柴油发电机的机油压力测量装置
发布时间：2025-11-15 点击：13
柴油发电机的机油压力测量装置
机油压力测量装置是用来监测柴油发电机主油道中的机油压力。它有膜片式、管状弹簧式和电热式等几种。前两种是直接作用式，测压灵敏度高，但监测不方便。电热式机油压力测量装置是非电量测试、电量传递和机械显示的仪表。机油压力测量装置由机油压力传感器、机油压力表和信息传递的导线组成。机油压力传感器装在气缸体上与主油道相通，机油压力表装在仪表盘上。热电式机油压力表测量灵敏度不高，但监测方便，测量的压力值能达到要求。因此，电热式机油压力测量装置在动力机械上被广泛采用。
一、系统方案设计
1、系统的控制方案设计
检测压力传感器mpx4115检测到压力信号后，通过adc0804转换后送入at89c52单片机，单片机对数据进行处理，显示等。
2、最终设计方案总体设计框图
由压力传感器、a/d模数转换器、at89c51单片机、led显示电路以及相应的报警设备所组成。机油压力传感器采集汽车机油的压力信号，将其转换为相对应的电压信号，将电压信号输送到a/d模数转换器转换为数字信号，并送入到at89c52单片机中，经过单片的数字滤波处理后，在通过数码管的驱动程序，将其显示在led显示器上。如果机油压力超过预设范围时，单片机会输出控制信号用以驱动相应的声光报警电路，以提示用户机油压力不在正常范围之内。如图1所示。
图1 机油压力测量装置系统设计框图
二、系统硬件设计
1、 at89c52单片机
（1）8052单片机
在此单片机上集成了微处理器（cpu），内部数据存储器（ram），以及输入输出端口。8051单片机采用40只引脚的双列直插封装方式，各引脚的功能如下：
① 时钟引脚x1及 x2：用于接晶体振荡器，此次设计用的晶振频率为6mhz。
② reset脚：是复位信号输入端，高电平有效。
③ ale脚：地址锁存允许信号，用于锁存单片机输出的地址信号，高电平有效。
④ psen脚：程序存储器输出控制端，在单片机访问外部程序存储器时，此引脚输出的负脉冲作为读外部程序存储器的选通信号，接至程序存储器的oe端。低电平有效。
⑤ ea脚：其功能为内外程序存储器选择控制端。当ea为高电平时，单片机访问内部程序存储器，当ea为低电平时，单片机直接访问片外程序存储器。本设计用的是8031，由于8031内部无程序存储器，所以此引脚应接地。低电平有效。
⑥ i/o口引脚：共4个，分别是p0、p1、p2、p3，均为8位口。这4个i/o口可分别作为基本的input、output端口。其中p0口可作为数据总线和地址总线（低8位）分时复用的端口，p2口可作为地址总线的高8位，即p0口和p2口地起构成16位地址总线，可供寻址的地址范围是：64kb。p3口具有第二功能，即可以产生中断，定时计数等功能。
⑦ rd、wr引脚：为读和写选通信号，rd用于将单片机的数据写入外设中，wr用于从外设中读取数据。低电平有效at89c51系列单片机都是以8031为核心发展起来的，具有和51系列单片机及基本结构和软件特征，其内部结构如图2所示：
图2 （单片机）内部结构图
2、 时钟电路
本设计采用内部时钟方式的电路。 at89c51单片机内部有一个用于构成振荡器的高增益反相放大器，该高增益反相放大器的输入端为芯片引脚xtal1，输出端为引脚xtal2。这两个引脚跨接石英晶体振荡器和微调电容，就构成了一个稳定的自激振荡器。电路中的电容c1和c2典型值通常选择为33pf左右。晶体的振荡频率的范围通常是在1.2mhz～12mhz之间。晶体的频率越高，则系统的时钟频率也就越高，单片机的运行速度也就越快。.
3、复位电路
复位电路通常采用上电自动复位和按钮复位两种方式。本次设计采用上电复位电路。上电复位电路是在上电瞬间来实现的。上电时， reset端维持两个机器周期的高电平实现复位。
4、数码管显示电路
选用4位数码管作为显示，因为89c52单片机的i/o引脚有限，为了节省资源，设计了下图所示的数码管电路，改电路选用2片74hc573作为锁存器，通过程序指令使段选信号和位选信号有序输出，达到驱动目的。
5、光电报警电路
蜂鸣器是一种一体化结构的电子讯响器，采用直流电压供电，广泛用于计算机、打印机、复印机、报警器、电子玩具、电话机、定时器等电子产品中作发声器件。
蜂鸣器主要分为压电式蜂鸣器和电磁式蜂鸣器两种类型。蜂鸣器也分为有源蜂鸣器和无源蜂鸣器。
通过三极管放大电流驱动蜂鸣器发出报警声。通过led发光二极管作为灯光报警。
6、a/d转换电路
adc0804转换器工作原理:所谓 a/d转换器就是模拟/数字转换器（adc），是将输入的模拟信号转换成数字信号。信号输入端可以是传感器或转换器的输出，而 adc的数字信号也可能提供给微处理器，以便广泛地系统采用adc0804ad转换芯片采样滑动变阻器上的电压，其他外部电路采用芯片资料上的典型应用电路。
三、电热式机油压力测量装置的构造及原理
电热式机油压力测量装置的构造见图1及原理如2所示。
闭合电源开关20，传感器中的加热线圈17将双金属片16加热，双金属片受热后向外弯曲，触点副23跳开，切断机油压力表的电路，加热线圈17中断对双金属片16的加热。双金属片受冷后复原，触点副又闭合，机油压力表的电路又被接通，此后电路时通时断。当机油压力表电路接通时，压力表中的加热线圈2加热双金属片4，双金属片4受热后弯曲，其头部钩着指针1的下端边框，使指针摆动指示柴油发电机润滑系统中的机油压力。
当发动机尚未运转，闭合开关20时，传感器中的触点副虽然时开时闭，但由于其闭合时间短，流过压力表的电流量微小，加热量小，双金属片变形量也很小，不能拉着指针摆动。此时，指针指向零。
当发动机工作后，来自主油道的油压经螺栓接头11传入传感器油腔内，压着平面膜片21拱起，平面油膜顶着弹簧片18弯曲，触点副上升，双金属片受机械力而弯曲。因此，加热线圈17对双金属片16加热较长的时间才能使触点副23张开断电。由于触点副闭合的时间较长，压力表中的加热线圈2对双金属片4加热的时间相应增长，弯曲程度也较大。这时，双金属片的头部勾着指针1的下边框沿，使机油压力表的指针摆动。由于触点副时开时闭，机油压力表的指针指示某一机油压力位置。
柴油发电机电热式机油压力测量装置结构
柴油发电机电热式机油压力测量装置原理图
1-指针；2,17-加热线圈；3,8,22-接线柱；4,16-双金属片；5,7-调节臂；6-倍流器；
9-框钉片；10-表壳；11-螺栓接头；12-调节齿轮；13-压力片；14-炭质电阻；15-导电铜片：
18-弹簧片；19-蓄电池；20-开关；21-平面膜片；23-触点副；24-传感器外壳；25-底板
环境温度为20℃±5℃，电压为14v，机油压力在0.2mpa时，误差不超过0.04mpa；机油压力在0.5mpa时，误差不超过0.1mpa。触点副用银镉合金制成，使用寿命为1200～1500h，所以不观察机油压力表时，应将电路关掉。调节齿轮12用于调整触点副的压力，调节臂5和7用于调整指针和表盘的相对位置。
在使用过程中注意：机油压力传感器和压力表应配套使用。如308型电热式机油压力表与303型机油压力传感器配套使用。在安装机油压力表时，应使外壳的箭头向上，不能偏过垂直位置30°以上。
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一、系统方案设计
1、系统的控制方案设计
检测压力传感器mpx4115检测到压力信号后，通过adc0804转换后送入at89c52单片机，单片机对数据进行处理，显示等。
2、最终设计方案总体设计框图
由压力传感器、a/d模数转换器、at89c51单片机、led显示电路以及相应的报警设备所组成。机油压力传感器采集汽车机油的压力信号，将其转换为相对应的电压信号，将电压信号输送到a/d模数转换器转换为数字信号，并送入到at89c52单片机中，经过单片的数字滤波处理后，在通过数码管的驱动程序，将其显示在led显示器上。如果机油压力超过预设范围时，单片机会输出控制信号用以驱动相应的声光报警电路，以提示用户机油压力不在正常范围之内。如图1所示。
图1 机油压力测量装置系统设计框图
二、系统硬件设计
1、 at89c52单片机
（1）8052单片机
在此单片机上集成了微处理器（cpu），内部数据存储器（ram），以及输入输出端口。8051单片机采用40只引脚的双列直插封装方式，各引脚的功能如下：
① 时钟引脚x1及 x2：用于接晶体振荡器，此次设计用的晶振频率为6mhz。
② reset脚：是复位信号输入端，高电平有效。
③ ale脚：地址锁存允许信号，用于锁存单片机输出的地址信号，高电平有效。
④ psen脚：程序存储器输出控制端，在单片机访问外部程序存储器时，此引脚输出的负脉冲作为读外部程序存储器的选通信号，接至程序存储器的oe端。低电平有效。
⑤ ea脚：其功能为内外程序存储器选择控制端。当ea为高电平时，单片机访问内部程序存储器，当ea为低电平时，单片机直接访问片外程序存储器。本设计用的是8031，由于8031内部无程序存储器，所以此引脚应接地。低电平有效。
⑥ i/o口引脚：共4个，分别是p0、p1、p2、p3，均为8位口。这4个i/o口可分别作为基本的input、output端口。其中p0口可作为数据总线和地址总线（低8位）分时复用的端口，p2口可作为地址总线的高8位，即p0口和p2口地起构成16位地址总线，可供寻址的地址范围是：64kb。p3口具有第二功能，即可以产生中断，定时计数等功能。
⑦ rd、wr引脚：为读和写选通信号，rd用于将单片机的数据写入外设中，wr用于从外设中读取数据。低电平有效at89c51系列单片机都是以8031为核心发展起来的，具有和51系列单片机及基本结构和软件特征，其内部结构如图2所示：
图2 （单片机）内部结构图
2、 时钟电路
本设计采用内部时钟方式的电路。 at89c51单片机内部有一个用于构成振荡器的高增益反相放大器，该高增益反相放大器的输入端为芯片引脚xtal1，输出端为引脚xtal2。这两个引脚跨接石英晶体振荡器和微调电容，就构成了一个稳定的自激振荡器。电路中的电容c1和c2典型值通常选择为33pf左右。晶体的振荡频率的范围通常是在1.2mhz～12mhz之间。晶体的频率越高，则系统的时钟频率也就越高，单片机的运行速度也就越快。.
3、复位电路
复位电路通常采用上电自动复位和按钮复位两种方式。本次设计采用上电复位电路。上电复位电路是在上电瞬间来实现的。上电时， reset端维持两个机器周期的高电平实现复位。
4、数码管显示电路
选用4位数码管作为显示，因为89c52单片机的i/o引脚有限，为了节省资源，设计了下图所示的数码管电路，改电路选用2片74hc573作为锁存器，通过程序指令使段选信号和位选信号有序输出，达到驱动目的。
5、光电报警电路
蜂鸣器是一种一体化结构的电子讯响器，采用直流电压供电，广泛用于计算机、打印机、复印机、报警器、电子玩具、电话机、定时器等电子产品中作发声器件。
蜂鸣器主要分为压电式蜂鸣器和电磁式蜂鸣器两种类型。蜂鸣器也分为有源蜂鸣器和无源蜂鸣器。
通过三极管放大电流驱动蜂鸣器发出报警声。通过led发光二极管作为灯光报警。
6、a/d转换电路
adc0804转换器工作原理:所谓 a/d转换器就是模拟/数字转换器（adc），是将输入的模拟信号转换成数字信号。信号输入端可以是传感器或转换器的输出，而 adc的数字信号也可能提供给微处理器，以便广泛地系统采用adc0804ad转换芯片采样滑动变阻器上的电压，其他外部电路采用芯片资料上的典型应用电路。
三、电热式机油压力测量装置的构造及原理
电热式机油压力测量装置的构造见图1及原理如2所示。
闭合电源开关20，传感器中的加热线圈17将双金属片16加热，双金属片受热后向外弯曲，触点副23跳开，切断机油压力表的电路，加热线圈17中断对双金属片16的加热。双金属片受冷后复原，触点副又闭合，机油压力表的电路又被接通，此后电路时通时断。当机油压力表电路接通时，压力表中的加热线圈2加热双金属片4，双金属片4受热后弯曲，其头部钩着指针1的下端边框，使指针摆动指示柴油发电机润滑系统中的机油压力。
当发动机尚未运转，闭合开关20时，传感器中的触点副虽然时开时闭，但由于其闭合时间短，流过压力表的电流量微小，加热量小，双金属片变形量也很小，不能拉着指针摆动。此时，指针指向零。
当发动机工作后，来自主油道的油压经螺栓接头11传入传感器油腔内，压着平面膜片21拱起，平面油膜顶着弹簧片18弯曲，触点副上升，双金属片受机械力而弯曲。因此，加热线圈17对双金属片16加热较长的时间才能使触点副23张开断电。由于触点副闭合的时间较长，压力表中的加热线圈2对双金属片4加热的时间相应增长，弯曲程度也较大。这时，双金属片的头部勾着指针1的下边框沿，使机油压力表的指针摆动。由于触点副时开时闭，机油压力表的指针指示某一机油压力位置。
柴油发电机电热式机油压力测量装置结构
柴油发电机电热式机油压力测量装置原理图
1-指针；2,17-加热线圈；3,8,22-接线柱；4,16-双金属片；5,7-调节臂；6-倍流器；
9-框钉片；10-表壳；11-螺栓接头；12-调节齿轮；13-压力片；14-炭质电阻；15-导电铜片：
18-弹簧片；19-蓄电池；20-开关；21-平面膜片；23-触点副；24-传感器外壳；25-底板
环境温度为20℃±5℃，电压为14v，机油压力在0.2mpa时，误差不超过0.04mpa；机油压力在0.5mpa时，误差不超过0.1mpa。触点副用银镉合金制成，使用寿命为1200～1500h，所以不观察机油压力表时，应将电路关掉。调节齿轮12用于调整触点副的压力，调节臂5和7用于调整指针和表盘的相对位置。
在使用过程中注意：机油压力传感器和压力表应配套使用。如308型电热式机油压力表与303型机油压力传感器配套使用。在安装机油压力表时，应使外壳的箭头向上，不能偏过垂直位置30°以上。
上柴柴油发电机组轴瓦高低不平调整方案及选用技巧
广东“限电”浪潮下，柴油发电机组为您保障稳定用电
上海发电机出租的性质和主要用途
浅析柴油发电机组小负荷运行的危害
怎么判断柴油机与发电机的功率是否匹配？
柴油发电机厂家：柴油发电机气缸的密封性-解析
维修柴油发电机组工具--锉削正确使用方法
柴油发电机组是否需要选配静音箱？二三线的柴油发电机品牌好不好？