新型数字电容式液位传感器

• 作 者: 李一方
• 机 构: 合肥工业大学
• 出 处: 合肥工业大学
• 发表日期: 2011年期
• 关键词: 液位传感器 数字电容 燃油量测量 液晶显示 软件设计

随着汽车电子技术的发展,汽车技术已经发展到了网络化综合技术时代。以微控制器为核心的电子控制单元摆脱了传统的线束连接,以汽车电子网络的方式实现了通信和控制的网络化管理。汽车传感器作为汽车电子的核心技术之一,正以集成化、智能化的发展趋势逐渐替代传统的传感器。　　
本文在汽车传感器的发展趋势下,基于电容量随极板间介质变化的原理,研制出用于燃油量测量的变介质式新型数字电容液位传感器的模型,并通过液晶显示的方式得到油箱燃油量。通过对现有的液位传感技术和显示方式的比较和分析,确定采用电容式传感器和液晶显示方式。针对电容式传感器的测量电路进行研究比较,得出基于∑-△模数转换原理电容数字转换器最符合燃油测量要求,最终选用电容数字转换器AD7746进行电容信号采集。根据AD7746的测量范围和油箱的实际大小确定了电容探头的尺寸。电容探头部分两组电容的设计使它带有自动补偿的功能,旨在消除燃油介电常数变化对测量值的影响。电路设计部分充分利用车身通信网络的特点设计两种总线通信方式,最终实现数字显示的目的。为了实现信号在硬件电路的传输,按照各个通信单元之间的通信协议进行了软件设计。最后讨论了油箱的容积和液位关系的标定,消除行驶过程中液位波动带来的读数不稳定影响。　　
新型数字电容式液位传感器与传统的浮子式传感器相比,其显著的优点在于探头部分不带可动的机械部件,结构紧凑、体积较小,通过液晶显示读数的方式得到准确的实时燃油量。同时,信号传输充分利用了车身网络的特点,符合汽车电子网络化的发展趋势,便于读数和行驶中的其它参数集成显示。