基于磁致伸缩原理的数字化汽车油量仪的设计与实现

摘要

燃油是汽车的动力源泉，精确掌握汽车燃油情况对每一位驾驶员来说都至关重要；传统汽车油量表采用三刻度式仪表盘，这种仪表受油位传感器限制只能粗略的反映燃油情况，使驾驶员只能对油量有个大概的估计，毫无精准而言。为了解决这一问题，本文提出一种基于磁致伸缩原理的数字化汽车油量测量系统，此系统工作原理颠覆了传统油量测量技术，它不但可以实现高精度汽车油量测量，而且油位传感器的数字化输出也十分便于处理与显示。
　　在本系统中，磁致伸缩换能器的设计与高精度时间测量模块的设计是最为重要的两个环节，其设计好坏直接影响整个系统的工作状态。本文着重讨论了这两方面的问题，同时给出了切实可行的实验方案。
　　本文主要工作包含以下几个方面：首先分析了目前汽车油量测量系统的发展与几种常用的液位测量手段，并对其优缺点进行比较；其次详细介绍了磁致伸缩液位传感器的工作原理与测量机理；然后分别对系统构建、硬件电路设计、软件编程问题给出了详细描述，尤其对磁致伸缩换能器与高精度时间测量方案给出了详细的设计与实现方案；最后对实际系统进行了测试并对测量误差进行了分析，并提出合理的校准方案。并对系统应用价值进行了评估同时对系统还隐藏存在的问题及以后的升级与改进给出了改进方向。
　　由系统的实际运行测试数据可知，本文设计的基于磁致伸缩原理的数字化汽车油量仪具有运行稳定、测量精度高、寿命长且故障率较低的优点，完全满足汽车油量测量系统的实际要求。

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第1章 绪论

1.1 液位测量技术的发展

1.2 磁致伸缩技术及国内外发展现状

1.3 课题背景与主要内容

第2章 磁致伸缩液位传感器的设计原理

2.1 磁致伸缩效应产生机理

2.2 逆磁致伸缩效应

2.3 磁致伸缩液位传感器的测量机理

2.4 本章小结

第3章 汽车油量仪系统的结构设计

3.1 磁致伸缩材料的选择

3.2 传感器测量杆总体结构

3.3 磁致伸缩换能器设计

3.4 浮子的设计

3.4 本章小结

第4章 系统硬件部分设计

4.1 测量仪总体电路设计

4.2 核心控制电路

4.3 脉冲发射与驱动电路

4.4 回波信号放大整形电路

4.5 高精度计时电路

4.6 温度测量电路

4.7 输出接口电路

4.8 电源电路设计

4.9 本章小结

第5章 系统软件部分设计

5.1 调试平台与程序编写

5.2 系统程序设计

5.3 本章小结

第6章 系统调试与误差分析

6.1 系统测试

6.2 性能分析

6.3 误差分析

6.4 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果

致谢