專利名稱：測量點(diǎn)火線圈高壓峰值的儀表的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用于測量汽車、摩托車點(diǎn)火線圈高壓峰值的儀表。
目前，對點(diǎn)火線圈產(chǎn)生的高電壓的測量，在實(shí)驗(yàn)室中通常采用高壓探頭加示波器的測量方式，這種測量方式既不方便且目測誤差很大、眼睛容易疲勞不宜持續(xù)觀察，故無工業(yè)化實(shí)用價(jià)值。制造廠現(xiàn)場使用的方法通常是，將點(diǎn)火線圈產(chǎn)生的高電壓輸至兩針尖，兩針尖保持一定距離，使針尖放電，通過目測針尖火花強(qiáng)度來鑒別點(diǎn)火線圈的好壞，這種方法只能對點(diǎn)火線圈進(jìn)行粗略的定性檢測；同時(shí)，尖端放電產(chǎn)生大量臭氧和電磁波干擾。點(diǎn)火線圈的輸出電壓是一種連續(xù)的周期性尖脈沖(參見

圖1)。該脈沖電壓帶有豐富的高次諧波和衰減振蕩余波，空載時(shí)其最大峰值電壓高達(dá)30KV以上。而已有的峰值電壓表如CN2172873Y等，其檢測對象是雷電沖擊電壓等，故這種峰值電壓表在不清零的情況下，只能反映出在測量開始至觀察時(shí)刻這一段時(shí)間內(nèi)的最高峰值。將依據(jù)這種原理專門研制的點(diǎn)火系統(tǒng)測量儀用于測量點(diǎn)火線圈的電壓峰值時(shí)(如CN2042519U)，只能靜態(tài)反映出某一最高峰值，不能動(dòng)態(tài)地反映出點(diǎn)火線圈電壓連續(xù)變動(dòng)的狀況。這樣，就有可能使不合格的點(diǎn)火線圈漏檢。例如，設(shè)定檢測點(diǎn)火線圈的時(shí)間是30秒，在檢測時(shí)，某點(diǎn)火線圈在開始的一段時(shí)間(假設(shè)10秒內(nèi))輸出的電壓是正常的(假設(shè)正常值為18.5±0.2KV)，但若在第11秒被擊穿，則輸出電壓急劇下降(如下降至5KV)，則在以后20秒內(nèi)不會(huì)反映出這一電壓的下降，仍顯示出最高的電壓值(18.7KV)。同時(shí)這種測量儀表使用的電路較復(fù)雜，其中均含有放大電路，而點(diǎn)火線圈工作時(shí)有很強(qiáng)的電磁波幅射，對儀表中的電子電路有強(qiáng)烈干擾作用，對提高抗干擾能力增大了難度。還有一種測量交直流電壓的數(shù)顯表(如CN2182409Y)，雖可動(dòng)態(tài)地反映交流電壓的有效值或平均值，但這種儀表只能用于測量正弦波或近似正弦波電壓，無法測定占空比很小的脈沖峰值電壓。
本實(shí)用新型的目的是，提供一種結(jié)構(gòu)簡單、在使用中抗干擾能力強(qiáng)、能連續(xù)定量測量占空比較小的脈沖峰值電壓的點(diǎn)火線圈高壓峰值的儀表。
實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型目的的技術(shù)方案是(參見圖2)，本儀表具有顯示部件(5)，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是，還具有一次衰減電路(1)、檢波電路(2)、峰值保持電路(3)、二次衰減及取樣電路(4)，一次衰減電路(1)設(shè)有可直接引入點(diǎn)火線圈輸出的高壓的高壓絕緣頭(11)，一次衰減電路(1)的輸出接檢波電路(2)，檢波電路(2)的輸出接峰值保持電路(3)、峰值保持電路(3)的輸出接二次衰減及取樣電路(4)，二次衰減及取樣電路(4)的輸出接顯示部件(5)。
參見圖3，上述一次衰減電路(1)由高壓臂電阻R1、電阻R2、可變電阻W依次串聯(lián)構(gòu)成，高壓臂電阻R1的另一端接高壓絕緣頭(11)，可變電阻W的另一端接地，高壓臂電阻R1和電阻R2的接點(diǎn)處為一次衰減電路(1)的輸出端。檢波電路(2)為二極管D1，二極管D1的一端為檢波電路(2)的輸入端，另一端為檢波電路(2)的輸出端。峰值保持電路(3)為電容C1，電容C1的一端與檢波電路(2)的輸出端相連，另一端接地。二次衰減及采樣電路(4)由電阻R5及電阻R6串聯(lián)構(gòu)成，電阻R5的另一端為二次衰減及采樣電路(4)的輸入端，檢波電路(2)的輸出端和電容C 1的接點(diǎn)與該輸入端相連，R6的另一端接地，R5和R6的接點(diǎn)為二次衰減及采樣電路(4)的輸出端。顯示部件(5)為UP顯示器，其輸入端與二次衰減及采樣電路的輸出端相連，另一端接地。
考慮到使本儀表具有可輸出信號給示波器的功能或輸出用作測定頻率(轉(zhuǎn)速)的信號的功能，上述一次衰減電路(1)還具有串聯(lián)在可調(diào)電阻W和地線之間的電阻R3，可調(diào)電阻W和電阻R3的接點(diǎn)與外接插座(7)的一端相連，外接插座(7)的另一端接地，電阻R3的阻值誤差小于±1％。
考慮到使本儀表既可測定負(fù)向高電壓峰值也可測定正向高電壓峰值，上述檢波電路(2)還設(shè)有雙聯(lián)換向開關(guān)K1，K1的4個(gè)靜觸點(diǎn)中的觸點(diǎn)a和觸點(diǎn)c共線、與一次衰減電路(1)輸出端相連，觸點(diǎn)b和觸點(diǎn)d共線、與電容C1和電阻R5的接點(diǎn)相連；K1的兩個(gè)聯(lián)動(dòng)的動(dòng)觸頭之間串聯(lián)有二極管D1，動(dòng)觸頭的兩個(gè)連接位置中，在一個(gè)位置、兩個(gè)動(dòng)觸頭分別與觸點(diǎn)a及觸點(diǎn)d相接觸，在另一個(gè)位置、兩個(gè)動(dòng)觸頭分別與觸點(diǎn)b及觸點(diǎn)c接觸。
上述高壓臂電阻R1的阻值為1±0.05MΩ，電阻R2及可調(diào)電阻W的阻值為同一數(shù)量級、且它們的總阻值是R1阻值的0.45～0.55％，二次衰減電阻R5的阻值為80～100MΩ，采樣電阻R6的阻值為160～200KΩ，C1的電容值為0.01～0.10μf。
考慮到增加本儀表的高壓臂電阻的絕緣和散熱效果，高壓臂電阻R1為多只金屬膜RJJ型電阻器串連組成，這些電阻器盤繞成圈狀、且設(shè)在裝滿絕緣油的聚乙烯管內(nèi)。
上述可變電阻W是精密多圈電位器。
參見圖4，上述顯示部件(5)、高壓絕緣頭(11)、換向開關(guān)K1及外接插座(7)固定在外殼(8)上，其余部件設(shè)在外殼(8)中。
本實(shí)用新型具有積極的效果①本儀表結(jié)構(gòu)簡單、巧妙，解決了長期以來存在的對點(diǎn)火線圈的高電壓無法動(dòng)態(tài)定量測量的問題，可對點(diǎn)火線圈次級輸出的高電壓的動(dòng)態(tài)峰值進(jìn)行定量測量，為確保產(chǎn)品質(zhì)量提供了可靠的保證。②本儀表的電路對輸入的高電壓采用了純電阻分二個(gè)階段大比例線性衰減方式，因除顯示部件外的主電路系統(tǒng)無放大部件，既避免了點(diǎn)火線圈發(fā)出的強(qiáng)電磁波干擾，又可大幅度降低二極管檢波器的死區(qū)電壓和非線性部分對測量精度的影響，從而使全部電路十分簡單，可靠性較高，測量數(shù)據(jù)較準(zhǔn)確。③本儀表可動(dòng)態(tài)測量5～40KV的占空比較小的高壓峰值，正向高壓及反向高壓均可測量。
圖1為點(diǎn)火線圈高電壓U2波形的示例圖。圖中所設(shè)頻率為100HZ。
圖2為本實(shí)用新型的電路結(jié)構(gòu)框圖。
圖3為本實(shí)用新型的一種電原理圖。
圖4為本實(shí)用新型外殼的一種立體示意圖。
圖5為圖4的后視圖。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述。
實(shí)施例見圖2至圖5，各元器件的具體電連接關(guān)系由圖3給出，圖3還標(biāo)出了各元器件的參數(shù)，其中R1由100只金屬膜RJ電阻器串聯(lián)組成，電阻總值為1±0.05MΩ，總功率≥50瓦，耐壓≥40KV。
用鐵板制成如圖4及圖5所示的外殼(8)，將各部件設(shè)置在外殼(8)中，將其中的UP顯示器(5)、高壓絕緣頭(11)、換向開關(guān)K1、外接插座(7)以及電源開關(guān)(61)固定在外殼(8)的正面板上，將220V電源插座(62)、接地接線柱(81)、熔絲座(82)以及與UP顯示器(5)相連的BCD碼輸出插座(51)固定在外殼(8)的后蓋板上，正面板上還設(shè)有校正電位器W的校正孔(83)。金屬外殼(8)與接地接線柱(81)相連，工作時(shí)接大地，屏蔽外部環(huán)境的干擾及保證操作時(shí)的安全。
使用時(shí)，先將電源插座(62)與220V市電接通，將可與點(diǎn)火線圈次級相連的插頭插入高壓絕緣頭(11)中，然后打開電源開關(guān)(61)，使直流電源(6)對UP顯示器(5)供電，完成了準(zhǔn)備工作。此時(shí)，啟動(dòng)點(diǎn)火線圈，顯示器(5)上就有讀數(shù)顯示。在具體檢測過程中，對每只線圈的測量時(shí)間由各使用者根據(jù)需要設(shè)定(例如設(shè)為30秒)。
其工作原理如下①當(dāng)點(diǎn)火線圈的初級輸入一方波U1時(shí)，則次級將感生出U2＝UA-A′的負(fù)脈沖高壓(正端接地)，其電壓U2的峰值視各種不同型號的點(diǎn)火線圈而有所差異。
②UA-A′經(jīng)過R1的第一次衰減后，在B-B′二端得到的UB-B′電壓約為UA-A′/200。
③UB-B′電壓經(jīng)二極管D1整流。一是濾除U2中的衰減振蕩(N-N′段)的反向部分。二是阻斷C1上所充電壓通過R2+W+R3過快放電。
④C1兩端的電壓再經(jīng)過R5及R6的第二次衰減，得到UC-C＝UB-B′/500；UC-C′可直接輸入U(xiǎn)P5135或5145進(jìn)行顯示(UP5135和5145是常州工業(yè)技術(shù)學(xué)院儀器廠生產(chǎn)的31/2位和41/2位顯示器的型號)。選用31/2位表的分辯率為0.1KV；若選用41/2位的表，分辯率為0.01KV?？筛鶕?jù)用戶要求而定。
⑤R5采用80～100MΩ、C1選用0.01μf是為了使C1的放電時(shí)間足夠長以保持峰值狀態(tài)，但也不至于非常長而使顯示的測量值對U2的變化反應(yīng)過于遲鈍，從而實(shí)現(xiàn)對U2峰值的動(dòng)態(tài)測量。
由上述過程可看出本儀表的主要特點(diǎn)是①本儀表采用分段衰減的方法，使二極管D1的死區(qū)和非線性區(qū)對測量精度的影響降低了500倍左右。
②除顯示器(5)以外，主電路全過程都是對訊號進(jìn)行衰減，因此避免了點(diǎn)火線圈工作時(shí)的強(qiáng)烈干擾。
③調(diào)節(jié)W可使本測量儀器的顯示值與認(rèn)可的標(biāo)準(zhǔn)器的顯示值、在5.0KV～40KV測量范圍內(nèi)滿量程誤差不超過±3％。因此，在電阻器的選用中，除R1必需滿足1±0.05MΩ的要求外，對其它電阻的阻值精度要求很低。但為降低整機(jī)的溫度系數(shù)，所有電阻均采用RJJ型金屬膜電阻器。
④R1的阻值采用1±0.05MΩ，可與汽車行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)QC/T16-92點(diǎn)火線圈通用技術(shù)條件中第5.7.2條款的規(guī)定相符。這樣用戶在使用本測量儀器時(shí)就不需要另外外接1±0.05MΩ的電阻器，極大地方便了用戶。因?yàn)檫@種電阻器用戶很難采購到而需要定制，且此電阻必須承受數(shù)萬伏的高壓和一定的功率，而一般的高壓電阻器的材質(zhì)溫度系數(shù)較高，溫升后對測量精度的影響較大。本儀器中的R1是采用100只1/2瓦(或1瓦)的金屬膜電阻器串聯(lián)而成，總長超過1.5米，并封裝在充滿了變壓器油的聚乙烯管內(nèi)，因此散熱效果好，且溫度系數(shù)低，從而保證了測量精度。
⑤R1選用阻值1.0MΩ、R5選用80～100MΩ，可使C1上的充電時(shí)間為放電時(shí)間80至100分之一，從而保證UC-C′反映的是U2的比較真實(shí)的峰值。
⑥電阻R3為取樣電阻，其阻值為100±1Ω，通過外接插座(7)可與示波器相連，在示波器上觀察到U2的波形全貌和估算出峰值電流，并計(jì)算出點(diǎn)火線圈的能量。同時(shí)外接插座(7)引出的信號還可作為測定頻率(轉(zhuǎn)速)的信號。
⑦本儀表的UP顯示器(5)具有輸出BCD碼的功能，可通過插座(51)將BCD碼信號輸至計(jì)算機(jī)接口。
權(quán)利要求1.一種測量點(diǎn)火線圈高壓峰值的儀表，具有顯示部件(5)，其特征在于，還具有一次衰減電路(1)、檢波電路(2)、峰值保持電路(3)、二次衰減及取樣電路(4)，一次衰減電路(1)設(shè)有可直接引入點(diǎn)火線圈輸出的高壓的高壓絕緣頭(11)，一次衰減電路(1)的輸出接檢波電路(2)，檢波電路(2)的輸出接峰值保持電路(3)、峰值保持電路(3)的輸出接二次衰減及取樣電路(4)，二次衰減及取樣電路(4)的輸出接顯示部件(5)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測量點(diǎn)火線圈高壓峰值的儀表，其特征在于，一次衰減電路(1)由高壓臂電阻R1、電阻R2、可變電阻W依次串聯(lián)構(gòu)成，高壓臂電阻R1的另一端接高壓絕緣頭(11)，可變電阻W的另一端接地，高壓臂電阻R1和電阻R2的接點(diǎn)處為一次衰減電路(1)的輸出端；檢波電路(2)為二極管D1，二極管D1的一端為檢波電路(2)的輸入端，另一端為檢波電路(2)的輸出端；峰值保持電路(3)為電容C1，電容C1的一端與檢波電路(2)的輸出端相連，另一端接地；二次衰減及采樣電路(4)由電阻R5及電阻R6串聯(lián)構(gòu)成，電阻R5的另一端為二次衰減及采樣電路(4)的輸入端，檢波電路(2)的輸出端和電容C1的接點(diǎn)與該輸入端相連，R6的另一端接地，R5和R6的接點(diǎn)為二次衰減及采樣電路(4)的輸出端；顯示部件(5)為UP顯示器，其輸入端與二次衰減及采樣電路的輸出端相連，另一端接地。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的測量點(diǎn)火線圈高壓峰值的儀表，其特征在于，一次衰減電路(1)還具有串聯(lián)在可調(diào)電阻W和地線之間的電阻R3，可調(diào)電阻W和電阻R3的接點(diǎn)與外接插座(7)的一端相連，外接插座(7)的另一端接地，電阻R3的阻值誤差小于±1％。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的測量點(diǎn)火線圈高壓峰值的儀表，其特征在于，檢波電路(2)還設(shè)有雙聯(lián)換向開關(guān)K1，K1的4個(gè)靜觸點(diǎn)中的觸點(diǎn)a和觸點(diǎn)c共線、與一次衰減電路(1)輸出端相連，觸點(diǎn)b和觸點(diǎn)d共線、與電容C1和電阻R5的接點(diǎn)相連；K1的兩個(gè)聯(lián)動(dòng)的動(dòng)觸頭之間串聯(lián)有二極管D1，動(dòng)觸頭的兩個(gè)連接位置中，在一個(gè)位置、兩個(gè)動(dòng)觸頭分別與觸點(diǎn)a及觸點(diǎn)d相接觸，在另一個(gè)位置、兩個(gè)動(dòng)觸頭分別與觸點(diǎn)b及觸點(diǎn)c接觸。
5.根據(jù)權(quán)利要求2～4所述的測量點(diǎn)火線圈高壓峰值的儀表，其特征在于，高壓臂電阻R1的阻值為1±0.05MΩ，電阻R2及可調(diào)電阻W的阻值為同一數(shù)量級、且它們的總阻值是R1阻值的0.45～0.55％，二次衰減電阻R5的阻值為80～100MΩ，采樣電阻R6的阻值為160～200KΩ，C1的電容值為0.01～0.10μf。
6.根據(jù)權(quán)利要求2～4所述的測量點(diǎn)火線圈高壓峰值的儀表，其特征在于，高壓臂電阻R1為多只金屬膜RJJ型電阻器串連組成，這些電阻器盤繞成圈狀、且設(shè)在裝滿絕緣油的聚乙烯管內(nèi)。
7.權(quán)利權(quán)利要求2～4所述的測量點(diǎn)火線圈高壓峰值的儀表，其特征在于，可變電阻W是精密多圈電位器。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種測量點(diǎn)火線圈高壓峰值的儀表。本儀表的一次衰減電路、檢波電路、峰值保持電路、二次衰減及采樣電路、顯示部件依次相接,一次衰減電路設(shè)有可直接引入點(diǎn)火線圈輸出的高壓的高壓絕緣頭。本儀表可動(dòng)態(tài)測量5～40KV的占空比較大的高壓峰值,解決了長期以來存在的無法動(dòng)態(tài)測量點(diǎn)火線圈高壓峰值的問題,且本儀表結(jié)構(gòu)簡單、構(gòu)思巧妙,具有較強(qiáng)的抗干擾能力,測量數(shù)據(jù)較準(zhǔn)確、可靠性較高。
文檔編號G01R19/04GK2282192SQ9623212
公開日1998年5月20日 申請日期1996年6月19日 優(yōu)先權(quán)日1996年6月19日
發(fā)明者陳懷仁 申請人:陳懷仁