速度感知器的製作方法

2023-12-10 04:44:06

專利名稱：速度感知器的製作方法
技術領域：
本發明屬於物理量測量技術領域。
速度是重要的物理量，幾百年來，速度的測量一直是人們關心的課題。已研製出許多種速度測量儀器。
速度具有相對性，通常所說的運動物體(如車輛、飛機等)的速度如何，是指它們相對於地面的速度，但是，目前安裝於這些動體上的儀表，並不是在任何時候都能準確地測量，當車輪與地面打滑(鐵路機車更常見)，或空氣並非靜止時(對飛機而言)，速度計的指示就不準了。
本發明克服了上述缺點。
本發明根據最基本的運動相對性原理來設計。每個人都會有這樣的經驗，當你坐在奔馳的列車廂裡向窗外望去時，會感到外邊的「景物」(泛指地面上一切可覺察的物體)仿佛向後方運動。「景物」向後運動得越快，我們就感到車開得越快，這就是運動的相對性。我們的眼睛和大腦，事實上就組成一種速度計，只是無法做出定量的判斷。
為了能定量地測取速度值，可以用敏感元件來代替眼睛。對於不同的「景物」可使用不同的敏感元件。例如可以用光敏、磁敏、熱敏、電磁場敏等敏感元件。
一般說來，應當採用兩隻敏感元件來代替兩隻眼睛，如

圖1-a、b所示。圖中A、B為敏感元件，Xi為景物，K為窄縫(在光敏時也可用透鏡)。這樣，當動體沿圖示方向運動時，景物Xi將首先被A「看見」，而後被B「看見」，A和B輸出兩列相同的脈衝串，但兩脈串之間有一定的時間差△t，該時間差唯一地由速度決定，因此，只要測出△t就知道速度了。
圖—a中k是準直光路器件，只允許平行光進入，但它不是必須的。圖—b中k起成像作用，因而是必不可少的，圖—b僅適於景物與敏感元件間有固定距離的場合。
對於△t和測量，可以有許多方法。當景物數量較少(景物間隔遠大於W時)，可如圖2示，用A的脈衝去開一個閘門，B的脈衝去關閘門，對標準鍾信號計數，則計數值正比於△t。這與通常用頻率計測周期(時間)的原理完全一樣。也可如圖3示所，延時A脈衝列然後與B脈衝列比較，這更適合於景物數量很多時，延時電路可以用摸擬器件(如BBD)或數字器件構成，延時量可調，當加法器輸出為零時，延遲量即為△t。
用微處理器來測量△t，如圖4所示，不僅能準確地測取△t，而且容易增加較多的功能，例如根據前後速度的變化計算加速度，根據速度與時間的乘積求路程、記憶路程等。圖中A、B兩列脈衝經A/D轉換後，經兩個輸入口同時輸入，存於RAM中由軟體來計算兩者的時差(B路信號存儲區在若干單元以後才會與A路數據一致)，並顯示出來，可同時進行裡程累積，一般隔幾十毫秒採樣計算一次，即可滿足實時檢測的要求。
需要說明的是「景物」具有多樣性，如地磁場的不均勻處就構成「景物」，可用磁敏元件感知；又如，道路總不是絕對平坦的，路面的凹凸，顏色的深淺，均構成「景物」，可用光敏元件感知，在黑暗環境中，則可採用主動工作方式，以適當的光照亮路面(例如紅外光)，並配以相應的光敏器件。
權利要求
1.一種速度測量裝置，其特徵是它含有兩個敏感元件，當該裝置與其它物體間有相對運動時，兩個敏感元件輸出相同的兩列信號脈衝，但它們間有時間差，該時間差由相對運動速度決定。
2.如權利要求1所述的裝置，其特徵是時間差測量由圖2所示閘門計數電路構成。
3.如權利要求1所述的裝置，其特徵是時間差測量由圖3所示延時比較電路構成。
4.如權利要求1所述的裝置，其特徵是時間差測量由圖4所示A/D變換，數字計算電路構成。
5.如權利要求1、2、3、4所述的裝置，其特徵是敏感元件由光敏元件組成。6、如權利要求5所述的裝置，其特徵是敏感元件由磁敏元件構成。
7.如權利要求5、6所述的裝置，其特徵是敏感元件指向道路。
8.如權利要求5、6、7所述的裝置，其特徵是兩個光敏元件前均加有準直光路器件。
9.如權利要求5、6、7所述的裝置，其特徵是兩個光敏元件合用一個成像器件(凸透鏡、窄縫等)。
全文摘要
本發明所述的速度感知器屬於物理量測量技術領域。它是一種用非接觸方式測量速度的裝置，由兩個敏感元件和測量電路構成。一切可以被敏感元件感知的物均可稱為景物，當景物與兩個敏感元件之間有相對運動時，將產生兩列脈衝，計算這兩列脈衝的時間差，就知道了速度。
文檔編號G01P3/36GK1117137SQ9410709
公開日1996年2月21日 申請日期1994年6月24日 優先權日1994年6月24日
發明者陳學煌 申請人:陳學煌