，用栗來(lái)模擬工程捧中的各種結(jié)螞構(gòu)和材料。堪優(yōu)在汽車行業(yè)盆中，ANS劣YS廣泛應(yīng)司用于各大汽辜車總成，包遍括車架、車留身、車橋、意離合器、輪荒胎、殼體等筒零部件以及矮整車的通過(guò)稀性和平順性屋的分析，大撥大提高了汽掠車的設(shè)計(jì)水翼平，正在成議為設(shè)計(jì)計(jì)算稀的強(qiáng)有力工夕具之一。體亭汽車車架偏受力處理企（1商）將三位立利體模型庭導(dǎo)入繩ANSYS過(guò)軟件中坡，將ANS蹲YS的工作殿環(huán)境設(shè)置在掀國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)單外位制下秤。趁根據(jù)實(shí)際情吧況，我們選底擇SOLI如D92單元貓作為車架裝臘配體所有零雅件分網(wǎng)時(shí)的信單元賦予類橫型移。嗎紀(jì)（匆2渠）豐定義材料屬芝性，車架的媽材料為16襯Mn，其掀彈性模型為申2.06脫×恒10燈11片Pa，泊松店比為0.2險(xiǎn)9，密度為竿7.85必×心10岔3恐Kg/m幣3似，定義材料洲模型的對(duì)話碎框分別為圖蹲2.3和2盡.4。傭圖歡2.3下定義材料尤彈性模量和衣泊松比逃圖禍2.4襖定義材料聞密度題使用Ove獨(dú)rlap命協(xié)令將車架各喚零件連接成待一個(gè)相互聯(lián)患系的整體懶，循使用壓縮編乒號(hào)命令選擇泰將所有元素汽編號(hào)壓縮舞。捉劃分網(wǎng)格，型車少架被離散成套一個(gè)個(gè)連續(xù)塵的單元。老求解，選擇蹄分析類型，功如圖懂2.5所示押：底圖韻2.5稿選擇的分垮析類型買勒（搭6燕）對(duì)車架各毒處進(jìn)行位移手約束。盡左側(cè)前鋼板檢彈簧滑板端顏支架至全部約束，度右側(cè)前鋼板視彈簧滑板端拋支架緊、迷前鋼板彈簧亭固定端支架撓處稱和理后鋼板彈簧汽固定端支架瑞處的節(jié)點(diǎn)車均為李Y方向約束障，約束施加方后如圖2.步6所示：嫂圖幅2.6測(cè)約束后的車探架有限元模壺型慚（7得）施加重力今。顆汽車靜止時(shí)顧，車架只承辨受鋼板彈簧砌以上部分的課載荷，它由宴于車身和車主架的自身質(zhì)稈量、車架上黨各總稱與附浸件質(zhì)量及有獸效載荷組成屈，其總和稱伴之為靜載荷罷。摘顧（筐8曲）施加載荷鴨后求解，刪繪制位移和痛應(yīng)力的節(jié)點(diǎn)襖解畢，只圖賠2.7固為節(jié)點(diǎn)位移聾場(chǎng)分布等值徹線圖，圖啞2.8壁為節(jié)點(diǎn)等效柄應(yīng)力場(chǎng)分布煙等值線圖。綠圖2.7蟻節(jié)點(diǎn)位移場(chǎng)各分布等值線位圖總圖日2.8礙為節(jié)點(diǎn)等效援應(yīng)力場(chǎng)分布需等值線圖依柱車架受力逝結(jié)果分析演未由車架的位泰移場(chǎng)分布等喪值線圖可知偵車架后部和循左側(cè)前鋼板北彈簧滑板端牛變形量比較羨大，最大節(jié)咱點(diǎn)位移仍然旅出現(xiàn)在車架屢后部。撫從應(yīng)力場(chǎng)分濃布等值線圖催可以看出，腸應(yīng)力主要集誦中在發(fā)動(dòng)機(jī)棵后懸置橫梁川與縱梁的連露接處和第七會(huì)橫梁與縱梁攏的連接處功，股在發(fā)動(dòng)機(jī)后卵懸置橫梁與猴縱梁的連接柳處的應(yīng)力值埋最大。創(chuàng)3傳感器桿的選擇及性缺能分析略3.1傳奮感器的基本棚概念化傳要感器是那些苗能感受規(guī)定為的被測(cè)量，首并按照一定嶄規(guī)律轉(zhuǎn)換成橋可用輸出信也號(hào)的器件或身裝置。通常軋傳感器由敏梳感元件和轉(zhuǎn)館換元件組成封。其中敏感兄元件指?jìng)鞲袔推髦心苤苯庸几惺鼙粶y(cè)量壯的部分，轉(zhuǎn)困換部分指?jìng)鲾⒏衅髦心軐⒌拭舾性敯虺隽哭D(zhuǎn)換為蜘適于傳輸和華測(cè)量的電信賴號(hào)部分?，F(xiàn)顧代科技的快這速發(fā)展使人變類社會(huì)進(jìn)入必了信息時(shí)代搭，在信息時(shí)特代人們的社舉會(huì)活動(dòng)將主剛要依靠對(duì)信壘息資源的開端發(fā)和獲取蒙、傳輸和處溉理，而傳感的器處于自動(dòng)宋檢測(cè)與控制每系統(tǒng)之首，咸是感知獲取烤與檢測(cè)信息破的窗口；傳撤感器處于研研究對(duì)象與軍測(cè)控系統(tǒng)的覺接口位置，記一切科學(xué)研聾究和生產(chǎn)過(guò)損程要獲取的墳信息，都要覆通過(guò)它轉(zhuǎn)換古為易傳輸與絞處理的電信指號(hào)。因此，態(tài)傳感器的地粱位與作用特社別重要。錯(cuò)傳感器的作果用是人們?yōu)閬?lái)了從外界獲惹取信息，必刮須借助于感棚覺器官。而特單靠人們自朝身的感覺器薪官，在研究垃自然現(xiàn)象和最規(guī)律以及生償產(chǎn)活動(dòng)中它叢們的功能就戶遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠了跡。為適應(yīng)這錘種情況，就常需要傳感器測(cè)。因此可以恨說(shuō)，傳感器謀是人類五官掀的延長(zhǎng)，又美稱之為電五情官。歐耐傳感器早已枯滲透到諸如童工業(yè)生產(chǎn)、倆宇宙開發(fā)、聯(lián)海洋探測(cè)、鬧環(huán)境保護(hù)、慮資源調(diào)查、發(fā)醫(yī)學(xué)診斷、個(gè)生物工程、踢甚至文物保眼護(hù)等等極其案之泛的領(lǐng)域云?？梢院敛粚涌鋸埖卣f(shuō)，坡從茫茫的太播空，到浩瀚普的海洋，以妙至各種復(fù)雜耍的工程系統(tǒng)標(biāo)，幾乎每一爸個(gè)現(xiàn)代化項(xiàng)剃目，都離不波開各種各樣催的傳感器。波飼傳感器的靜寫態(tài)特性是指著對(duì)靜態(tài)的輸四入信號(hào)，傳僅感器的輸出傻量與輸入量耀之間所具有線相互關(guān)系。猶因?yàn)檫@時(shí)輸拖入量和輸出牢量都和時(shí)間禁無(wú)關(guān)，所以燒它們之間的嚇關(guān)系，即傳劣感器的靜態(tài)監(jiān)特性可用一量個(gè)不含時(shí)間淚變量的代數(shù)東方程，或以射輸入量作橫譜坐標(biāo)，把與躍其對(duì)應(yīng)的輸水出量作縱坐打標(biāo)而畫出的踏特性曲線來(lái)隊(duì)描述。表征模傳感器靜態(tài)余特性的主要隊(duì)參數(shù)有：線鹿性度、靈敏寨度、遲滯、跡重復(fù)性、漂逮移等。鋒傳感器動(dòng)態(tài)窩特性是指?jìng)鲏?mèng)感器在輸入訴變化時(shí)，它環(huán)的輸出的特饅性。在實(shí)際質(zhì)工作中，傳雹感器的動(dòng)態(tài)已特性常用它區(qū)對(duì)某些標(biāo)準(zhǔn)腸輸入信號(hào)的臟響應(yīng)來(lái)表示厘。這是因?yàn)榫銈鞲衅鲗?duì)標(biāo)芽準(zhǔn)輸入信號(hào)韻的響應(yīng)容易杜用實(shí)驗(yàn)方法運(yùn)求得，并且樂(lè)它對(duì)標(biāo)準(zhǔn)輸齊入信號(hào)的響逝應(yīng)與它對(duì)任質(zhì)意輸入信號(hào)活的響應(yīng)之間休存在一定的友關(guān)系，往往傾知道了前者隱就能推定后浩者。最常用軌的標(biāo)準(zhǔn)輸入嚼信號(hào)有階躍恩信號(hào)和正弦筆信號(hào)兩種，旁所以傳感器跑的動(dòng)態(tài)特性晃也常用階躍豆響應(yīng)和頻率膊響應(yīng)來(lái)表示瓶。亡柜在本論文中激，根據(jù)第二億章的車架受日力分析可知性，需要一種并測(cè)量壓力的久傳感器來(lái)檢狹測(cè)出車架所急受到的載荷被。同時(shí)根據(jù)尚設(shè)計(jì)方案，慨需要在汽車鬧啟動(dòng)時(shí)是報(bào)流警系統(tǒng)不能統(tǒng)工作，以防效止在行駛中船出現(xiàn)錯(cuò)誤報(bào)酒警，因此可竊安放汽車輪炸速傳感器以瞎檢測(cè)車輪的耀轉(zhuǎn)動(dòng)。哲3.2測(cè)力奇?zhèn)鞲衅魇逵赡苡趥鞲衅魑豢椨跍p振鋼板蘆處設(shè)計(jì)的鋼短片，將超載戶引起的鋼板速變形信號(hào)轉(zhuǎn)朵換成電壓信獲號(hào)，是整個(gè)課硬件系統(tǒng)的撈起始部分，把是構(gòu)成系統(tǒng)耽信息輸入的起主要來(lái)源，械是系統(tǒng)預(yù)警面的必要基礎(chǔ)痕，因此所選陳傳感器性能善的好壞直接飲影響整個(gè)預(yù)肚警系統(tǒng)的實(shí)澡現(xiàn)。弊零測(cè)力傳感器國(guó)的選擇嶺測(cè)茫量壓力的傳展感器有很多額種，如壓電米式，壓感式譜，應(yīng)變片式賓，電容式等蠻，本文在論焰述時(shí)，選擇寬傳感器主要稠考慮以下幾再點(diǎn)：誰(shuí)齒（1）量程鹿的選擇角乒被測(cè)壓力的百大小通常是濱傳感器量程瀉的主要決定景因素。依據(jù)勻經(jīng)驗(yàn)，在傳秘感器50界%左右的量桐程內(nèi)工作比肅較理想，這釘樣就避免了弓如果遇到有尺較大沖擊力絕而不至于傳查感器因?yàn)槌叱銎錅y(cè)量的聲范圍而被損偷壞，所以遇撇到有較大沖聾擊力的稱重受系統(tǒng)，一般判要擴(kuò)大傳感酷器量程進(jìn)行混選擇，一般榆都會(huì)擴(kuò)大傳鏈感器量程來(lái)緣選擇合適的負(fù)設(shè)計(jì)所需的碧傳感器，根泊據(jù)經(jīng)驗(yàn)一般暮使得傳感器貍在20%濫到30%摘的量程的之棚內(nèi)工作，這逆樣就使得傳穩(wěn)感器儲(chǔ)存量錄得到了很好榆的保證，最濕后的結(jié)果是亮不僅延長(zhǎng)了挺傳感器的使?fàn)N用時(shí)間，而旗且還能在使樂(lè)用的過(guò)程中家保證其安全憑和可靠?；珠L(zhǎng)（2）準(zhǔn)確古度的選擇辦干傳感器準(zhǔn)確也度等級(jí)的選虜擇，主要依踐據(jù)系統(tǒng)的準(zhǔn)起確度要求為傍準(zhǔn)，而不能慶片面追求高就的準(zhǔn)確度等踏級(jí)。收光（3）使用賺環(huán)境和介質(zhì)儲(chǔ)性能然種對(duì)于傳感器迫使用環(huán)境和愁介質(zhì)性能主搖要取決于被護(hù)測(cè)介質(zhì)的性本能和傳感器啊安裝環(huán)境。蛙驕（4）傳感細(xì)器型號(hào)桂炎汽車超載預(yù)灘警系統(tǒng)設(shè)計(jì)搶傳感器型號(hào)鑰的選擇要考混慮不同類別應(yīng)傳感器的適竿用范圍。主含要考慮傳感決器稱量的可齡靠性，安裝胳的合適穩(wěn)定尼性。總之，芒既要滿足各棉方面檢測(cè)的謝要求，又要榮考慮經(jīng)濟(jì)預(yù)千算。吳付基于上述考星慮，選用常袍用的電阻應(yīng)牧變式傳感器蟻，該傳感器紫不僅結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)議單、使用壽鮮命長(zhǎng)、性能躺穩(wěn)定可靠，六而且精度高守、成本低、蔬測(cè)量范圍廣暗；同時(shí)可在李高低溫、高狹壓、強(qiáng)烈振奔動(dòng)、惡劣環(huán)絞境中正常工刃作，所以應(yīng)倒用非常普遍夜。協(xié)當(dāng)然父電阻應(yīng)變請(qǐng)式汗傳感器也存襯在一些缺點(diǎn)旗，如大應(yīng)變幻狀態(tài)下具有君較大的非線壞性，輸出信涂號(hào)較薄弱，芝故其抗干擾喇能力較差等誠(chéng)。呈味電阻應(yīng)變劇式傳感器工款作原理及測(cè)之量電路滅電鉗阻應(yīng)變片式背傳感器包括累兩個(gè)主要部傘分：一個(gè)是飽將被測(cè)的力暗轉(zhuǎn)換為彈性算體的應(yīng)變值領(lǐng)的敏感彈性窄元件。另一務(wù)個(gè)是同步地死轉(zhuǎn)換傳感器奪的一個(gè)彈性麥體的應(yīng)變?yōu)樗╇娮柚底兓癄I(yíng)的電阻應(yīng)變諷計(jì)。其結(jié)構(gòu)得如圖3.1襖所示：宅圖3.1閑電阻應(yīng)變式菌傳感器結(jié)構(gòu)號(hào)電阻應(yīng)變片輝式傳感器工擋作原理為：窯在縱向和橫過(guò)向貼上四個(gè)川應(yīng)變片于一輝個(gè)彈性體，痛當(dāng)彈性體受隔力F作淡用時(shí)，應(yīng)變秀片變電阻值捷，而應(yīng)變計(jì)貿(mào)是連接成平熟衡電橋式的蘭，所以電橋形平衡因應(yīng)變轉(zhuǎn)計(jì)電阻的變擺化而被破壞金，進(jìn)而輸出微信號(hào)。在彈踩性范圍內(nèi)，興彈性體的變疤形的與受到風(fēng)的力F棟成正比，即免伍式中：誤ε洽為彈性體的磁相對(duì)變形；商巷L(fēng)、昆Δ靠L為彈性體讀的長(zhǎng)度及其桌變化量；習(xí)鍛F為旁受到的力，短偷E為員彈性體的彈衣性模量姓裁S為悠彈性體的橫征截面積。特而光電阻應(yīng)變片客的工作原理慣是基于電阻梯應(yīng)變效應(yīng)，渡即在導(dǎo)體產(chǎn)具生機(jī)械變形午時(shí)，它的電它阻值相應(yīng)發(fā)夠生變化。應(yīng)鉛變片是由金瞇屬導(dǎo)體或半師導(dǎo)體制成的決電阻體，其牲阻值將隨著賴壓力所產(chǎn)生嚴(yán)的變化而變獻(xiàn)化。對(duì)于金壞屬導(dǎo)體，電不阻變化率的悅表達(dá)式為：流鄉(xiāng)悉憑拆憂穿兼痛禽稱趣書戰(zhàn)喂式中：物μ—詞材料的泊松枝系數(shù)膽；伯籌數(shù)通常把單位劣應(yīng)變所引起聚電阻相對(duì)變異化稱作電阻中絲的靈敏系切數(shù)，對(duì)于金驅(qū)屬導(dǎo)體，其名表達(dá)式為：奧脆多頌遼蕉因折此：卷氣曬號(hào)桌蛇籌取循腿拿蓮摔禍春難淋乳放信絮葬茶株毅在外力作用體下,應(yīng)變片商產(chǎn)生變化,孤同時(shí)應(yīng)變片讀電阻也發(fā)生憤相應(yīng)變化。備當(dāng)測(cè)得阻值晝變化為梁時(shí)，可得到扶應(yīng)變值法，根據(jù)應(yīng)力烘與應(yīng)變關(guān)系律，得到應(yīng)力暮值為：梨念式中：倉(cāng)-制應(yīng)力研,鉤-回應(yīng)變（為軸晨向應(yīng)變）鉤E-悶材料的彈性疫模量霉織呆怖叉又重力眾G褲與應(yīng)力受的關(guān)系為：林檔式中：造G-貼重力,改S-梨應(yīng)變片截面鑰積奶笑根據(jù)以上各表式可得到優(yōu)襯由此得出應(yīng)畢變片電阻與替重物質(zhì)量的隸關(guān)系，即：夾始根據(jù)應(yīng)變片運(yùn)常用的材料返（如康銅）則取偉隔做利=2；禽E榮=163項(xiàng)00kg母/mm2；盾S貸=10井0；曉=34死Ω茫；釘橋路部分原絮理：電阻應(yīng)雜變計(jì)把機(jī)械堡應(yīng)變轉(zhuǎn)換成吉/R后，必嗓須采用轉(zhuǎn)換跌電路通常采搶用惠斯登電鑒橋電路實(shí)現(xiàn)蟻這種轉(zhuǎn)換。刪對(duì)于單臂電痛橋,如圖損3.1倍所示爹：熱杜景召耐堂熱貝島圖破3.2稿直流電橋行完當(dāng)電橋平衡份時(shí),相對(duì)的遣兩臂電阻乘赤積相等,即旦：具滴設(shè)橋臂比沉由于慢,分母中評(píng)可忽略，于分是：糊積電橋電壓靈付敏度定義為肥：鄭嘴稠賄桑從上式分析賺發(fā)現(xiàn)：噸橋電壓靈敏抖度正比于電部橋供電電壓強(qiáng)。仆電橋電壓靈堪敏度是橋臂莖電阻比值n哀的函數(shù)，必評(píng)須恰當(dāng)?shù)倪x括擇n的值，埋保證電橋具耳有較高的靈社敏度由：都咸艘掠補(bǔ)鴨藏求躲的最大值，庫(kù)由此得睡興蜂蓬賽更求得n＝1使時(shí)，炊最大。也就安是供電電壓示確定后，當(dāng)獵,菠時(shí)，電橋得線電壓靈敏度驅(qū)最高，可得辨：錄顫便斜嗽鑒爪需由于上面的顆分析中忽略屑了廣，所以存在公非線性誤差徒，解決的辦豐法有：身①吊提高橋臂比孟：提高了橋引臂比，非線奇性誤差可以棵減小，但從獻(xiàn)電壓靈敏度裂考慮，靈敏瓶度將降低，童這是一種矛急盾。浩②唇采用差動(dòng)電弊橋：根據(jù)被淘測(cè)試件的受以力情況，若芬使一個(gè)應(yīng)變疲片受拉，另逝一個(gè)受壓，肝則應(yīng)變符號(hào)硬相反。則電哨橋輸出電壓亡為：型臂備賀座毅若腔,珠,勤,則有：麗赤攪勉鑰由此可知，歐和睛成線性關(guān)系劑，差動(dòng)電橋丘無(wú)非線性誤多差。而起電賺壓靈敏度為露，比使用一色只應(yīng)變片提秤高了一倍，惠同時(shí)可以起瀉到溫度補(bǔ)償氏的作用。若慣將電橋四臂衰接入四個(gè)應(yīng)飽變片，即兩咬個(gè)受拉，兩欄個(gè)受壓，將斯兩個(gè)應(yīng)變符擠號(hào)相同的接蹈入相對(duì)臂上致，則構(gòu)成全茶橋差動(dòng)電路狠，若滿足透,則輸出電神壓為：云歷由此可知，瓦差動(dòng)橋路的鹽輸出電壓羨和電壓靈敏律度比用單片頌時(shí)提高了四決倍，比半橋蚊差動(dòng)電路提秋高了一倍。賠因?yàn)椴捎玫谋O(jiān)是金屬應(yīng)變墻片測(cè)量，所匆以本設(shè)計(jì)采置用全橋電路當(dāng)，能夠有比竭較好的靈敏帆度并且不存缺在非線性誤符差。充怪電阻應(yīng)變哀式傳感器的討安裝訴根落據(jù)對(duì)車架的巧受力分析，五電阻應(yīng)變片土安放在車架世的所受最大膚應(yīng)力處，即鄉(xiāng)發(fā)動(dòng)機(jī)后懸悠置橫梁與縱末梁的連接處艷。隨著大梁辨的彈性變形湖的改變，電顧阻應(yīng)變片輸強(qiáng)出信號(hào)的強(qiáng)種度也隨之變訓(xùn)化，超載控討制系統(tǒng)接收站此信號(hào)，并扮進(jìn)行相應(yīng)的查檢測(cè)分析，雙判定車輛是證否超載。其握安裝示意圖茅見圖藝3.2：竊圖3.2卵電阻應(yīng)變片鑰的安裝示意鐮圖露池選用傳感器膨的斧型號(hào)埋本論文選擇顛的是凍GYJ型鋼訂筋應(yīng)變計(jì)，爺如圖3.2恩所示:仇圖3.3追GYJ型鋼滅筋應(yīng)變銹計(jì)近該型號(hào)傳感燦器的參數(shù)如即表3.1所政示：服表3.1著GYJ型鋼瓦筋應(yīng)變計(jì)參裹數(shù)狠產(chǎn)品名稱奇GYJ型鋼娘筋應(yīng)變計(jì)馳生產(chǎn)廠家壽北京斯創(chuàng)建譽(yù)筑測(cè)試技術(shù)殲開發(fā)有限公圍司獸產(chǎn)品用途睛鋼筋應(yīng)力計(jì)江主要用于測(cè)睡量鋼筋混凝高土結(jié)構(gòu)中的裕鋼筋應(yīng)力，譽(yù)也可以串起茂來(lái)用于測(cè)量道載重質(zhì)量。滅規(guī)格啦10～36專毫米雀應(yīng)力塌2800～尾3000公班斤/厘米棄分辨力倡0.8～1剖.2公斤/界厘米膨非線性烏2%滿量程蓄溫度對(duì)電橋建零點(diǎn)的影響施<0.1%碼滿量程/炭供橋電壓直0～0.5嶺伏特衫輸入/輸出晃阻抗側(cè)120歐姆遲工作溫度范袋圍但-5稅～+50胃?jìng)鞲衅鏖L(zhǎng)度肥0.5～0防.7米遼3.3汽尤車輪速傳感便器航車速通常檢鞠測(cè)汽車傳動(dòng)皇系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動(dòng)顫，換算為汽恭車驅(qū)動(dòng)輪的甚轉(zhuǎn)速間接獲婆得的。輪速確傳感器一般脈是直接檢測(cè)鵝車輪的轉(zhuǎn)速勞且所有車輪轎的轉(zhuǎn)速均檢悄測(cè)，并把檢哀測(cè)結(jié)果輸入脖ABS/A耗SR等用于垂制動(dòng)或驅(qū)動(dòng)餡控制的系統(tǒng)耍的ECU。搭常用的輪速餅傳感器有電躍磁感應(yīng)式、純霍爾式兩類夫。脫夕輪速傳感咽器的選擇飄電磁美感應(yīng)式輪式考傳感器結(jié)構(gòu)岡簡(jiǎn)單、成本菜低，所以應(yīng)剖用范圍廣泛算。但由于其現(xiàn)輸出信號(hào)慢的頻率和幅略值受轉(zhuǎn)速影北響較大，抗寫電磁波干擾巡能力差，且綢易產(chǎn)生誤信斬號(hào)，只適用想于15～1獲60km/躲h的速度，伍當(dāng)速度擴(kuò)大嘩到更大時(shí)，警電磁感應(yīng)式鋪輪式傳感器旱很難適應(yīng)。怠名而霍爾效應(yīng)肢式輪速傳感霞器能克服電師磁式輪速傳腹感器的不足檔，具有輸出次信號(hào)不受轉(zhuǎn)真速影響、頻塞率響應(yīng)高、刮抗電磁干擾茫能力強(qiáng)等優(yōu)夠點(diǎn)。役霍爾器件具恒有結(jié)構(gòu)牢固丑，搜體積小略，經(jīng)重量虎輕，塌壽命長(zhǎng)敏，幫安裝方便萍，拍功耗小割，輔耐震動(dòng)冤，駱不怕灰塵、沃油污、水汽追及鹽霧等的雨污染或腐蝕室的優(yōu)點(diǎn)。且木霍爾線性器傷件的精度高撤、線性度好遞，晚霍爾開關(guān)器俘件無(wú)觸點(diǎn)、中無(wú)磨損、輸痕出波形清晰頸、無(wú)抖動(dòng)、共無(wú)回跳、位旨置重復(fù)精度望高（可達(dá)μ謊m級(jí)）日，因此霍爾號(hào)效應(yīng)式輪速垃傳感器被廣施泛應(yīng)用于輪母速檢測(cè)及其草他控制系統(tǒng)乏的轉(zhuǎn)速檢測(cè)剖中。泳按照霍爾器破件的功能可歉將它們分為敞:暈霍爾線性器命件嫁和泳霍爾開關(guān)器旋件從。前者輸出駝模擬量，后異者輸出數(shù)字爸量。漲由上述可知稼，根據(jù)設(shè)計(jì)曾要求，本論鞋文選擇的是啦霍爾效應(yīng)式主輪速傳感器管（開關(guān)型）幟。啦眠霍爾效應(yīng)嘴式輪速傳感丘器的工作原譯理及測(cè)量電數(shù)路叉霍爾效應(yīng)式洞輪速傳感器愁屬于霍爾式鍵傳感器，是外利用霍爾效察應(yīng)的原理制頸成的豬，吧利用霍爾效魄應(yīng)使位移帶尚動(dòng)霍爾元件低在磁場(chǎng)中運(yùn)努動(dòng)產(chǎn)生霍爾柜電熱，即把副位移信號(hào)轉(zhuǎn)稍換成電熱變另化信號(hào)的傳斧感器。行（1）霍爾抵效應(yīng)浙世如果對(duì)位于搭磁場(chǎng)(B)夕中的總半秋導(dǎo)體爆薄片瓦(d)施加愚一個(gè)電壓(再V辯)，該磁場(chǎng)認(rèn)的方向垂直趴于所施加電粗壓的方向，犯那么則在既侮與磁場(chǎng)垂直捉又和所施加起電流方向垂蓮直的方向上地會(huì)產(chǎn)生另一非個(gè)電壓(U麻H)，人們么將這個(gè)電壓脂叫做霍爾電戰(zhàn)壓，產(chǎn)生這堪種現(xiàn)象被稱噴為霍爾效應(yīng)欠，該半導(dǎo)體非薄片成為霍憂爾元件，媽如圖條3.3所示朵：必圖洽3.4霍駐爾效應(yīng)原理徐路假設(shè)在N型解半導(dǎo)體薄片域上通一電流肌I，則半導(dǎo)糖體中的載流芳子（電子）筐沿著和電流剛相反的方向勾運(yùn)動(dòng)（電子培速度為v）削，由于在垂礎(chǔ)直于半導(dǎo)體歌薄片平面的號(hào)方向上施加騾磁感應(yīng)強(qiáng)度樓為B的磁場(chǎng)棟，所以電子醫(yī)受到洛侖茲張力為的作用，向抹一邊偏轉(zhuǎn)，襯并使該邊形本成電子積累評(píng)，于是形成孕電場(chǎng)。該電蘿場(chǎng)組織運(yùn)動(dòng)株電子的繼續(xù)蜻偏轉(zhuǎn)，當(dāng)電止子作用在運(yùn)紋動(dòng)電子上的紋力疫與洛侖茲力傲相等時(shí)，電泳子的積累便耀達(dá)到動(dòng)態(tài)平還衡。在薄片即兩橫斷面之毀間建立電場(chǎng)貸，相應(yīng)的電獄勢(shì)稱為霍爾沙電勢(shì)轉(zhuǎn)，其大小可姿用下式表示簡(jiǎn)：（V）雪式中赤——器霍爾系數(shù)，衣；詢淹I撲——因控制電流，毫A；杜牙B蘭——筋磁感應(yīng)強(qiáng)度答，T；社幫D參——作霍爾元件厚運(yùn)度，m。種霍暮爾系數(shù)為鋸式中伸爹——月載流體的電把阻率秘慧崇——味載流體的遷司移率豐撥令暗，稱營(yíng)為霍爾元件憲的靈敏度，劉則習(xí)如獲果磁感應(yīng)強(qiáng)寺度B和元件橫平面法線成睡一定角度涌θ肌，則作用在各元件上的有弓效磁場(chǎng)是其晶法線方向的協(xié)分量，即隨，這時(shí)緣當(dāng)控制電流城的方向或磁唇場(chǎng)的方向改籮變時(shí)，輸出踏電勢(shì)的方向再也將改變。篇但當(dāng)磁場(chǎng)與桌電流同時(shí)改園變時(shí)，霍爾添電勢(shì)極性不售變。準(zhǔn)綜上所述，婦霍爾電勢(shì)的畏大小正比于比控制電流I鏟和磁感應(yīng)強(qiáng)手度B。鍵（2）霍爾易效應(yīng)式杰輪速傳感器絡(luò)的工作原理桂和霍爾羽效應(yīng)式覆輪速傳感器析是由傳感頭剃和齒圈組成綿。傳感頭由縱永磁體，霍敢爾元件和電狗子電路等組方成，永磁體坦的磁力線穿濫過(guò)霍爾元件信通向齒輪，妙如圖陵3.3所示來(lái)：隨1.磁體睜2.霍爾元琴件3.齒絨圈磁圖3.5霍絞爾輪速傳感獲器示意圖淹當(dāng)齒輪位于專圖中(a)昌所示位置時(shí)鵝，穿過(guò)霍爾品元件的磁力項(xiàng)線分散，磁聯(lián)場(chǎng)相對(duì)較弱激；而當(dāng)齒輪火位于圖中(道b)所示位條置時(shí)，穿過(guò)片霍爾元件的依磁力線集中胞，磁場(chǎng)相對(duì)失較強(qiáng)。齒輪臣轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，使渡得穿過(guò)霍爾洽元件的磁力灘線密度發(fā)生等變化，因而書引起霍爾電樂(lè)壓的變化，賽霍爾元件將古輸出一個(gè)毫咽伏(mV)列級(jí)的準(zhǔn)正弦殼波電壓。此椒信號(hào)還需由服電子電路轉(zhuǎn)束換成標(biāo)準(zhǔn)的查脈沖電壓。梯此電壓輸出師給電子控制陸裝置，電子隆控制裝置以棄此作為計(jì)算規(guī)輪速和汽車練的參考速度單。端昂霍爾輪速莊傳感器的測(cè)柴量電路青晃霍爾傳感器語(yǔ)（開關(guān)型）衰的霍爾元件殃靠近尚齒圈榨，當(dāng)梨汽車車輪轉(zhuǎn)屑動(dòng)時(shí)悟，棉齒圈上的齒巾會(huì)在一定的油周期內(nèi)靠近妄霍爾元件愛一次，這樣居霍爾傳感器主將輸出一個(gè)鼻高電平，當(dāng)聽齒訪遠(yuǎn)離污霍爾元件致時(shí)，傳感器零輸出一個(gè)低子電平；利用慘單片機(jī)內(nèi)部跡定時(shí)器，計(jì)骨算出脈沖一線個(gè)周期的時(shí)在間，就可以狡算出奸車輪雞的轉(zhuǎn)速糖，見圖蠟3.6所示姿：莊圖3.6好霍爾效應(yīng)式議輪速傳感器進(jìn)的測(cè)量電路扎砍撈鬧霍爾效應(yīng)式此輪速傳感器潔的安裝部位妥霍眨爾效應(yīng)式輪對(duì)速傳感器的烏齒圈一般安有裝在隨車輪蝕一起轉(zhuǎn)動(dòng)的誕部件上，如富半軸、輪轂憲、制動(dòng)盤等養(yǎng)，而感應(yīng)觸醒頭則安裝在餅車輪附近不述隨車輪轉(zhuǎn)動(dòng)雞的部件上，熄如半軸套管卡、轉(zhuǎn)向節(jié)、誼制動(dòng)底板等秋。汽車前輪道和后輪均可傘安裝，安裝批部位如圖3租.4、3.居5所示：懼圖3.7氏叼磨前輪安裝示辛意圖慧圖3.8透花辛后輪安裝示捎意圖岸4超載控繳制系統(tǒng)設(shè)計(jì)蒙超另載控制系統(tǒng)客的總體結(jié)構(gòu)柳如圖4.1從所示：A/D轉(zhuǎn)換A/D轉(zhuǎn)換放大器電阻應(yīng)變式傳感器報(bào)警系統(tǒng)80C51單片機(jī)缺絨報(bào)警系統(tǒng)80C51單片機(jī)敘弊指液農(nóng)腐廁槽碧怖奏催銜菌席絹達(dá)夢(mèng)衡窮點(diǎn)火控制系統(tǒng)霍爾效應(yīng)式輪速傳感器（開關(guān)型）柔告刪姓路命倆華臂捎悉點(diǎn)火控制系統(tǒng)霍爾效應(yīng)式輪速傳感器（開關(guān)型）澤龍澆交畫結(jié)鑼邊例蕉灶阻贊賴彎同執(zhí)帳擾暴方蛾宗事些類堂隔圖4.1納超載控制系劃統(tǒng)的原理圖瓣由圖4.1深可知，本設(shè)熱計(jì)是在基于罷80C51壯單片機(jī)控制嫂的基礎(chǔ)上，棋通過(guò)對(duì)汽車阻承受載重的使檢測(cè)，從而者在超重時(shí)，榮該系統(tǒng)產(chǎn)生奮警報(bào)并通過(guò)替汽車點(diǎn)火控杠制系統(tǒng)使汽史車不能正常略啟動(dòng)。利用嘗電阻應(yīng)變式墓傳感器將汽駕車承受的壓可力信號(hào)轉(zhuǎn)換碼為電壓信號(hào)扁，拴然后通過(guò)放漠大電路將電茅壓信號(hào)放大拌后送到A/船D轉(zhuǎn)換芯片侄ADC08也09錘轉(zhuǎn)換成數(shù)字梨信號(hào)埋。默當(dāng)超重時(shí)，鵲該信號(hào)通過(guò)幅80C51份單片機(jī)使報(bào)鳳警系統(tǒng)啟動(dòng)斑，產(chǎn)生報(bào)警嘉，并切斷點(diǎn)律火系統(tǒng)，使質(zhì)汽車無(wú)法啟藍(lán)動(dòng)。同時(shí)，四當(dāng)汽車啟動(dòng)叛車輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)塘，量霍爾效應(yīng)式慘輪速傳感器榴（開關(guān)型）長(zhǎng)將輪速轉(zhuǎn)換襖為數(shù)字電壓剪信號(hào)，通過(guò)印80C51般單片機(jī)控制鋤報(bào)警系統(tǒng)，左使得汽車開喊動(dòng)后報(bào)警系纏統(tǒng)不能工作脆，從而避免物了當(dāng)不超載另的汽車在行些駛時(shí)，由于伍路面的顛簸華而產(chǎn)生錯(cuò)誤柿報(bào)警。焰4.1放走大電路設(shè)計(jì)跪逐在許多需要甜用勉A/D轉(zhuǎn)換備和數(shù)字采集絲的單片機(jī)系膠統(tǒng)中，乎多數(shù)鹽情況下，傳帥感器輸出的奇模擬信號(hào)都災(zāi)很微弱，必鳳須通過(guò)一個(gè)軋模擬放大器妨對(duì)其進(jìn)行一餅定倍數(shù)的放竊大，才能滿叮足A/D轉(zhuǎn)墨換器對(duì)輸入咸信號(hào)電平的孤要求，設(shè)在此被情況下，就總必須選擇一蒙種符合要求采的放大器。方趴為了實(shí)現(xiàn)信貨號(hào)的放堅(jiān)大樸，其設(shè)計(jì)電屋路如圖副4頂.貓2帆所示：連圖段4簽.喪2毛利用高精襯度低漂移運(yùn)衣放設(shè)計(jì)的差敵動(dòng)放大器挽雪（打1腫）警前級(jí)采用貧運(yùn)放Al和脊A2組成并館聯(lián)型差動(dòng)放飲大器。理論攏上不難證明布，存運(yùn)算放箏大器為理想肯的情況下，驟并聯(lián)型差動(dòng)歉放人器的輸媽入阻抗為無(wú)扣窮人，共模承抑制比也為冤無(wú)窮人。在材理論上并聯(lián)紋型差動(dòng)放人掃器的共模抑?jǐn)R制比與電路昨的外圍電阻暫的精度和阻普值無(wú)關(guān)。山功（膠2退）厲阻容耦合瀉電路放存由炎并聯(lián)型差動(dòng)溉放大器構(gòu)成搞的前級(jí)放大幕器和由儀器先放大器構(gòu)成示的后級(jí)放大假器之間，這奔樣可為后級(jí)購(gòu)儀器放大器伯提高增益，貼進(jìn)而提高電撓路的共模抑升制比提供了巾?xiàng)l件。同時(shí)揚(yáng)，尤位仗于前置放大視器的輸出阻木抗很低，同汁時(shí)又采用共母模驅(qū)動(dòng)技術(shù)賺，避免了阻描容耦合電路肉中的阻、容徒元件參數(shù)不淡對(duì)稱（匹配禍）導(dǎo)致的共濁模干擾轉(zhuǎn)換賓成差模干擾血的情況發(fā)生排。蜓肅（仙3伸）廳后級(jí)電路爬采用廉價(jià)的霧儀器放大器國(guó)，將雙端信誘號(hào)轉(zhuǎn)換為單紐端信號(hào)輸出吹。由于阻容址耦合電路的踩隔直作用，解后級(jí)的儀器懇放大器可以慨做到很高的驢增益，進(jìn)而枯得到很高的垂共模抑制比醬。稅4.2A抹/D轉(zhuǎn)換唇A/D轉(zhuǎn)烤換器是前向樸通道中的一橋個(gè)環(huán)節(jié)，并唐不是所有的極前向通道中開都需要A夫/D轉(zhuǎn)換殖器。只有用貴到模擬量輸牙入通道，顯累然本文的設(shè)疫計(jì)需要A/屢D轉(zhuǎn)化傳感診器模擬信號(hào)款，以便后面套的信號(hào)顯示菌與判斷。筒膽服A/D轉(zhuǎn)換顯原理紡（1）窗逐次逼近法散逐次逼近式哪A/D是比土較常見的一搜種A/D轉(zhuǎn)趣換電路，轉(zhuǎn)逮換的時(shí)間為摩微秒級(jí)。采蠟用逐次逼近蜂法的A/D蔬轉(zhuǎn)換器是由混一個(gè)比較器印、D/A轉(zhuǎn)奶換器、緩沖喝寄存器及控董制邏輯電路維組成。基本嫩原理是從高欣位到低位逐弓位試探比較掉，好像用天察平稱物體，汪從重到輕逐范級(jí)增減砝碼似進(jìn)行試探。硬逐次逼近法規(guī)轉(zhuǎn)換過(guò)程是什：初始化時(shí)抱將逐次逼近至寄存器各位主清零；轉(zhuǎn)換替開始時(shí)，先它將逐次逼近晉寄存器最高停位置1，送德入D/A轉(zhuǎn)則換器，經(jīng)D苗/A轉(zhuǎn)換后禍生成的模擬莫量送入比較刃器，稱為扮拌，與送入比竿較器的待轉(zhuǎn)遣換的模擬量踐進(jìn)行比較，茫若慣，該位1被遣保留，否則陳被清除。然膀后再置逐次招逼近寄存器焰次高位為1括，將寄存器協(xié)中新的數(shù)字挺量送D/A蓋轉(zhuǎn)換器，輸席出的林再姜與姜比較，若握，該位1被闖保留，否則男被清除。重例復(fù)此過(guò)程，蠻直至逼近寄宮存器最低位誦。轉(zhuǎn)換結(jié)束概后，將逐次絹逼近寄存器叮中的數(shù)字量菌送入緩沖寄妥存器，得到遠(yuǎn)數(shù)字量的輸柱出。逐次逼篩近的操作過(guò)受程是在一個(gè)扎控制電路的潛控制下進(jìn)行俗的。扒（構(gòu)2陡）盤雙積分法趕采用雙積分土法的A/D別轉(zhuǎn)換器由電贊子開關(guān)、積打分器、比較邊器和控制邏秧輯等部件組訊成。基本原駝理是將輸入囑電壓變換成渠與其平均值寄成正比的時(shí)參間間隔，再渾把此時(shí)間間諒隔轉(zhuǎn)換成數(shù)沫字量，屬于奶間接轉(zhuǎn)換。練雙積分法A繡/D轉(zhuǎn)換的艘過(guò)程是：先踐將開關(guān)接通嘴待轉(zhuǎn)換的模符擬量紛，繼采樣輸入到西積分器，積扮分器從零開獅始進(jìn)行固定編時(shí)間Ｔ的正仰向積分，時(shí)衛(wèi)間Ｔ到后，侍開關(guān)再接通弟與忠極性相反的均基準(zhǔn)電壓志，將傲輸入到積分巖器，進(jìn)行反罰向積分，直鉛到輸出為伙0憑V時(shí)停止積趕分。策越大，積分戲器輸出電壓才越大，反向洲積分時(shí)間也肺越長(zhǎng)。計(jì)數(shù)違器在反向積扁分時(shí)間內(nèi)所逢計(jì)的數(shù)值，襪就是輸入模奏擬電壓慌所對(duì)應(yīng)的數(shù)糕字量，實(shí)現(xiàn)殖了A/D轉(zhuǎn)劫換。臨燒示A/D轉(zhuǎn)換孩器選用的原倦則：堆嬌（波1吩）為A/D轉(zhuǎn)敲換器的位數(shù)如。A/D壺轉(zhuǎn)換器決定桌分辨率的高匆低。在系統(tǒng)腿中，A/D攔轉(zhuǎn)換器的沫分辨率應(yīng)比殺系統(tǒng)允許引襲用誤差高一梯倍以上。某遍（腳2夕）羊A/D轉(zhuǎn)性換器的轉(zhuǎn)換洞速率。不同慌類型的A/禁D轉(zhuǎn)換器搏的轉(zhuǎn)換速率妹大不相同。扎積分型的轉(zhuǎn)刮換速率低，劈轉(zhuǎn)換時(shí)間從累幾豪秒到幾旅十毫秒，只椅能構(gòu)成低速稱A/D轉(zhuǎn)治換器，一般冰用于壓力、炎溫度及流量梨等緩慢變化巴的參數(shù)測(cè)試常。逐次逼近打型屬于中速匯A/D轉(zhuǎn)滿換器，轉(zhuǎn)換粗時(shí)間為納秒貓級(jí)，用于個(gè)孔通道過(guò)程控翁制和聲頻數(shù)洗字轉(zhuǎn)換系統(tǒng)疑。粗翅（玻3飛）菜是否加采樣傻/保持器。校常（鉆4猶）攏A/D轉(zhuǎn)確換器的有關(guān)鬧量程引腳。諷有的A/D貪轉(zhuǎn)換器提渣供兩個(gè)輸入徒引腳，不同枕量程范圍內(nèi)示的模擬量可幅從不同引腳踩輸入。鄉(xiāng)黑（接5附）殺A/D轉(zhuǎn)窯換器的啟動(dòng)塞轉(zhuǎn)換和轉(zhuǎn)換訪結(jié)束。一般莊A/D轉(zhuǎn)享?yè)Q器可由外貼部控制信號(hào)亮啟動(dòng)轉(zhuǎn)換，徹這一啟動(dòng)信扮號(hào)可由CP邀U提供。轉(zhuǎn)為換結(jié)束后A裳/D轉(zhuǎn)換罰器內(nèi)部轉(zhuǎn)換形結(jié)束信號(hào)觸廉發(fā)器置位，陰并輸出轉(zhuǎn)換欺結(jié)束標(biāo)志電寫平。通知微辟處理器讀取環(huán)轉(zhuǎn)換結(jié)果。忽窄（境6逼）捐A/D轉(zhuǎn)樓換器的晶閘軌管現(xiàn)象。其刑現(xiàn)象是在正粘常使用時(shí)，碎A/D轉(zhuǎn)途換器芯片電壓流驟增，時(shí)閱間一長(zhǎng)就會(huì)界燒壞芯片。鵲綜青上所述為，本文基于蓬計(jì)算機(jī)接口東特征、前向員通道的總誤假差、信號(hào)對(duì)謎象的變化率陸及轉(zhuǎn)換精度拋要求、環(huán)境個(gè)條件選擇誠(chéng)A/D轉(zhuǎn)槽換芯片的一睜些環(huán)境參數(shù)歸要求（工作畢溫度、功耗變、可靠性等模性能）以及預(yù)成本等方面式的綜合考慮透，最后結(jié)合兼本設(shè)計(jì)要求燦選擇A/光D轉(zhuǎn)化芯攏片為AD惜C0809絮。村A折DC080懂9是C固MOS單河片型逐次逼乒近式A/券D轉(zhuǎn)換器傷，可處理肆8路模擬大量輸入，且認(rèn)有三態(tài)輸出賭功能，既可獎(jiǎng)與各種微處咬理器相連，盛也可單獨(dú)工撕作，輸入輸單出兼容T且TL。賓其主要特性腳如下：盞耗?擠8路8位A守/D轉(zhuǎn)換器宗；黨剝?嫁單個(gè)＋5V缺電源供電；敏?洋模擬輸入電雄壓范圍：0燕～＋5V，仗不需零點(diǎn)和柳滿刻度校準(zhǔn)陶。截圖4.3貢ADC08毫09引腳圖緩如圖頑4.3所示趟，兼ADC08言09的引腳艙功能：序1）、IN帖T0-IN軟T7：八路團(tuán)模擬輸入通奧道浮2）、D7抬-D0：8愛位三態(tài)數(shù)據(jù)蓬輸出線。暗3）、A/有B/C:通舍道選擇輸入踩線，其中c腥為高位，A擋為低位英4）、AL柿E：通道鎖在存控制信號(hào)特輸入線鑒5）、ST牧ART:啟駛動(dòng)轉(zhuǎn)換控制丙信號(hào)輸入線飼。虧6）、CL麗K:轉(zhuǎn)換脈競(jìng)沖輸入線貧7）、VC市C：主電源頂+5V。里8）、GN博D:數(shù)字地籠4.3單片錯(cuò)機(jī)設(shè)計(jì)秘單片機(jī)是本興檢測(cè)系統(tǒng)的光核心，它完弓成系統(tǒng)的功見能設(shè)定、測(cè)田量對(duì)象選擇些、信號(hào)處理騎存儲(chǔ)、驅(qū)動(dòng)粉LED顯示頃等功能。現(xiàn)本設(shè)計(jì)選用騎的是80C焰51單片機(jī)筒，該單片機(jī)攏是雞MCS-5壘1系列的典厘型芯片慚。蔥脹80C5葛1單片機(jī)的負(fù)結(jié)構(gòu)藍(lán)圖反4.48偏0C51結(jié)蟻構(gòu)框圖袍在一小塊芯卡片上，集成益了一個(gè)微型陪計(jì)算機(jī)的各肝個(gè)組成部分芬。每一個(gè)單妖片機(jī)包括：師（1饞）一個(gè)8鳳位的微處澤理器（CP貧U）。晉（2旱）片內(nèi)數(shù)據(jù)另存儲(chǔ)器R燦AM(12磁8B/25簡(jiǎn)6B)，用錦以存放可以報(bào)讀/寫的數(shù)豐據(jù)，如運(yùn)算臺(tái)的中間結(jié)果紛、最終結(jié)果絕以及欲顯示庭的數(shù)據(jù)等。送（3踩）片內(nèi)程序角存儲(chǔ)器R哥OM/EP旦ROM（4授KB/8K巖B），用以演存放程序、啄一些原始數(shù)膠據(jù)和表格。擔(dān)（4艘）四個(gè)8般位并行爽I/O接培口P0~掏P3，每個(gè)蠢口既可以用娛作輸入，也從可以用作輸活出。季（5子）兩個(gè)定時(shí)斥器/計(jì)數(shù)器歷，每個(gè)定時(shí)貞器/計(jì)數(shù)器王都可以設(shè)置慢成計(jì)數(shù)方式伐，用以對(duì)外寒部事件計(jì)數(shù)針，也可以設(shè)婚置成定時(shí)方腸式，并可以殃根據(jù)計(jì)數(shù)或秤定時(shí)的結(jié)果印實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)今控制。醒（6夠）五個(gè)中斷天源的中斷控象制系統(tǒng)。老（7家）一個(gè)全雙墳工UAR婦T(通過(guò)異陣步接收發(fā)送劫器)的串行妻I/O本口，用于實(shí)葛現(xiàn)單片機(jī)之見間或單片機(jī)絞與微機(jī)之間督的串行通信否。加（8情）片內(nèi)振蕩蠻器和時(shí)鐘產(chǎn)籮生電路，但儀石英晶體和眨微調(diào)電容需用要外接。最染高允許振蕩染頻率為1蜘2MHz。惡也80C飾51單片機(jī)須引腳及其功衛(wèi)能偷該型號(hào)單片黎機(jī)亦是采用旁40腳太雙列直插封澤裝（DIP好）方式。由勒于80C撿51單片洗機(jī)是高性能冰單片機(jī)，而葉由于受到引覆腳數(shù)目的限煌制，所以有難不少引腳具囑有第二功能武，如圖4.繳5所示:綁圖4.5討80C51習(xí)單片機(jī)引呢腳圖利各引腳功能飲簡(jiǎn)要介紹如響下：矩（1）電源團(tuán)引腳Vc賭c和V膏ss膚Vcc（4濁0腳）：神電源端，為彈＋5V。助Vss（搭20腳）六：接地端。西（2）時(shí)鐘綠電路引腳扁XTAL1時(shí)和XT鋸AL2常XTAL2升（18腳泉）和XT無(wú)AL1(1誓9腳)分侄別接外部晶光體和微調(diào)電譯容的一端和朱另一端；對(duì)穴80C5遺1單片機(jī)蝕，外部脈沖騰信號(hào)須從棵XTAL1疤端輸入，虧XTAL2昂端懸空。裙建（3）控制唇信號(hào)引腳強(qiáng)RST，A令LE，混和喚膚RST/V斬PD(9懷腳)：RS片T是復(fù)位哄信號(hào)輸入端敢，高電平有咽效。當(dāng)此輸好入端保持兩身個(gè)機(jī)器周期躲（24個(gè)曬時(shí)鐘振蕩周名期）得高電悠平時(shí)，就可續(xù)以完成復(fù)位棚操作。RS益T引腳的第吃二功能是阻VPD，即仍備用電源的辮輸入端。界門（30腳漫）：地址鎖崗存允許信號(hào)汽端。當(dāng)8諒0C51喂上電正常工覺作后，AL謠E引腳不添斷向外輸出淋正脈沖信號(hào)師，此頻率為夕振蕩器頻率脅的1/6困。貼祖/VPP圾（31腳幫）：外部程態(tài)序存儲(chǔ)器地之址允許輸入雷端/固化編渠程電壓輸入螞端。側(cè)當(dāng)亦引腳接高電遭平時(shí)，CP幣U只訪問(wèn)福片內(nèi)EP萬(wàn)ROM/R窮OM并執(zhí)流行內(nèi)部程序粒存儲(chǔ)器中的傍指令，但當(dāng)紀(jì)PC（程順序計(jì)數(shù)器）鎖的值超過(guò)睜0FFF勞時(shí)，將自動(dòng)悶專區(qū)執(zhí)行片豐外程序存儲(chǔ)臘器內(nèi)的程序烘。謠當(dāng)擴(kuò)輸入信號(hào)會(huì)引腳接低電仁平（接地）茅時(shí)，CPU隸只訪問(wèn)外詞部EPR警OM/RO庫(kù)M并執(zhí)行外鴉部程序存儲(chǔ)伴器中的指令夕，而不管是哨否有片內(nèi)程饅序存儲(chǔ)器。繞（4）輸?shù)萌?輸出端弊口P0，重P1，P2類和P3德P望0口（P江0.0～P臘0.7，3條9～32動(dòng)腳）：P0乏口是一個(gè)暫漏極開路的樓8位準(zhǔn)冊(cè)雙向I/縱O狀端口。作為零漏極開路的易輸出端口，拍每位能驅(qū)動(dòng)鞠8個(gè)狠LS型趁TTL負(fù)稅載。當(dāng)P債0口作為浙輸入口使用似時(shí)，應(yīng)先向伙P0口貪鎖存器（地河址80H麗）寫入全與1，此時(shí)姨P0口的繞全部引腳浮座空，可作為籌高阻抗輸入筍。作輸入口懼使用時(shí)要先兵寫1，這姓就是準(zhǔn)雙向融的含義。會(huì)P1口（詠P1.0～墓P1.7，競(jìng)1～8腳蒼）：P1僑口是一個(gè)帶撇內(nèi)部上拉電租阻的8巖位準(zhǔn)雙向柱I/O端繞口。P1銹口的每一位柄能驅(qū)動(dòng)（灌訪入或輸出電光流）4個(gè)膛LS型等TTL撲負(fù)載。酒在P1辯口作為輸入芽口使用時(shí)，詳應(yīng)先向P及1口鎖存悄器（地址覽90H）寫鍵入全1，拿此時(shí)P1雖口引腳由菜內(nèi)部上拉電龍阻拉成高電嬌平。籮P隙2口(P艱2.0～P既2.7，2詠1～28定腳)：P2弱口是一個(gè)左帶內(nèi)部上拉退電阻的8哄位準(zhǔn)雙向魚I/O術(shù)端口。脹P指3口（P洲3.0～P娛3.7，1田0～17污腳）：P3速口是一個(gè)樣帶內(nèi)部上拉最電阻的8賠位準(zhǔn)雙向朱I/O徐端口。P3浴口的每一地位能驅(qū)動(dòng)（株灌入或輸出盯電流）4剪個(gè)LS姥型TTL幅負(fù)載。污P起3口與其捧他I/O慎端口有很疤大區(qū)別，它宮除作為一般嶄準(zhǔn)雙向I螞/O口外莖，每一上個(gè)引腳還具鋒有第二功能撒。姻4.4報(bào)屢警器控制電羞路國(guó)該超載控制捐報(bào)警器是由初單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)姓器電路、電宜子開關(guān)、聲豬音報(bào)警器和擇閃光燈報(bào)警猴器組成。頭單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)然器電路是由清時(shí)基集成電翅路NE55鼠5，電阻箭、電容器催、柴、妥和電位器保組成。儀電子開關(guān)電拼路由電阻饒和晶體管仍組成。景聲音報(bào)警器壟電路是由音捧效集成電路皆KD-95嬌61、電阻福、喪、晶體管坑和揚(yáng)聲器B么L組成。找閃光燈報(bào)警圾電路是由晶騎體管儀、電位器衛(wèi)、電阻動(dòng)、尾燈（額趟定電壓為5禍V）和發(fā)光岸二極管VL止組成。如圖獸4.6所示帆：己圖鍬4.6報(bào)條警電路慮4.5汽授車點(diǎn)火控制償系統(tǒng)粱避點(diǎn)火系統(tǒng)歡的功用嚇點(diǎn)火系統(tǒng)的挖功用是在發(fā)嘗動(dòng)機(jī)各種工則況和使用條桑件下，按照穴氣缸的工作斷順序定時(shí)地美在火花塞兩業(yè)電極間產(chǎn)生勝足夠能量的表電火花，以痕點(diǎn)燃可燃混訓(xùn)合氣體，使苗汽油發(fā)動(dòng)機(jī)哨實(shí)現(xiàn)做功。喊游點(diǎn)火系姜統(tǒng)的工作原膜理惠如圖4.6蓮所示是傳統(tǒng)濤點(diǎn)火系統(tǒng)的筋工作示意圖狀。點(diǎn)火線圈河初級(jí)繞組的綿一端經(jīng)點(diǎn)火伐開關(guān)SW與輩蓄電池相連睛，另一端經(jīng)界分電器殼上賭接線柱接斷予電器的活動(dòng)按觸點(diǎn)臂，固浪定觸點(diǎn)通過(guò)肯分電器殼體種接地。電容仇器掛并聯(lián)在斷電封器觸電之間脂。點(diǎn)火線圈籮次級(jí)繞組的泥一端在點(diǎn)火墾線圈內(nèi)與初煎級(jí)繞組相連凱，另一端經(jīng)貴高壓導(dǎo)線接鑒分電器蓋的睡中心電極。污接通點(diǎn)火開拘關(guān)，發(fā)動(dòng)機(jī)詞開始運(yùn)轉(zhuǎn)。粘在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)置轉(zhuǎn)的過(guò)程中抵，斷電器凸窯輪不斷旋轉(zhuǎn)醋，使斷電器生觸點(diǎn)不斷開啦閉。禍圖扶4.7點(diǎn)壺火系統(tǒng)工作搖示意圖本當(dāng)觸點(diǎn)閉合議時(shí)，電流從銅蓄電池的正廟極經(jīng)點(diǎn)火開茫關(guān)、點(diǎn)火線艇圈的初級(jí)繞漂組、斷電器焦觸點(diǎn)臂、觸跪點(diǎn)，搭鐵流犯回蓄電池的蚊負(fù)極，如圖較4.7左圖朗所示，由于固回路中流過(guò)劑的是低壓電慈流，因此稱工這條電路為鹿低壓電路或?yàn)V一次電路。換在初級(jí)繞組雁通電時(shí)，其婦周圍產(chǎn)生磁束場(chǎng)，并由于督鐵芯的作用杰而加強(qiáng)。想當(dāng)斷電器凸謹(jǐn)輪頂開觸點(diǎn)于時(shí)，如圖4復(fù).7右圖所虛示，一次電權(quán)路被切斷，共一次電流迅伍速下降到零凳，鐵芯中的張磁通隨之迅魚速衰減以至資消失，因而牛在匝數(shù)多，撇導(dǎo)線細(xì)的次咱級(jí)繞組中感氏應(yīng)出很高的投電壓，是火稱花塞兩極之公間的間隙被購(gòu)擊穿，產(chǎn)生伴電火花。初雁級(jí)繞組中電奪流下降的速恭度愈大，鐵芹芯中的磁通條變化就愈大男，次級(jí)繞組詳中的感應(yīng)電罵壓也就愈高竹。次級(jí)繞組溝中感應(yīng)出的蒼電壓，稱為楚二次電壓，握其中通過(guò)的畢電流稱為二港次電流，二漠次電流流過(guò)申的電路稱為嘆二次電路。楚在斷電器觸啞點(diǎn)分開的瞬無(wú)間，二次電渠路中分火頭甚恰好與側(cè)電鈴極對(duì)準(zhǔn)，二規(guī)次電流從點(diǎn)時(shí)火線圈的次崖級(jí)繞組，經(jīng)語(yǔ)蓄電池正極脆、蓄電池、繡搭鐵、火花寺塞側(cè)電極、挎火花塞中心貨電極、高壓協(xié)導(dǎo)線、配電洋器流回次級(jí)執(zhí)繞組。竟4.6控桿制系統(tǒng)的總叔電路圖及工騙作原理愉電路圖的工坊作原理詳單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)西器電路接收院到從傳感器緞?shì)敵龆思?艦0C51輸哀出的電壓信謊號(hào)，使單穩(wěn)補(bǔ)態(tài)觸發(fā)器電理路通電工作妹，當(dāng)汽車未鳥超載時(shí)，采奇集到的電壓丸信號(hào)很小，嘉時(shí)基集成電秩路NE55蜂5的3腳輸于出低電平，蘿處于截止?fàn)詈陸B(tài)，四聲模吳擬音效集成蕉電路KD-祝-9561顆和申、束均無(wú)工作電討壓，BL不蔽發(fā)聲，VL驅(qū)和L不發(fā)光排。當(dāng)被測(cè)汽央車裝載超過(guò)諸額定值時(shí)，雕有電阻應(yīng)變?nèi)谑絺鞲衅鞑瑟M集的壓力信貪號(hào)經(jīng)放大和踐A/D轉(zhuǎn)換芬，將模擬信魚號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)災(zāi)字信號(hào)，再環(huán)將轉(zhuǎn)化的電脹壓信號(hào)經(jīng)8狼0C51單姨片機(jī)輸出給剛報(bào)警器電路戀。單穩(wěn)態(tài)觸蒼發(fā)器電路通寫電工作，N乳E555手唯觸發(fā)而翻轉(zhuǎn)枝，有穩(wěn)態(tài)進(jìn)瞧入暫態(tài)，其因3腳由低電饅平變?yōu)楦唠娗锲?，使冶?dǎo)通，KD鋪--956膀1輸出的音葵效電信號(hào)經(jīng)否放大后，驅(qū)遭動(dòng)揚(yáng)聲器B尊L發(fā)出報(bào)警至聲。管集成電極的村一部分信號(hào)耽經(jīng)麻進(jìn)一步放大捆后，驅(qū)動(dòng)V絲L工作，使證VL與報(bào)警抵器同步閃光拒，且汽車報(bào)蹈警尾燈亮。關(guān)而當(dāng)車主發(fā)非現(xiàn)汽車超載昏后，對(duì)超載恩汽車卸載，天當(dāng)卸載后使當(dāng)載重汽車在堆額定載荷內(nèi)千時(shí)，下端與蘇非門電路工險(xiǎn)作，使二極翻管電路單向于導(dǎo)通，形成豎閉合回路，卷?yè)P(yáng)聲器BL海停止鳴笛，粱發(fā)光二極管炭停止閃爍，霉尾燈由于電施流信號(hào)消失擱而熄滅。倆同時(shí)當(dāng)霍爾郵效應(yīng)式輪速平傳感器接收意到車輪轉(zhuǎn)動(dòng)迎量時(shí)轉(zhuǎn)換為撤電壓信號(hào)，撤經(jīng)過(guò)檢測(cè)電買路后進(jìn)入單柿片機(jī)，然后井輸入到報(bào)警秋電路，同理犧，采集到的積電壓信號(hào)很劇小，時(shí)基集陣成電路NE說(shuō)555的3虜腳輸出低電夕平，城處于截止?fàn)顗膽B(tài)，四聲模把擬音效集成冬電路KD-壽-9561枕和假、冰均無(wú)工作電場(chǎng)壓，BL不暫發(fā)聲，VL炸和L不發(fā)光股，從而使得響整個(gè)報(bào)警電廢路不工作，姻這樣在車輛朋行駛時(shí)不會(huì)法因?yàn)榈缆奉嶀t(yī)簸，使得大嗓梁因所受壓頌力突然增大保而產(chǎn)生錯(cuò)誤啞報(bào)警。專圖圓4.8電瘡阻應(yīng)變式傳厲感器測(cè)量電嫂路與放大電返路教圖4.9刷霍爾效應(yīng)式逃輪速傳感器鋸測(cè)量電路與撓單片機(jī)接口餐圖4.10地80C5完1單片機(jī)最底小系統(tǒng)什圖蘋4.11飲ADC08鈔09與80止C51接口撒圖期4.12康報(bào)警電路咸控制過(guò)程的福實(shí)現(xiàn)該在柴點(diǎn)火接通電唉火開關(guān)線路睜處接一可控黨電流開關(guān)，爽與報(bào)警電路桑（VL閃光引電路）端相合連接，當(dāng)電譽(yù)流信號(hào)達(dá)到適一定值時(shí)，綿揚(yáng)聲器報(bào)警弄。同時(shí)VL渠閃光燈電路倡經(jīng)放大電路雁將電路電流慕放大，使閃贈(zèng)光燈和尾燈帥同時(shí)工作，合放大電流在航蓄電池控制鵝回路的電磁池閥處，由于寫電流大產(chǎn)生裂電磁力是控屠制蓄電池點(diǎn)差火系統(tǒng)電路梁電流開關(guān)打種開，蓄電池物點(diǎn)火系統(tǒng)處敗于無(wú)工作電靠流通過(guò)而處喚于開路狀態(tài)稻，使載重汽皂車點(diǎn)火系統(tǒng)痛不能正常點(diǎn)灘火，從而抑齊制發(fā)動(dòng)機(jī)工謝作，達(dá)到了攔控制汽車啟膀動(dòng)的目的。音當(dāng)汽車卸載形到額定載荷邊以內(nèi)時(shí)，控徹電電流開關(guān)霧活動(dòng)觸點(diǎn)由郵于電流小而續(xù)產(chǎn)生的電磁滋力小，使得甩電子閥開關(guān)隱回到初始狀調(diào)態(tài)而處于閉趟合，使點(diǎn)火灶系統(tǒng)形成無(wú)銳控制狀態(tài)的煉點(diǎn)火回路，警初級(jí)繞組中袖有電流通過(guò)缺，汽車能正行常啟動(dòng)。如職圖4.13毒所示：研圖4.13皆汽車點(diǎn)火窗系統(tǒng)控制電窯路圖蠅1-點(diǎn)火開熄關(guān)；2-點(diǎn)們火線圈；3噴-電容器；吵4-斷電器釣；5-配電摘器；6-火罵花塞；7-興阻尼電阻；周8-高壓導(dǎo)礎(chǔ)線；9-起盾動(dòng)機(jī)；10叫-電流表；伍11-蓄電饞池；12-術(shù)附加電阻；奏13-可控如電流開關(guān)魯5程序設(shè)集計(jì)殼5.1石系統(tǒng)主程序嚇的設(shè)計(jì)繭榨設(shè)計(jì)思想俊主程序分杯兩大冷個(gè)模塊，包烘括晚A/D轉(zhuǎn)換會(huì)模塊、向報(bào)警蒸模塊。用外共部中斷0實(shí)避現(xiàn)掉電保護(hù)柏功能；在8絨通道采集結(jié)殃束后，查詢吊一次鍵值，襲即8通道在絮同一輪采集掏過(guò)程中上限濫值是一樣的服。當(dāng)檢測(cè)到看超載時(shí)，持產(chǎn)生貓報(bào)警。糾抽主程序流也程圖待看當(dāng)系統(tǒng)觀開始后首先亡對(duì)兼系統(tǒng)初始化始，側(cè)完畢后，調(diào)舌用拒A/D轉(zhuǎn)換耳程序抹，采集數(shù)據(jù)畜，若超載則云調(diào)用曾報(bào)警校程序兩森均找開始開始臺(tái)脊撿垂磨悅蝶喇題戀系統(tǒng)初始化系統(tǒng)初始化啟動(dòng)啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換報(bào)警程序報(bào)警程序8通道采集完？8通道采集完？曾訂脾攜武免傘錄芹N判托料當(dāng)攻熟則Y批爽缺陸壟畫哪圖6.1史主程序流束程圖枕5霜.1.功3中資源分配逢兵表庭6.1病用戶寄存頸器說(shuō)明匯用戶寄存器攜符號(hào)陡存儲(chǔ)單元休說(shuō)明播OVER側(cè)0031H鍛超載重量值適首址堤WEIGH監(jiān)0039H勞機(jī)動(dòng)車實(shí)際判質(zhì)量首址萌QIAN瀉004AH抽顯示超載重驕量的千位地是址色表敲6.2謠主程序卻工作寄存器戲說(shuō)明剛寄存器名胞說(shuō)明攜寄存器名腸說(shuō)明悟R0糟需要采集的濤通道數(shù)券R2仆通道0實(shí)際禍質(zhì)量的地址的R1仗通道0超載由量的地址脅5.2A休/D轉(zhuǎn)換模稅塊設(shè)計(jì)遞開始贏A/D轉(zhuǎn)順化的功效主齒要是實(shí)現(xiàn)對(duì)棕放大后的傳累感器模擬信惡號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)適字信號(hào)以便本單片機(jī)的識(shí)敢別。當(dāng)主程御序調(diào)用A推/D轉(zhuǎn)換雁程序時(shí)，首四先須對(duì)A污/D轉(zhuǎn)換騾模塊進(jìn)行必顫要的初始化驟設(shè)置，再等細(xì)待傳感器檢剛測(cè)信號(hào)的輸廣入，等待輸膽入完成并存渠儲(chǔ)以便后面犯的報(bào)警裝置奮。其具體流若程如圖6.腹2所示趙開始日純A/D初始化A/D初始化選擇通道并啟動(dòng)轉(zhuǎn)化選擇通道并啟動(dòng)轉(zhuǎn)化等待轉(zhuǎn)化結(jié)束設(shè)晴數(shù)膛游復(fù)片等待轉(zhuǎn)化結(jié)束逆壽鉛幸蝦抱漫沃N朱漆司凝防敢晌攀Y神妄禁煌四訂道種劣彈升體伴府衰韻飽倉(cāng)匹喬讀入轉(zhuǎn)化數(shù)據(jù)并存儲(chǔ)讀入轉(zhuǎn)化數(shù)據(jù)并存儲(chǔ)結(jié)束結(jié)束似圖6.2烈A/D轉(zhuǎn)化細(xì)流程圖鋸侵5.3報(bào)嘴警模塊設(shè)計(jì)失兵設(shè)計(jì)思想益當(dāng)電路檢測(cè)撫到汽車承載極的壓力超過(guò)使額定值時(shí)，肚將產(chǎn)生一個(gè)保信號(hào)給報(bào)警轉(zhuǎn)電路。它是應(yīng)由80C5振1的P2.松0口來(lái)控制災(zāi)的，當(dāng)超過(guò)鈴設(shè)置的重量及時(shí)，程序使腐P2.0口魔值為高電平蛾，從而使N朝E555的扇3腳導(dǎo)通，墾報(bào)警電路接觸通，產(chǎn)生報(bào)險(xiǎn)警，同時(shí)使蕉LED燈發(fā)還光。匆脈程序流程榆圖開始毫重艦聰開始初始化初始化檢測(cè)壓力信號(hào)檢測(cè)壓力信號(hào)是否超重？四兼銹帖嫌沈堵微N是否超重？矮咸欠年依狂絞Y報(bào)警并報(bào)警并LED燈發(fā)光結(jié)束結(jié)束毀材昨傍玩榆神圖6.3汁報(bào)警程序廳流程圖6總結(jié)孩宜本論文是8棵0C51單插片機(jī)為核心墳的汽車超載怒控制系統(tǒng)。出通過(guò)對(duì)東風(fēng)眼EQ109蝴0E型中型很載重汽車車茅架進(jìn)行有限烏元分析，找炊到其應(yīng)以集挪中處，確定性其所受最大暮應(yīng)力。通過(guò)決最大應(yīng)力值維和截面位置單確定傳感器攀類型（電阻響應(yīng)變式傳感糕器），并在污車架受到最任大應(yīng)力處安甲放傳感器。壤將傳感器采魔集的壓力信歉號(hào)經(jīng)放大和伶A/D轉(zhuǎn)換皺，由模擬信綢號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)默字信號(hào)再通脹過(guò)80C5抽1輸給報(bào)警苗裝置。然后爪將報(bào)警裝置余中的部分電受信號(hào)通過(guò)放喬大器將其放做大并輸入東繭風(fēng)EQ10采90E型汽萌車點(diǎn)火控制忌系統(tǒng)中，對(duì)區(qū)其點(diǎn)火控制搬。杯同時(shí)考慮到遭汽車在行駛愁時(shí)可能會(huì)因狼為路面狀況虜不佳，車廂觀上下顛簸而享造成車架承青受壓力突然柏增大，超過(guò)滾其額定載荷唯，從而產(chǎn)生臺(tái)錯(cuò)誤報(bào)警，雷因此本設(shè)計(jì)斯采用了霍爾腰效應(yīng)式輪速李傳感器通過(guò)覺80C51怠單片機(jī)對(duì)報(bào)掩警系統(tǒng)進(jìn)行饑控制，使得捏汽車車輪轉(zhuǎn)敏動(dòng)后報(bào)警系距統(tǒng)關(guān)閉。質(zhì)本論文的不紙足之處，所聯(lián)設(shè)計(jì)的控制拴系統(tǒng)未加以猾仿真，理論盈的成功不代難表其實(shí)用性估，需要對(duì)其涼進(jìn)行檢測(cè)。駕參考文獻(xiàn)插浴[1]ht鑄tp://男g(shù)b.ch服inare輕viewn畝e