基于超声波技术的汽车油耗检测仪器设计【含CAD图纸】

油耗仪器外形装配图-A0

基于超声波技术的汽车油耗检测仪器设计【含CAD图纸】
近年来，汽车工业有了突飞猛进的发展，由于全球高新技术的日新月异以及人们对环境保护与节约能源的更加关注，各种油耗检测仪器就应运而生，但是其中大部分为解体式油耗检测技术下的燃油消耗检测仪器，主要为容积法和质量法。由于此种检测设备的结构复杂，特别是在我国颁布的第一个关于乘用车燃料消耗量限制值的标准，使得汽车油耗检测的需求更加迫切，不解体油耗分析系统的开发研究是交通部重大科技攻关项目，此项目包括从方案确定、硬件设计、信号处理到软件编程等很多内容，本的目的就是设计一套不解体燃油消耗检测仪器--基于超声波技术的汽车油耗检测仪器。
基于超声波技术下的燃油消耗检测仪器是一种利用超声波流量计技术测量燃油流量并通过计算电路得到燃油消耗情况的一种新型的燃油消耗检测仪器。
超声波流量计具有不扰乱流尝无可动部件、无压力损失、测量精度高、性能稳定可靠、测量范围宽等特点，广泛应用于液体和气体的计量。

目录
摘要I
Abstract II
第1章绪论1
1.1燃油经济性的概念和意义1
1.2汽车油耗检测的发展概况2
1.3国内外汽车油耗仪检测研究现状2
1.4课题研究背景及意义3
1.5本设计主要研究内容6
第2章超声波式燃油消耗检测仪的原理及方案的确定8
2.1汽车油耗仪器的测量方法与分类8
2.1.1直接测量法8
2.1.2间接测量法10
2.2超声波流量计发展历程与研究现状10
2.2.1超声波测量技术发展概况10
2.2.2超声波流量计国内外研究现状11
2.3管道流量测量的理论基础13
2.3.1流量的基本概念13
2.3.2管道内流体理论14
2.3.3流速补偿系数对流速公式的修正17
2.4超声波流量测量的原理18
2.4.1时差法18
2.4.2多普勒法20
2.4.3相关法20
2.5超声波测量方案的确定21
2.6本章小结22
第3章超声波油耗检测仪器硬件电路的设计23
3.1系统硬件电路的总体设计23
3.1.1系统硬件的结构设计23
3.1.2系统工作原理及流程24
3.2系统硬件电路的模块设计25
3.2.1微控制器模块25
3.2.2看门狗电路的初设计26
3.2.3超声波发射模块27
3.2.4超声波接收及后续处理模块28
3.2.4发射/接收切换电路34
3.2.5实时时钟、看门狗及数据存储模块34
3.2.6液晶显示模块36
3.2.7键盘模块37
3.2.8微型打印机的选择40
3.2.9通讯接口的选择41
3.2.10电源模块42
3.2.11超声波换能器的选择43
3.3本章小结44
第4章智能型汽车油耗仪机械部分设计45
4.1壳体材料的选择45
4.2外型尺寸的确定45
4.3控制面板的设计46
4.4数据线接口的设计47
4.5油耗仪器内部结构设计48
4.6超声波换能器装夹结构设计49
4.7本章小结50
第5章FPGA的数字系统设计51
5.1 FPGA的芯片选择51
5.2 FPGA内部模块设计51
5.2.1高速计数器模块52
5.2.2时钟信号模块54
5.2.3逻辑控制模块54
5.3 FPGA的接口电路设计54
5.4本章小结55
第6章软件系统的设计56
6.1系统软件整体结构及功能56
6.2主要功能模块的设计57
6.2.1系统主程序模块57
6.2.2中断服务程序模块57
6.2.3计算模块的程序设计61
6.2.4数据存储模块62
6.2.5显示模块63
6.2.6按键的去抖功能的程序流程图设计64
6.3本章小结65
第7章试验研究及误差分析66
7.1试验的目的和意义66
7.2零流量下的相关实验66
7.2.1换能器收发信号波形实验66
7.2.2过零检测67
7.2.3零速检测67
7.3实时流量实验68
7.3.1实验方法68
7.4误差分析71
7.4.1管道直径的影响72
7.4.2固有延迟的影响72
7.4.3测量时差的影响72
7.4.4参数的影响72
7.4.5流量修正系数的影响73
7.5温度和压力的修正75
7.6本章小结76
结论77
参考文献78
致谢81

电路图-A0

换能器部分电路图-A2

换能器装夹装置-A2

控制面板-A2

仪器接口-A1

仪器下壳体-A2

油耗仪器内部装配图-A1