船用柴油機綜合信號模擬器的制造方法
【專利摘要】一種船用柴油機綜合信號模擬器，其特征在于：所述綜合信號模擬器包括箱體、電源和用以產(chǎn)生和輸出模擬柴油機運行信號的溫度回路、頻率回路、電壓回路和電流回路；各回路包括連接旋轉(zhuǎn)編碼器的MCU，該MCU產(chǎn)生并輸出模擬溫度信號、模擬頻率信號、模擬電壓信號和模擬電流信號，并且連接LCD同步顯示。本實用新型通過軟件和硬件相結(jié)合的方式模擬柴油機運行過程中的輸出信號，使不用到柴油機運行現(xiàn)場就可以采集到所需信號成為可能，對柴油機后續(xù)監(jiān)測報警和故障模擬的一些情況，無需實際動車實驗，節(jié)約了試車成本，而且具有操作方便、實用性強的優(yōu)點，對企業(yè)中的產(chǎn)品檢測和操作培訓(xùn)、科研院所的研究開發(fā)和高校的實驗教學(xué)等都具有實際意義。
【專利說明】船用柴油機綜合信號模擬器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種信號模擬裝置，具體涉及一種用于模擬多種常用信號的船用柴油機綜合信號模擬器，屬于電子【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]為了對船舶柴油機運行的后續(xù)監(jiān)測和故障報警情況進行研宄，以便為研發(fā)、設(shè)計、操作培訓(xùn)、理論教學(xué)等創(chuàng)造條件，就需要采集柴油機運行中產(chǎn)生的各種運行信號，若到船舶柴油機運行現(xiàn)場去采集所需的溫度信號、頻率信號、電壓信號和電流信號等，不僅影響柴油機的正常工作，而且耗費大量人力、物力，成本很高；若僅依靠實驗室的器材和設(shè)備，則無法滿足柴油機的測試條件，完成有關(guān)研宄、培訓(xùn)、檢測、教學(xué)等工作。因此有必要開發(fā)出一套柴油機綜合信號模擬器來取代對船用柴油機的現(xiàn)場采集信號工作。
實用新型內(nèi)容
[0003]本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種操作方便，實用性強的船用柴油機綜合信號模擬器，通過軟件和硬件相結(jié)合的方式模擬產(chǎn)生柴油機運行過程中輸出的各種信號，實現(xiàn)不到柴油機運行現(xiàn)場就可以得到所需溫度、頻率、電壓和電流等信號。
[0004]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型的技術(shù)解決方案如下:
[0005]一種船用柴油機綜合信號模擬器，其特征在于:所述綜合信號模擬器包括箱體、電源和用以產(chǎn)生和輸出模擬柴油機運行信號的溫度回路、頻率回路、電壓回路和電流回路，該溫度回路、頻率回路、電壓回路和電流回路容納于所述箱體內(nèi)且與所述電源連接；
[0006]所述溫度回路包括連接旋轉(zhuǎn)編碼器的MCU，該MCU通過繼電器輸出PT100電阻的模擬溫度信號，并且連接IXD同步顯示；
[0007]所述頻率回路包括連接旋轉(zhuǎn)編碼器的MCU，該MCU驅(qū)動DDS頻率發(fā)生器產(chǎn)生頻率信號，再經(jīng)過緩沖放大輸出模擬頻率信號，并且連接LCD同步顯示；
[0008]所述電壓回路包括連接旋轉(zhuǎn)編碼器的MCU，該MCU驅(qū)動DA芯片產(chǎn)生精度達到1/4096的電平信號，再經(jīng)過運放緩沖輸出K型熱電偶的模擬電壓信號，并且連接LCD同步顯示溫度和對應(yīng)毫伏值；
[0009]所述電流回路包括連接旋轉(zhuǎn)編碼器的MCU，該MCU驅(qū)動DA芯片產(chǎn)生精度達到1/4096的電平信號，再經(jīng)過電壓-電流轉(zhuǎn)換電路輸出模擬電流信號，并且連接LCD同步顯示電流值。
[0010]進一步地，所述的模擬溫度信號為10路輸出，溫度范圍o-1oo°c，步進1°C，精度± I°C;所述模擬頻率信號為2路輸出，頻率范圍0-2000HZ，步進1HZ，TTL電平；所述模擬電壓信號為2路輸出，溫度范圍0-800°C，步進1°C，毫伏電壓輸出；所述模擬電流信號為2路輸出，電流范圍4-20mA，步進0.01mA。
[0011]進一步地，所述的IXD設(shè)置在所述箱體的面板上，該面板上還設(shè)置有用以調(diào)整輸出值的多個旋鈕，該多個旋鈕分別連接所述溫度回路、頻率回路、電壓回路和電流回路的MCU0
[0012]進一步地，所述的箱體的背板上設(shè)置有用以連接輸出的多個接線端子。
[0013]進一步地，所述的DA芯片為12位。
[0014]進一步地，所述的MCU的型號為STM8。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型集成了常用的多種信號模擬功能，能夠模擬產(chǎn)生柴油機運行過程中的溫度、頻率、電壓和電流等大部分輸出信號，在輸出各種信號的同時，還能把所輸出信號的信息顯示在液晶屏上以便操作者進行調(diào)整。所述信號模擬器在對柴油機后續(xù)監(jiān)測報警和故障模擬的過程中，無需實際動車實驗，節(jié)約了試車成本，使不用到柴油機運行現(xiàn)場就可以采集到所需信號成為可能，而且本發(fā)明具有操作方便、精度高、實用性強、擴展性良好的優(yōu)點，既可以應(yīng)用于柴油機故障模擬，也可以應(yīng)用于教學(xué)實驗，還可以應(yīng)用于儀器儀表調(diào)較、檢修和維護，對企業(yè)中的產(chǎn)品檢測和操作培訓(xùn)、科研院所的研宄開發(fā)和高校的實驗教學(xué)等都具有實際意義。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖2是本實用新型的外形圖。
[0018]圖3是本實用新型的箱體面板布置圖。
[0019]圖4是溫度回路的結(jié)構(gòu)原理圖。
[0020]圖5是頻率回路的結(jié)構(gòu)原理圖。
[0021]圖6是電壓回路的結(jié)構(gòu)原理圖。
[0022]圖7是電流回路的結(jié)構(gòu)原理圖。

【具體實施方式】
[0023]本實用新型提供了一種不用到柴油機運行現(xiàn)場就可以采集到所需信號的綜合信號模擬設(shè)備，該信號模擬設(shè)備集成了柴油機系統(tǒng)的多種常用信號，包括10路PT100溫度阻值信號、2路頻率信號、2路K型熱電偶毫伏信號以及4-20mA電流輸出信號。
[0024]下面結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型所述的船用柴油機液壓驅(qū)動系統(tǒng)的多通路供油管作進一步的詳細闡述，但不應(yīng)以此來限制本實用新型的保護范圍。
[0025]請結(jié)合參閱圖1和圖2，圖示船用柴油機綜合信號模擬器包括箱體1、電源2、IXD (液晶顯示器)3、LED (發(fā)光二極管)、旋鈕4、溫度回路、頻率回路、電壓回路和電流回路。所述溫度回路、頻率回路、電壓回路和電流回路用以產(chǎn)生和輸出模擬柴油機運行的信號，容納于所述箱體I內(nèi)且與所述電源2連接。整機功耗小于20W，220V供電。
[0026]請參閱圖4，所述溫度回路包括連接旋轉(zhuǎn)編碼器的MCU (微控制器)，該MCU通過繼電器輸出PTlOO鉑電阻的模擬溫度信號，并且連接所述LCD3同步顯示對應(yīng)溫度點阻值；所述的模擬溫度信號為10路輸出，溫度范圍0-100°C，步進1°C，精度± 1°C。
[0027]請參閱圖5，所述頻率回路包括連接旋轉(zhuǎn)編碼器的MCU，該MCU驅(qū)動高性能DDS頻率發(fā)生器產(chǎn)生高精度的頻率信號，再經(jīng)過緩沖放大輸出模擬頻率信號，并且連接LCD同步顯示；所述模擬頻率信號為2路輸出，頻率范圍0-2000HZ，步進1HZ，TTL電平。
[0028]請參閱圖6，所述電壓回路包括連接旋轉(zhuǎn)編碼器的MCU，該MCU驅(qū)動DA芯片(數(shù)模轉(zhuǎn)換器)產(chǎn)生精度達到1/4096的電平信號，再經(jīng)過運放緩沖輸出K型熱電偶的模擬電壓信號，并且連接LCD同步顯示溫度和對應(yīng)毫伏值；所述模擬電壓信號為2路輸出，溫度范圍
0-800 °C，步進I °C，暈伏電壓輸出。
[0029]請參閱圖7，所述電流回路包括連接旋轉(zhuǎn)編碼器的MCU，該MCU驅(qū)動DA芯片產(chǎn)生精度達到1/4096的電平信號，再經(jīng)過電壓-電流轉(zhuǎn)換電路輸出模擬電流信號，并且連接LCD同步顯示電流值；所述模擬電流信號為2路輸出，電流范圍4-20mA，步進0.01mA。
[0030]所述各回路中，所述的MCU(微控制器)的型號為STM8;所述的DA芯片(數(shù)模轉(zhuǎn)換器)為12位。
[0031 ] 請參閱圖3，所述的IXD (液晶顯示器)3、LED (發(fā)光二極管)、多個旋鈕4設(shè)置在所述箱體I的面板上。該IXD3共有8塊，每塊IXD 3 (16*2字符)同時顯示兩路數(shù)值(PT100溫度回路液晶屏上顯示2路溫度值和電阻值，頻率回路液晶屏上顯示2路頻率值，熱電偶電壓回路液晶屏上顯示2路溫度值和電壓值，4-20mA電流回路液晶屏上顯示2路電流值)。該多個旋鈕4設(shè)置于相應(yīng)的LCD (液晶顯示器)的下方，分別連接所述溫度回路、頻率回路、電壓回路和電流回路的MCU，用以改變通道和分別調(diào)整相應(yīng)的溫度、頻率、電壓和電流輸出值。
[0032]請參閱圖2，所述的箱體I的背板上還設(shè)置有用以連接輸出的多個接線端子5。該接線端子5采用普通端子接口，可以按需要靈活地接線使用。
[0033]本實用新型的具體使用說明如下:
[0034]每個IXD (液晶顯示器)下面有相應(yīng)的旋鈕4，用于改變輸出值和改變通道，正時針旋轉(zhuǎn)減小輸出值，當(dāng)旋轉(zhuǎn)到最小值時再正時針旋轉(zhuǎn)一次則會變成最大值；逆時針旋轉(zhuǎn)增大輸出值，當(dāng)旋轉(zhuǎn)到最大值時再逆時針旋轉(zhuǎn)一次則會變?yōu)樽钚≈?；按下旋鈕，就會切換到當(dāng)前所要改變的通道。例如溫度回路:按下旋鈕4，第一路雙色LED變?yōu)辄S色，表明第一路進入設(shè)置狀態(tài)，逆時針旋轉(zhuǎn)旋鈕4，溫度增加，順時針旋轉(zhuǎn)旋鈕4，溫度降低，IXD (液晶顯示器)3同步顯示溫度和對應(yīng)點電阻值；再按下旋鈕4，繼電器按照最終溫度吸合上，該路輸出最終阻值，同時第一路雙色LED變?yōu)榧t色的，表明第一路已經(jīng)處于輸出狀態(tài)。再按下旋鈕4，切換到第二路溫度/阻值設(shè)置，旋鈕4左邊的第二路雙色LED為黃色，表明第二路進入設(shè)置狀態(tài)。其他操作同第一步；第二路輸出后，再按下旋鈕4，則系統(tǒng)又進入第一路設(shè)置，如此循環(huán)。
[0035]本實用新型的接線方法如下:
[0036]按需要模擬的柴油機信號正確接線，接線中需要接屏蔽線。
[0037](I)PTlOO模擬輸出(輸出電阻值)
[0038]兩線制接線方法:一一對應(yīng)接到模擬PT100電阻輸出“ + ”和端子上。
[0039]三線制接線方法:正端接到模擬PT100電阻輸出線“ + ”端子上，兩個負端短接然后接到模擬PT100電阻輸出端子上。
[0040](2)頻率輸出(輸出頻率值)
[0041 ] 接線方法:——對應(yīng)接到模擬頻率輸出“ OUT ”和地端子上。
[0042](3) K型熱電偶輸出(輸出電壓值)
[0043]接線方法:一一對應(yīng)接到模擬K型熱電偶電壓輸出“ + ”和端子上。
[0044](4) 4-20mA 輸出(輸出 4_20mA 電流值)
[0045]接線方法:——對應(yīng)接到模擬4-20mA電流輸出“IN”和“GND”端子上。
[0046]以上是本實用新型的實施例的具體說明，并不能以此來限制本實用新型的保護范圍。本實用新型的保護范圍還包括其它對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來講顯而易見的變換和替代。
【權(quán)利要求】
1.一種船用柴油機綜合信號模擬器，其特征在于:所述綜合信號模擬器包括箱體、電源和用以產(chǎn)生和輸出模擬柴油機運行信號的溫度回路、頻率回路、電壓回路和電流回路，該溫度回路、頻率回路、電壓回路和電流回路容納于所述箱體內(nèi)且與所述電源連接； 所述溫度回路包括連接旋轉(zhuǎn)編碼器的MCU，該MCU通過繼電器輸出PTlOO電阻的模擬溫度信號，并且連接IXD同步顯示； 所述頻率回路包括連接旋轉(zhuǎn)編碼器的MCU，該MCU驅(qū)動DDS頻率發(fā)生器產(chǎn)生頻率信號，再經(jīng)過緩沖放大輸出模擬頻率信號，并且連接LCD同步顯示； 所述電壓回路包括連接旋轉(zhuǎn)編碼器的MCU，該MCU驅(qū)動DA芯片產(chǎn)生精度達到1/4096的電平信號，再經(jīng)過運放緩沖輸出K型熱電偶的模擬電壓信號，并且連接LCD同步顯示溫度和對應(yīng)毫伏值； 所述電流回路包括連接旋轉(zhuǎn)編碼器的MCU，該MCU驅(qū)動DA芯片產(chǎn)生精度達到1/4096的電平信號，再經(jīng)過電壓-電流轉(zhuǎn)換電路輸出模擬電流信號，并且連接LCD同步顯示電流值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的船用柴油機綜合信號模擬器，其特征在于:所述的模擬溫度信號為10路輸出，溫度范圍0-100°C，步進1°C，精度± 1°C;所述模擬頻率信號為2路輸出，頻率范圍0-2000HZ，步進1HZ，TTL電平；所述模擬電壓信號為2路輸出，溫度范圍0_800°C，步進1°C，毫伏電壓輸出；所述模擬電流信號為2路輸出，電流范圍4-20mA，步進0.01mA。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的船用柴油機綜合信號模擬器，其特征在于:所述的LCD設(shè)置在所述箱體的面板上，該面板上還設(shè)置有用以調(diào)整輸出值的多個旋鈕，該多個旋鈕分別連接所述溫度回路、頻率回路、電壓回路和電流回路的MCU。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的船用柴油機綜合信號模擬器，其特征在于:所述的箱體的背板上設(shè)置有用以連接輸出的多個接線端子。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的船用柴油機綜合信號模擬器，其特征在于:所述的DA芯片為12位。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的船用柴油機綜合信號模擬器，其特征在于:所述的MCU的型號為STM8。
【文檔編號】G01M15/04GK204255654SQ201420669639
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年11月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月11日
【發(fā)明者】袁云飛, 商建瑋, 梁偉 申請人:滬東重機有限公司