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1、系统功能分析
在液压挖掘机上应用状态监测技术，可以实现检测机器运行的状态，并可显示其状态参数，通过对状态参数的相关数据进行自动分析、诊断，进而确定其整体或局部是否正常，以便早期发现故障，查明原因和掌握故障发展的趋势，大大缩短其故障停机时间，提高挖掘机的经济效益，也为进一步的自动控制打下基础。监测装置的结构框图如图1所示。
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(1)数据采集功能。
在挖掘机各部分安装的传感器用来检测发动机、液压系统等装置的工作状态。该装置有8路模拟量传感器输入通道，有10路开关量传感器输入通道。
模拟量输入：发动机水温（热敏电阻）、液压油温（热敏电阻）、柴油油位（浮子、滑线电阻）、充电电压（发电机输出电压）、机油压力（压力传感器）等。
开关量输入：电瓶充电指示、机油油压、空气滤清器污染检测、发动机水位、机油液位、液压油位、预热提示、液压油滤清器污染检测、制动压力、齿轮箱温度等。
（2）数据处理功能。
自动进行采集数据的处理，包括清除误差、曲线拟合等，并生成数据文件存储起来供二次处理使用。
（3）输出控制功能。
开关量输出：行走高低速切换、车窗玻璃喷水、雨刷、工作灯、风扇、报警蜂鸣器等。
（4）键盘及LCD显示功能。
键盘电路设置8个按键，分别定义为：雨刷开关、车窗玻璃清洗泵开关、工作灯（远、近光）开关、空调开关、蜂鸣器禁止开关、柴油加油机开关、时间设置键，一个备用开关。
LCD显示屏的驱动器采用OKI公司的MSM5265，能够驱动80个液晶显示段（静态）或160个液晶显示段（动态）。设计中使用了80个液晶显示段，分别显示日期、故障代码、发动机水温、液压油位和柴油油位，以及报警图标和案件图标。
2、系统工作原理
系统测试原理如下：将传感器检测到的发动机转速、发动机水温、液压油温、柴油油位、机油压力、行走速度开关等参数值输入微机，进行分析计算，并将实测值与内置的标准值比较，判断液压挖掘机运行状态是否良好，并将异常征兆用发光二极管、闪光报警灯和报警喇叭进行报警，同时将相关数值保存下来传送到上位机进行曲线绘制、趋势分析和打印输出。
2.1模拟量输入电路
由于挖掘机可能会移动到各种电磁环境下工作，如移动通讯、电台的大功率发射天线附近等，而挖掘机上使用的继电器、电磁铁、直流电机等装置在各个线路上会耦合许多干扰信号，为保证测量精确度及系统的可靠运行，在模拟量输入通道上采用了二阶滤波电路，如图2所示。该电路采用的是压控电压源低通滤波电路，由二阶RC滤波电路和同相比例放大电路组成，其优点是输入阻抗高、输出阻抗低。
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在挖掘机使用过程中，会发生模拟量信号线接地或接电源的故障，为了保证在故障情况下不损坏CPU中的A/D转换器，设置A/D转换器保护电路，即在二阶滤波电路的输出电路上，设置一个上拉到5V电源的二极管，使A/D输入的电压不大于5.7V，保证A/D转换器不会损坏。上拉二极管后，设置了一个阻容滤波电路，用来进一步减小A/D输入电压的波动范围，提高检测精度。在A/D转换器读取信号时，需要的电流从滤波电容是取得，避免A/D读入电流时输入电压下降，影响A/D转换精度。
2.2工作参数的显示（报警）原理
当挖掘机某个装置的工作状态发生变化时，相应传感器的输出值也会变化。如随着发动机工作强度的加大，发动机冷却水的温度会逐渐升高，水温传感器的电阻值相应性变化，在温度传感器中有1个标准的电阻与热敏电阻分压，温度的变化就表现为2个串连分压电阻中点电压的变化。该电压值经过二阶滤波，去除输入电压上叠加的干扰杂波后，送入80C196KC的A/D转换器，把模拟信号转变为数字信号，送LCD显示。显示方式有两种：
（1）CPU查询预先存储在程序存储器中的温度传感器的特性曲线表（温度――液晶屏显示格数），查出屏幕上应该显示的状态，按照串行方式将显示内容传输给LCD驱动芯片，将冷却水的温度显示在LCD屏上。
（2）如果检测的温度不以刻度方式显示，而只有正常或报警两种显示，其信号处理方式是：将经过A/D转换的传感器电压值与报警电压相比较（斯密特式），如果传感器电压超标，则通过LCD驱动器使屏幕上相应的报警信号闪烁。
开关量信号经过滤波与光电耦合电路，送入单片机，当单片机检测到输入电压处于非正常状态时，则使屏幕上相应的报警信号闪烁。
2.3输出信号处理电路
单片机根据流程执行不同的处理子程序，子程序运行结果改变单片机相应输出引脚的状态。输出信号处理电路的作用是联系协调单片机和
