一種高精度汽油油號智能檢測儀的設計和實(shí)現

隨著(zhù)經(jīng)濟的快速發(fā)展，汽車(chē)已經(jīng)進(jìn)入普通居民家中，因此汽車(chē)所用汽油的油品問(wèn)題越來(lái)越受到人們的重視。隨著(zhù)汽油市場(chǎng)的開(kāi)放，汽油的進(jìn)貨渠道不同，汽油的質(zhì)量也有所不同。汽車(chē)加油時(shí)如果油品不對，會(huì )對汽車(chē)選成很大的傷害，影響消費者的利益，加大環(huán)境污染，更重要的是會(huì )危及到人的生命，因此研究一套高精度的汽車(chē)油品測量?jì)x具有重要的作用。

　　1 油品測量傳感器的設計

　　辛烷值的測定是在專(zhuān)門(mén)設計的可變壓縮比的單缸試驗機中進(jìn)行。標準燃料由異辛烷和正庚烷的混合物組成。異辛烷用作抗爆性?xún)?yōu)良的標準，辛烷值定為100;正庚烷用作抗爆性低劣的標準，辛烷值為0.將這兩種烴按不同體積比例混合，可配制成辛烷值由0到100的標準燃料。辛烷值是表示汽化器式發(fā)動(dòng)機燃料的抗爆性能好壞的一項重要指標，列于車(chē)用汽油規格的首項。汽油的辛烷值越高，抗爆性就越好，發(fā)動(dòng)機就可以用更高的壓縮比。也就是說(shuō)，如果煉油廠(chǎng)生產(chǎn)的汽油的辛烷值不斷提高，則汽車(chē)制造廠(chǎng)可隨之提高發(fā)動(dòng)機的壓縮比，這樣既可提高發(fā)動(dòng)機功率，增加行車(chē)里程數，又可節約燃料，對提高汽油的動(dòng)力經(jīng)濟性能是有重要意義的。

　　車(chē)用汽油是按照其辛烷值的高低以標號來(lái)區分的，汽油的辛烷值不同其介電常數也不同，辛烷值大的汽油介電常數也大。如果能測定介電常數，就可以計算出辛烷值。介電常數的變化可用電容的容值變化來(lái)測定。因此本系統采用了一個(gè)平行板電容式傳感器，若不考慮溫度等的影響，兩極板間的電容如式（1）所示。

　　從式（1）可以看出，當面積S和極板之間的距離d確定不變時(shí)（不考慮邊沿效應和漏電），C是ε的函數。如果能測量出C大小，則可以計算出ε，從而可以得到汽油的油號。

　　但電容的變化仍不易直接測量，因此本系統采用C/F變換電路把電容的變化轉化為頻率的變化，用單片機的計數和定時(shí)功能測量頻率，根據頻率和辛烷值的函數關(guān)系來(lái)計算汽油的辛烷值。轉換電路選用NE555芯片組成一個(gè)多諧振蕩器完成C/F變換，該芯片的最高工作頻率為500 kHz.C/F變換電路如圖1所示。轉換后頻率公式為：