一種高精度汽油油號(hào)智能檢測(cè)儀的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)

隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，汽車已經(jīng)進(jìn)入普通居民家中，因此汽車所用汽油的油品問(wèn)題越來(lái)越受到人們的重視。隨著汽油市場(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。汽車加油時(shí)如果油品不對(duì)，會(huì)對(duì)汽車選成很大的傷害，影響消費(fèi)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油品測(cè)量?jī)x具有重要的作用。

　　1 油品測(cè)量傳感器的設(shè)計(jì)

　　辛烷值的測(cè)定是在專門設(shè)計(jì)的可變壓縮比的單缸試驗(yàn)機(jī)中進(jìn)行。標(biāo)準(zhǔn)燃料由異辛烷和正庚烷的混合物組成。異辛烷用作抗爆性優(yōu)良的標(biāo)準(zhǔn)，辛烷值定為100;正庚烷用作抗爆性低劣的標(biāo)準(zhǔn)，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(biāo)準(zhǔn)燃料。辛烷值是表示汽化器式發(fā)動(dòng)機(jī)燃料的抗爆性能好壞的一項(xiàng)重要指標(biāo)，列于車用汽油規(guī)格的首項(xiàng)。汽油的辛烷值越高，抗爆性就越好，發(fā)動(dòng)機(jī)就可以用更高的壓縮比。也就是說(shuō)，如果煉油廠生產(chǎn)的汽油的辛烷值不斷提高，則汽車制造廠可隨之提高發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比，這樣既可提高發(fā)動(dòng)機(jī)功率，增加行車?yán)锍虜?shù)，又可節(jié)約燃料，對(duì)提高汽油的動(dòng)力經(jīng)濟(jì)性能是有重要意義的。

　　車用汽油是按照其辛烷值的高低以標(biāo)號(hào)來(lái)區(qū)分的，汽油的辛烷值不同其介電常數(shù)也不同，辛烷值大的汽油介電常數(shù)也大。如果能測(cè)定介電常數(shù)，就可以計(jì)算出辛烷值。介電常數(shù)的變化可用電容的容值變化來(lái)測(cè)定。因此本系統(tǒng)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(dāng)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(yīng)和漏電），C是ε的函數(shù)。如果能測(cè)量出C大小，則可以計(jì)算出ε，從而可以得到汽油的油號(hào)。

　　但電容的變化仍不易直接測(cè)量，因此本系統(tǒng)采用C/F變換電路把電容的變化轉(zhuǎn)化為頻率的變化，用單片機(jī)的計(jì)數(shù)和定時(shí)功能測(cè)量頻率，根據(jù)頻率和辛烷值的函數(shù)關(guān)系來(lái)計(jì)算汽油的辛烷值。轉(zhuǎn)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(zhuǎn)換后頻率公式為：