项目3挖掘机电子监测仪表工作不良的检测与维修

项目三挖掘机电子监测仪表工作不良的检测

任务1常规电气仪表工作不良的检测任务2电子电气仪表工作不良的检测任务3电子显示装置工作不良的检测

常规电气仪表故障诊断

电气仪表的使用1电气仪表的使用2电气仪表的使用3电气仪表的使用4

仪表为了使驾驶员随时掌握工程机械工作时的各种状况，并及时发现和排除潜在的故障，工程机械上在驾驶员座位前方的仪表板上装有各种测量仪表。

一、电流表电流表串联在蓄电池和发电机之间，用以指示蓄电池充电或放电电流的大小1.电流表的类型及工作原理(1)电磁式电流表(2)动磁式电流表电磁式电流表2.电流表的故障检修(1)短路(2)接线松动(3)示值失准二、电压表电压表用来指示电源系统的工作情况；它与铅蓄电池、交流发电机和用电设备并联，并由电源开关控制。电压表的类型：（1）电磁式（2）双金属片式

机油压力表显示发动机内的机油压力，使驾驶员易于检测润滑系统的故障，是一种双金属片型的仪表，一般安装主油道或机油泵上。类型：双金属片式、电磁式、动磁式等几种。“双金属片”通常是指热膨胀系数不同的两种金属或合金结合成的金属条。温度改变时，由于两金属的伸缩程度不同，便会翘曲。很多仪表都是由双金属片元件与电热丝组成。

三、机油压力表及传感器四、冷却液温度表

水温警告灯的作用是当发动机冷却液温度高到一定程度时，警告灯自动点亮，以示警报。水温警告灯的通断由温度开关控制，其工作原理如下图所示。当冷却液温度低于95—98℃时，双金属上的触点与固定触点保持分离状态，警告灯不亮；当冷却液温度高至95—98℃时，双金属片受热变形向下弯曲程度变大，使触点和触点接触，将警告灯电路接通，警告灯点亮，提醒驾驶员注意。

电磁式水温表

五、燃油油量表

燃油表是用来监视和测知柴油油箱中的燃油存量的指示仪表。

电气式燃油表按结构分类:1.电磁式或双金属电热式指示器(1)结构与组成(2)电气工作原理流经电热丝电流大小取决于传感器中浮子式滑线电阻器浮子的位置，该变阻器的输出阻值依赖于浮子的位置，当油量多时，浮子的位置高，输出电阻小，电流大，当油量少时，浮子位置低，输出电阻大，电流小。

2.可变电阻式传感器双金属热式结构可变电阻值的变化是由机油压力差形成的,而在燃油表传感器中,则由于浮子随液面高低并通过杠杆使接触片在可变电阻上产生位移,形成可变电阻阻值的变化的.燃油油量表的故障检修1)燃油表的质量要求(1)环境温度、相对湿度（2）油表的基本误差（3）油表的电压变化附加误差（4）油表的温度附加误差2)燃油表的故障及原因(1)指针扭曲、卡住、异常摆动或跳动。(2)指针示值失准、常停在“满”或“空”位处。六、车速里程表车速里程表用来显示轮式工程机械（自缷车、装载机、平地机）行驶速度和累计行驶里程。常用的磁感应式和电动式车速里程表两种，它们都由车速表和里程表两部分组成，其原理都是利用永久磁铁磁场和新产生的磁场相互作用来带动指针偏转显示车速。下面以磁感应式为例介绍车速里程表的结构及原理。1）结构车速表由永久磁铁、带轴及指针的铝碗、罩壳、刻度盘组成，里程表由三对蜗轮蜗杆、中间齿轮、里程计数器等组成。表的主动轴由变速器输出轴通过齿轮啮合及软轴驱动。2）工作原理静止时，在游丝的作用下，铝碗指针位于刻度盘零位。行驶时，主动轴带着永久磁铁旋转，磁力线磁化铝碗，使铝碗产生磁场，永久磁铁磁场与铝碗磁场相互作用产生力矩，克服游丝的弹力，指针被铝碗带着转动一个与主动轴转速大小成正比例的角度，即在刻度盘上显示出相应的车速。主动轴与蜗轮蜗杆机构具有一定的传动比，轮式机械行驶时，软轴带动主动轴，并经三对蜗轮蜗杆减速后驱动里程表右边第一数字轮，并从右向左逐级传到其余的数字轮，累计出行驶里程。同时，里程表上的齿轮通过中间齿轮，驱动短里程数字轮，并向左逐级传到其余的数字轮，记录短程行驶里程。当需要清除短里程记录时，按一下短里程表复位杆，可使短里程计数器的指示回零。

2.车速里程表的里程转数值轮式工程机械主动轴的转数则必须与工程轮式机械每行驶1Km路程的车轮转数和车辆传动比的乘积相等，或在允差范围之内。3.车速里程表的故障检修1)车速里程表的质量要求(1)环境温度、相对湿度（2）车速里程表的基本误差（3）车速里程表的电压变化附加误差（4）车速里程表的温度附加误差（5）仪表的耐久性要求2)车速里程表的故障及原因指针揺摆不定时或抖动；指针不能回零位；示值失准，字鼓卡住；指针不动软轴或软管断裂；永久磁铁磁性衰减或消失；字鼓齿轮的传动蜗轮蜗杆磨损等。4-3工程机械电子电气仪表

数字仪表控制电路概述典型的工程机械电子电气仪表及显示系统其终端显示包括仪表模拟显示、警告灯亮灭显示、七段数字显示等。

该系统具有六只模拟传感器，其输出信号经过A/D转换器转换成8位数码后，由信号转换开关输送到计算机中，经过计算机处理后，再由8位数码或开关信号形式，由信号输出，以驱动相应的显示装置。它还有6个显示装置，有仪表、灯光、数字3种显示方法。整个系统由计算机控制。显示的类型：电压发动机转速燃油油量车速里程机油压力发动机水温一、电子式电压表LM324工程机械电压显示电路由集成块LM324组成,内部有4个独立的运算放大器,它们是被接成电压比较器来使用的.采用LED方式来显示电压.二、电子式水温、油压表

电子水温、油压表主要由水温传感器和机油压力传感器、集成电路LM339和发光二极管显示器等组成。传感器均采用双金属片式.水温传感器安装在水套内,它与电阻R11串联组成水温测量电路;机油传感器安装在发动机主油道上,与电阻R20测量组成机油压力测量电路.1.水温显示水温表按照40℃、80℃、90℃三种水温设置发光显示和仪表刻度。利用水温传感器检测:40℃安全起始,黄色发光二极管表示;80℃正常工作,绿色发光二极管表示;90℃过热危险报警,红色发光二极管表示.2.油压显示机油压力表可以按照油压过低、油压正常、油压过高三种情况来设置发光显示装置和仪表刻度。油压过低：脉冲频率5-20次/分钟，红色二极管显示；油压正常：绿色二极管显示；油压过高：脉冲频率100-120次/分钟，黄色二极管显示。三、电子式燃油油量表RX为浮子式滑线电阻传感器，显示器件主要由两块集成电路LM324和D1～D7发光二极管组成。R15和D8组成串联稳压电路，为电压比较器反向输入端提供稳定的基准电压。为了消除燃油晃动的影响，RX输出端A点电位经R16和C组成的延时电路加到电压比较器的同向输入端，与反向输入端的基准电压比较并加以放大。

当燃油箱中加满燃油时,传感器RX的阻值最小，A点电位最低，电压比较器输出低电平，6只绿色发光二极管均亮；红色发光二极管D1熄灭。当燃油量减少时，绿色发光二极管按D7、D6、D5…次序依次熄灭。燃油量越少，绿色发光二极管亮的个数越少。当燃油量减少到下限时，传感器RX的阻值最大，A点电位最高，集成块IC2的第5脚电位高于第6脚基准电位，6只绿色发光二极管全部熄灭，红色发光二极管D1点亮，提醒驾驶员补充燃油。

数字燃油表的控制电路分装式数字仪表控制电路分装式数字仪表具有各自独立的控制电路，图8.28所示为微机控制的燃油表系统。

图8.28微机控制的燃油表系统燃油数据中心

综合信息系统就是将各种仪表、报警装置和舒适性控制器组合到一起而形成的系统。图8.30燃油数据中心

四、电子转速表

作用：发动机转速表用于指示发动机的运转速度。分类：常用的转速表有机械式和电子式两种。组成：电子式转速表获取转速信号的方式有三种，即取自点火系、发动机的转速传感器和发电机。电子式转速表电路原理图初级导通,充电电流由蓄电池正极点火开关电阻R3电容C2二极管VD2蓄电池负极。电子式转速表电路原理图当初级电路截止时，三极管VT导通，电容器C2放电，放电电流通过三极管VT电流表二极管VD1。发动机电子转速表

工作原理：当初级电路导通时，三极管VT截止，电容C2被充电，充电电流由蓄电池正极点火开关电阻R3电容C2二极管VD2蓄电池负极。当初级电路截止时，三极管VT导通，电容器C2放电，放电电流通过三极管VT电流表二极管VD1。当发动机工作时，点火系初级电路不停的导通与截止，电容C2不停的充放电。因为初级电路通断的次数与发动机转速成正比，所以电流表中电流平均值与发动机转速成正比，从而可用电流平均值标定发动机的转速。五、电子车速里程表

电子式车速里程表主要由车速传感器、电子电路、车速表和里程表四部分组成。结构框图如图5.14所示。（1）车速传感器其作用是产生正比于车速的电信号。它由一个舌簧开关和一个含有4对磁极的转子组成。变速器驱动转子旋转，转子每转一周，舌簧开关中的触点闭合、打开8次，产生8个脉冲信号，该脉冲信号频率与车速成正比。电子车速里程表工作原理

电子式车速里程表a)车速传感器1.塑料环2.舌簧开关管（2）电子电路其作用：是将车速传感器送来的电信号整形、触发，输出一个电流大小与车速成正比的电流信号。其基本组成主要包括稳压电路、单稳态触发电路、恒流源驱动电路、64分频电路和功率放大电路。

电子式车速里程表b)电子电路车速里程表结构

它由一个步进电动机和六位数字的十进位数字轮组成。车速传感器输出的信号，经64分频后，再经功率放大器放大到足够的功率，驱动步进电动机，带动数字轮转动，从而记录行驶的里程。电子式车速里程表六.组合式数字仪表

图8.29单片机控制的汽车智能组合仪表数字仪表控制电路4-4工程机械电子显示装置

概述

电气仪表的使用1电气仪表的使用2电气仪表的使用3电气仪表的使用4微电脑控制智能三级声光报警电子监测带背景光液晶仪表显示LCD组合系统，已获国家专利（专利号为：52514.7）液晶数字段仪表指示5.3.1电子显示装置1.发光二极管（LED）2.真空荧光管（LFD）3.液晶显示器（LCD）4.阴极射线显示(CRT)5.电致发光显示器件(ELD)

5.3.2显示器显示方法1.字符段显示法2.点阵显示法3.特殊符号显示法4.图形显示法5.3.1电子显示器件1.发光二极管它是应用最为广泛的低压显示器件，其实质是晶体管。正、负极加上合适正向电压后，其内半导体晶片发光，通过带颜色透明的塑料外壳显示出来。发光的颜色有红、绿、黄、橙等，可单独使用，也可用来组成数字、字母、发光条图。一般用于指示灯、数字符号段或点数不太多的光杆图形显示。如下图所示。图7-13发光二极管结构图图7-14发光二极管构成的七字符段显示电路

2.真空荧光管（LFD）

（1）结构LFD是最常用的发光型显示器，其结构如图所示，钨灯丝为阴极，接电源负极；涂有荧光物质的屏幕为阳极，接电源正极，其上制有若干字符段图形，每个字符段由电子开关单独控制通电状态；栅格置于灯丝和屏幕之间；整个装置密封在被抽真空的玻璃罩内。

真空荧光管（LFD）图8.16真空荧光管（LFD）的结构1.电子开关2.涂有荧光物质的屏幕（阳极）3.栅格4.钨灯丝(阴极)5.玻璃罩6.电位器（亮度调节）真空荧光管（LFD）（2）原理当阴极灯丝1通电时，灯丝发热，释放电子，电子被电位较高的栅格2吸引，并穿过栅格，均匀地打在电位最高的屏幕字符段3上。凡是由电子开关控制通电的字符段受电子轰击后发亮，而未通电的字符段发暗。这样通过控制字符段通电状态，就可形成不同的显示数字。

图8.17真空荧光管（VFD）的工作原理1.钨灯丝(阴极)2.栅格3.字符段（阳极）4.屏幕3.液晶显示器（LCD）

（1）结构LCD是最常用的非发光型显示器，其结构如图8.18所示。前玻璃板2和后玻璃板3之间加有一层液晶，外表面贴有垂直偏光镜1和水平偏光镜4，最后面是反射镜5。

图8.18液晶显示器（LCD）的结构1.垂直偏光镜2.前玻璃板3.后玻璃板4.水平偏光镜5.反射镜3.液晶显示器（LCD）（2）原理当液晶不加电场时，液晶的分子排列方式可将来自垂直偏光镜的垂直方向的光波旋转90，再经水平偏光镜后射到反射镜上，经反射后按原路回去，这时透过垂直偏光镜看液晶时，液晶呈亮的状态。液晶显示(LCD)优缺点优点:自然光很强,也不影响对比度、工作电压低、易于安装保养、工艺简单、成本低。缺点：在黑暗时，需要施加外部光源；低温响应性能差。4.阴极射线显示(CRT)CRT亦称显像管或电子束管,它是一种特殊的真空管.是显示信息和图像最灵敏的显示系统.由于CRT体积大，太重，安全性差。在工程机械中还处于试验阶段.5.电致发光显示器件（ELD）ELD是一种将电能转变为光能的固体发光器件，它是利用某些固体材料在电场的作用下发光的特征来进行显示的。类型（1）交流粉式（2）直流粉式（3）交流薄膜式（4）直流薄膜式交流粉式电致发光显示器件可根据发光层的成份及其含量的不同，可得到绿光、黄光、红光等光源。可用于工程机械仪表刻度板及报警显示屏。5．3．2显示器显示方法

1.字符段显示法由七段、十四段或十七段小线段组成数字或字符显示，每段都由电子电路选择并控制明暗。图8.20字符段显示法a)七字符段b)十四字符段