汽車荷重表的製作方法
2023-12-10 00:29:11 3
專利名稱：汽車荷重表的製作方法
技術領域：
本實用新型屬汽車工業——電子儀表類，具體地說是一種汽車荷重表。
目前，國內車輛載重一般採用地磅或地中衡的方法測得，這種方法成本高且不方便，必須集中檢測，因此不能普及。
本實用新型目的是設計了一種為使用者提供方便，指導合理裝載，延長車輛使用壽命，提高經濟效益，便於交通管理，嚴防超載，確保交通安全的汽車荷重表。
本實用新型技術解決方案如
圖1所示，(以安裝四組懸掛板簧為例)荷重
，Ni為第i個支點所受荷重分量，在每個支點處安裝一隻位移傳感器，記錄在W作用下，大梁相對於板簧中心的位移量。位移傳感器由直線式線性可變電位器實現。電位器主體(滑線電阻)與車輛大梁相連，滑動觸頭與位移觸頭相連，而位移觸頭接觸板簧中心，當大梁相對板簧中心有一個位移改變時，則滑動觸頭的位置發生變化，從而滑頭觸頭輸出的電位也就發生變化，並以此變化的電信號作為位移信號輸出至電路。工作時滑動觸頭保持與直線電阻接觸，不工作時則相互分離開來。根據車輛板簧的剛度特性曲線Ni－UINSi(h)利用折線擬合的方法，逐步逼近Ni－VINSi(h)曲線，將位移信號轉化為與Ni成比例的折線擬合電信號，經加權放大後，由表頭(電壓表)輸出指示。
荷重表為實施信號轉變至表頭輸出這一過程。下面以安裝有四組懸掛板簧的車輛為例，共有四路位移信號。圖3僅畫出一路位移信號處理的原理圖。圖中，VC1為傳感器基準電壓，S1為第1路傳感器，S1上的滑動觸頭與R1、C相連，C的另一端接地，起濾波作用，R1的另一端與R2、R3相聯，即匯合於Y點。R3對傳感器信號進行取樣。ICA、ICB、IC1、IC5為集成運算放大器，ICA的信號輸入端ICA「＋」與Y相連，ICA的信號輸入端ICA「－」與R12和R13相連，R12與轉折點設定電位器FA相連，VC3為轉折點設定基準電位，R13為比例調節電位器，一端與ICA「－」相連，一端與ICA的輸出端相連。ICA的輸出端與R6相連，R6、R7、R10連接在一起，R10另一端接地，R7的另一端與IC1的信號輸入端IC1「＋」相連。ICB的連接與ICA連接相同。IC1「＋」端分別與R3、R7、R9相連，IC1「－」端分別與R4、R5相連，R4的另一端與調零電位器Z1相連，VC2為調零基準電位。R5為比例調節電位器，另一端與IC1的輸出端相連。K1為傳感信號調零開關，K2、K3、K4與此相同。IC5的信號輸入端IC5「＋」分別與R16、R17、R18、R19相連，IC5「－」分別與R20、R21相連，R20的另一端與調零電位器Z5相連，R21為比例調節器，其另一端與IC5的輸出端和表頭相連。
其它三路信號分別通過K2、K3、K4匯入IC5「＋」。
本實用新型優點位移傳感器原理簡單，成本低，便於加工，容易維修和更換。每隻傳感器可單獨調零，並且可以統調，因此，對車輛自重(即板簧的初態)可以置零。當車輛懸掛板簧的剛度特性發生改變時，用戶也可自行調節，使用方便。採用表頭指示，與汽車儀表匹配，觀察舒適，成本低，可靠性高，易於維修更換。所有電路製作在同一塊印刷電路板上，更換也是很方便的。儀表總成安裝方便，易於為用戶所接受。
圖1是本實用新型位移傳感器安裝示意圖。
1－前位移傳感器，2－車輛大梁，3－前懸掛板簧，4－前車輪，5－前輪軸，6－後車輪，7－後輪軸，8－後懸掛主板簧，9－後懸掛付板簧，10－付支架，11－後位移傳感器。
圖2是本實用新型位移傳感器示意圖。
12－位移觸頭，13－滑頭觸頭，14－直線式線性電阻，15－外罩，16－導套、且作固定用，17－蓋帽。
圖3是本實用新型電路原理圖
VC1－傳感器基準電位VC2－調零基準電位VC3－轉折點設定基準電位Z1、Z5－調零電位器FA、FB－轉折點設定電位器S1－第一路傳感器K1～K4－開關，單只傳感器調節時用。
R5、R13、R15、R21－比例調節器。
IC1、IC5、ICA、ICB－集成運算放大器 －表頭圖4是本實用新型懸掛板簧剛度特性曲線Ni－裝載荷重為W時，某懸掛大梁的板簧所受力的合力；VINSi－力Ni作用下，Si輸出的電壓；h－Ni作用下，大梁相對該板簧中心的位移；圖5是本實用新型折線逼近原理圖。
Ni、VINSi、h－同圖4；l－將圖4曲線均值化而獲得的簡化曲線；l1－逼近曲線l的第一條折線；l2－逼近曲線l的第二條折線；l2′－由ICA決定的一條直線；
l3－逼近曲線l的第三條折線；l3′－由ICB決定的一條直線；VINSA－由FA設定的轉折點A所對應傳感器輸出電壓；VINSB－由FB設定的轉折點B所對應傳感器輸出電壓。
以下結合附圖對本實用新型的工作原理作進一步說明一條有限長的曲線，在一定精度範圍內可用若干條折線來逼近。車輛懸掛板簧的剛度特性曲線如圖4，利用均值化的方法，將它簡化為圖5中的曲線l，假定圖5中的三條折線l1、l2、l3用來逼近l(滿足一定的精度要求)、轉折點為A、B。圖3中共分四部分，分別以ICA、ICB、IC1、IC5為中心(其中IC5為四路傳感器所共用)，且設IC5組成部分的參數已調整一定。
①當荷重為零，將K2、K3、K4斷開接地，如果表頭指示不為零，即輸出電壓不為零(VINSI≠0)，則可調Z1，使表頭指示為零。當荷重繼續增加，但VINSI＜VINSA，調FA、FB，使ICA、ICB輸出電壓為零，則VINSI經R3取樣，通過R2送至IC1，調節R5，實現圖5中的折線l1(通過調節R5使表頭輸出量與荷重相符)。
②當VINSA≤VINSI≤VINSB，調節FB、使ICB輸出為零，再調節FA，使V－A＝VINSA(R3)/(R1＋R3) ，VINSI經R3分壓，一方面調節R13，電壓信號由ICA放大輸出，經R10取樣，由R7送至iC1，實現l2′；另一方面R3的分壓由R2送至IC1，與從R7送來的信號匯合，經放大實現圖5中折線l2，即l1＋l2′＝l2。
③當VINSI≥VINSB，在其它參數不變情況下，調FB，使V－B＝VINSB· (R3)/(R1＋R3) 。VINSI經R3分壓，一方面經ICA放大輸出實現l2′，另一方面經ICB放大輸出實現l3′，兩路信號分別通過R7、R9與從R2過來的信號匯合放大，實現圖5中折線l3，即l1＋l2′＋l3′＝l3。
到此為止，實現了由位移→電信號→荷重的轉變。其它三路信號，經過折線逼近運算後，分別逼過K2、K3、K4匯入IC5，以實現位移量與總荷重量的轉變。
權利要求1.一種由位移傳感器、車輛大梁、懸掛板簧組成的汽車荷重表，其特徵a、懸掛板簧的每個支點處安裝一隻位移傳感器，電位器主體(滑線電阻)與車輛大梁相連，滑動觸頭與位移觸頭相連，位移觸頭接觸板簧中心；b、傳感器S1上的滑動觸頭與電阻R1、電容C相連，電容C的另一端接地，電阻R1的另一端與電阻R2、R3相聯，ICA的信號輸入端ICA「+」與Y相連，ICA的信號輸入端ICA「-」與R12和R13相連，R12與轉折點設定電位器FA相連，比例調節電位器R13一端與ICA「-」相連，一端與ICA的輸出端相連，ICA的輸出端與R6相連，電阻R6、R7、R10連接在一起，R10另一端接地，R7的另一端與IC1的信號輸入端IC1「+」相連，ICB的連接與ICA連接相同，IC1「+」端分別與R2、R7、R9相連，IC1「-」端分別與R4、R5相連，電阻R4的另一端與調零電位器Z1相連，比例調節電位器R5另一端與IC1的輸出端相連，IC5的信號輸入端IC5「+」分別與R16、R17、R18、R19相連，IC1「-」分別與R20、R21相連，R20的另一端與調零電位器Z5相連，比例調節器R21另一端與IC5的輸出端和表頭相連。
專利摘要本實用新型屬汽車工業——電子儀表類，它為使用者提供了合理裝載，便於交通管理，嚴防超載，確保交通安全的科學依據。通過在汽車懸掛板簧每個支點處安裝位移傳感器，記錄在W作用下，大梁相對於板簧中心的位移量，根據N-V
文檔編號G01G19/08GK2046622SQ8921126
公開日1989年10月25日 申請日期1989年4月4日 優先權日1989年4月4日
發明者孔華祥, 鍾志堂 申請人:孔華祥, 鍾志堂