傳感式車速裡程表的製作方法
2023-06-11 03:38:01 1
專利名稱：傳感式車速裡程表的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種測速裝置，特別是用於測量、記錄和顯示汽車行駛速度和裡程的傳感式車速裡程表。
現有的電傳感車速裡程表，其傳感器大都採用霍爾元件，由其將接收的信號通過電纜線傳送到電子儀錶盤上，由於霍爾元件輸出信號比較小，因此在長距離傳輸時必須進行放大處理。這種傳感器的不足是霍爾元件易受環境溫度影響而產生漂移，自身可靠性較差，傳感電路的抗幹擾能力較差，影響其可靠性，霍爾元件成本較高。
本實用新型的目的在於克服上述現有技術的不足，提供一種性能可靠、抗幹擾能力強的傳感式車速裡程表。
本實用新型的技術解決方案是傳感式車速裡程表是由傳感器、傳輸線、裡程計和速度計組成，其特殊之處在於所述的傳感器是由紅外發射器和接收器，以及位於發射管與接收管之間，且由旋轉軸帶動做透遮光交替運動的遮光板組成。所述的紅外發射器是由紅外發射管、振蕩器、分頻器和時基電路組成。所述的紅外接收器是由紅外接收管、反相器、觸發器組成。在發射器與接收器之間還設有一條同步解調信號輸入電路。由振蕩器產生的脈衝信號經分頻器和時基電路調製後由紅外發射管發出並控制紅外接收管導通，接收管輸出的信號經發相器反相後送入觸發器，同時被調製的脈衝信號還經同步解調信號輸入電路送入觸發器，作用觸發器的輸入時鐘，實現同步解調，觸發器輸出的信號送至裡程計和速度計。
所述的裡程計是由分頻器、與其相連的驅動電路，以及電磁計數器構成。所述的速度計包括數字式速度計和指針式速度計。數字式速度計是由時鐘電路、寄存器、計數器、數字顯示器和連接在時鐘電路與寄存器和計數器之間的驅動電路，以及連接在驅動電路與計數器之間的延時電路構成。指針式速度計是由微分電路、反相器、濾波電路和電流表構成。
在速度計上還連接有用以調節數字顯示器亮度和電流表輔助光源的自動調光電路。
所述的裡程速度計是由倍頻電路、反相器、鎖存器、計數器、分頻器、振蕩器、脈衝分配器、放大器、步進電機和車速、裡程指示表組成。
本實用新型與現有技術相比具有如下特點1.採用脈衝調製發射和同步解調技術製成的紅外光傳感器，其抗幹擾能力強，功耗小，電路性能可靠，並能準確記錄裡程和顯示車速。
2.顯示器上配有自動調光電路使其顯示清晰。
3.電路結構簡單、形式多樣，可根據需要自行選定。
圖1為本實用新型傳感器的結構示意圖。
圖2為本實用新型傳感器的電路原理圖。
圖3為本實用新型傳感器的工作波形圖。
圖4為本實用新型裡程計和數字式速度計的電路原理圖。
圖5為本實用新型指針式速度計的電路原理圖。
圖6為本實用新型裡程、速度計的另一實施方案電路原理圖。
以下結合附圖作進一步詳述如圖1所示，採用螺紋連接的上下殼體4、3之間固定有傳感器的電路板5，電路板一側焊接有紅外發射管7和接收管6，位於殼體內的筒形遮光板8固定在旋轉軸12上，它將發射管與接收管隔開。根據汽車底盤上的傳動軸與旋轉軸的傳動比，以及車輪的有效半徑計算遮光板的透光孔，使其發出的紅外光信號與汽車行駛速度成線性關係。本實施例中傳動軸與後輪的傳動比為1／6.33，輪的有效半徑為0.96米，傳動軸與旋轉軸的傳動比為3／10，如果每0.5秒取樣一次，計算出遮光板沿其周向等距離設置11個透光孔。旋轉軸與下殼體之間設有滾動軸承9。在上殼體一側壁上固定有插座2，連有傳輸電纜線1的插頭11與其相互插接。傳輸電纜線的另一端則與裡程計和速度計相連。傳感器是通過與下殼體相連的螺母10固定在汽車底盤上，旋轉軸則由傳動軸帶動旋轉。
如圖2所示，傳感器是由紅外發射器和接收器構成，由非門F1、F2、F3、電阻R1、R2，電容C1組成的環形振蕩器，其輸出的脈衝信號經分頻器CD4510和時基電路NE555調製後由紅外發射管D1發出，分頻器Q1、Q2輸出端均為高電平的佔空比為1／5。由紅外線接收管D2接收的脈衝信號經反相器F4送入雙D觸發器CD4013的輸入端，同時時鐘電路輸出的被調製的脈衝信號還經由電阻R0。電容C0組成的延時電路和反相器F5構成的同步解調信號輸入電路送入雙D觸發器的CP端，作為觸發器的輸入時鐘，實現其同步解調。如果發射管D1發出的紅外波遮光板擋住，則接收管D2呈高阻抗，經反相器反相後，雙D觸發器的輸入端D腳為低電平，解調結果使觸發器輸出低電平。傳感器各點的工作波形見圖3。
圖4給出了裡程計和數字式速度計的電路原理圖。由傳感器輸出的電信號分別送入裡程計和速度計的輸入端A′。裡程計是由3位分頻器CD4522和由電阻R10，二極體D9、電容C8、反相器F11、F12和放大器G2組成的驅動電路以及電磁計數器MG組成。在初始狀態下，分頻器中裝入693個數字，傳感器每輸出一個脈衝信號，分頻器中的數字減1，當傳感器輸出693個脈衝時，分頻器的數字為0，個位數的Qcc端輸出高電平脈衝，此脈衝使分頻器重新裝入693個數字。同時，此脈衝信號經驅動電路驅動電磁計數器MG計數，即汽車行駛100米。
數字式速度計是由計數器CD4510，寄存器CD4511、由電阻R6、電容C5、三極體D3、反相器F7構成的驅動電路、由振蕩器LD4060、電容C4、C5、電阻R5和晶體ZT組成的時鐘電路和顯示器，以及由反相器F8、F9、電容C7和電阻R7、二極體D4組成的延時電路構成。由時鐘電路輸出的脈衝信號觸發寄存器，並由顯示器顯示車速，同時該信號還經延時電路送入計數器，將其清零。採用先鎖存後清零使顯示清晰可靠。在顯示器的接地迴路上還連接有自動調光電路，它由光敏管、與其連接構成環形迴路的反相器F10、電阻R9、三極體G1、以及並接在三極體發射極與集電極之間的三個相互串接的二極體D6～D8構成。三極體的集電極與顯示器相連接，發射極接地。當光線較暗時，光敏管D5呈高阻態，反相器F10的輸出端為低電平，三極體截止，顯示器的電流需經二極體接地，亮度變暗，當環境光線較強時，光敏管呈低阻態，反相器輸出高電平，三極體飽和導通，顯示器的電流經三極體接地，亮度增加。
圖5給出了指針式速度計的電路原理圖。來自傳感器的脈衝信號經由電容C9、電阻R16、二極體D12組成的微分電路至反相器F13，由電阻R17、電容C10、反相器F14整形後經濾波電路送至電流表M，電位器W2用於調整表的量程。此速度計還設置了自動調光電路。它由光敏三極體、與其相連的反相器F15、複合管G3、G4、電阻R13、R14、電位器W1以及輔助光源－－燈泡組成。外界光線較強時，不需輔助光源。當外界光線較暗時，光敏管呈高阻態，經反相器輸出的高電平使複合管導通，輔助光源接通。
圖6給出了採用步進電機同步驅動裡程速度計的電路原理圖。由振蕩器產生的脈衝信號經12進位分頻器分頻後輸入到計數器，其輸出數據被鎖存器鎖存並送入X進位分頻器、來自傳感器的脈衝信號經倍頻電路、反相器送入分頻器，分頻器輸出的脈衝經脈衝分配器送入驅動放大器。由其輸出信號使步進電機帶動車速裡程表做滯後於傳感器旋轉軸一定角度的同速運轉。
權利要求1.一種傳感式車速裡程表，它由傳感器、傳輸線、裡程計和速度計組成，其特徵在於所述的傳感器是由紅外發射器和接收器，以及位於發射管與接收管之間，且由旋轉軸帶動做透遮光交替運動的遮光板組成；所述的紅外發射器是由紅外發射管，振蕩器、分頻器和時基電路組成；所述的紅外接收器是由紅外接收管、反相器、觸發器組成；在發射器與接收器之間還設有一條同步解調信號輸入電路；由振蕩器產生的脈衝信號經分頻器和時基電路調製後由紅外發射管發出並控制紅外接收管導通，紅外接收管輸出的信號經反相器送入觸發器，同時被調製的脈衝信號還經同步解調信號輸入電路送入觸發器，作為觸發器的輸入時鐘，實現同步解調，觸發器輸出的信號送至裡程計和速度計。
2.根據權利要求1所述的傳感式車速裡程表，其特徵在於所述的裡程計是由分頻器、與其相連的驅動電路，以及電磁計數器構成。
3.根據權利要求1所述的傳感式車速裡程表，其特徵在於所述的速度計包括數字式速度計和指針式速度計，數字式速度計是由時鐘電路、寄存器、計數器、數字顯示器和連接在時鐘電路與寄存器和計數器之間的驅動電路以及連接在驅動電路與計數器之間的延時電路構成；指針式速度計是由微分電路，反相器、濾波電路和電流表構成。
4.根據權利要求3所述的傳感式車速裡程表，其特徵在於在速度計上還連接有用以調節數字顯示器亮度和電流表輔助光源的自動調光電路。
5.根據權利要求1所述的傳感式車速裡程表，其特徵在於裡程速度計是由倍頻電路、反相器、鎖存器、計數器、分頻器、振蕩器、脈衝分配器、放大器、步進電機、和車速裡程指示表組成。
專利摘要本實用新型涉及一種測速裝置，特別是用於測量、記錄和顯示汽車行駛速度和裡程的傳感式汽車裡程表，它由傳感器、傳輸導線、裡程計和速度計組成，其特點是傳感器採用紅外脈衝調製發射和同步解調技術，增強了傳感器的抗幹擾能力，提高了可靠性，其速度計還包含一條自動調光電路，使表頭或顯示器有較清晰的顯示。本實用新型電路結構簡單，性能可靠，並提供了多種形式的裡程計和速度計，可根據需要自行選定。
文檔編號G01C22/00GK2141073SQ92235828
公開日1993年8月25日 申請日期1992年10月14日 優先權日1992年10月14日
發明者張偉 申請人:張偉