专利名称：一种机车速度—里程表的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种机车速度－里程表，适用于测量机车的行驶速度和里程。由取样转盘、速度表电路、里程表电路组成。
现有机车使用测速发电机式速度表，由变速齿轮、测速发电机、电流表组成。机车轮轴的转动经变速齿轮提高转速后带动测速发电机，因而发电机的输出电压随机车轮轴转速的变化，用电流表显示。其不足之处是线性差；响应速度慢；成本高；机械摩损大；电流表不耐震、易损坏；表盘刻度粗、指针抖动大、读数难；不易添加里程表。
本实用新型的目的是避免现有技术的不足而提供的一种机车速度－里程表。
本实用新型的目的可以通过下述措施达到在一个转盘的外缘等距离的装有若干块磁芯；靠近转盘外缘处，设有一干簧管；通过一传力键使转盘与机车轮轴连接。当机车轮轴转动时，通过传力键使转盘转动，转盘外缘的磁芯依次接近干簧管，使其输出一个个阶跃脉冲信号。
然后将这些信号输入由取样单元、脉冲信号形成单元、控制信号形成单元、计数单元及数显单元组成的速度表电路中，在给定的取样时间内记录输入信号的脉冲数，反映了机车的运行速度。可用下式表示V＝ 3600/(T) · (πD)/(2P) ·n＝1800 (πD)/(TP) ·n式中V┈机车运行速度(公里／小时)；D┈机车飞轮的直径(仟米)；P┈沿转盘外缘等距离设置的磁芯数；T┈取样时间(秒)；n┈T时间内输入速度表电路的脉冲数。
同时，将干簧管输出的脉冲信号经冲信号形成单元，输入由分频器单元、计数器单元、数显单元组成的里程表电路。由于分频器单元的设计是由转盘外缘所设置的磁芯数和机车飞轮的周长决定的，因而计数器单元所记录的脉冲数反映了机车运行的里程。
速度表和里程表都配置了数显单元，用来显示机车的运行速度和里程。
附图的图面说明如下
图1为取样转盘；图2为速度表电路；图3为里程表电路。
下面结合实施例进一步阐述本实用新型取样转盘如图1所示。转盘(3)装在短轴(5)上，短轴(5)用短轴螺母(6)固定在轴箱盖(4)上，磁芯(2)等距离的固定在转盘(3)的外缘。本实施例装有5块铁氧体磁芯，磁场强度高于500高斯。干簧管(1)通过一块底板固定在轴箱盖(4)上，利用底板所开的长孔，可调节干簧管与磁芯极面间的距离，一般为5～15毫米，干簧管的三根引线从轴箱盖(4)所开的小孔引出。取样转盘按装时，轴箱盖(4)通过其上的耳环(8)固定在机车轮轴的轴箱座上。转盘(3)上开个孔，将传力键(7)的一端插入其中，取样转盘按装时，传力键(7)的另一端焊在固定机车轮轴甩油板用的螺母上，机车轮轴转动时，通过传力键(7)使转盘(3)在短轴(5)上转动，当磁芯(2)靠近和离开干簧管(1)时，干簧管(1)产生两个阶跃脉冲，因此对于本实施例，机车轮轴每旋转一周，从取样转盘的干簧管(1)中输出10个阶跃脉冲信号。
速度表电路如图2所示，由取样单元、脉冲信号形成单元、控制信号形成单元、计数单元，数显单元组成。
取样单元由振荡电路、分频电路、取样时间形成电路、控制门电路组成。
振荡电路由32768HZ石英振晶(11)、负载电容(9)、(10)、负载电阻(12)及集成块CD4060(13)的部分电路组成，产生振荡信号。负载电容(9)、(10)为正温度系数，对负温度系数的石英振晶(11)起补偿作用，负载电容(9)还可用来微调振荡频率，使输出具有标准的32768HZ振荡信号。负载电阻(12)的阻值为100MΩ，负载电容(9)、(10)分别为25P和100P。
分频电路由集成块CD4060(13)的另一部分电路和集成块CD4024(14)组成。振荡信号经七级二分频，输入取样时间形成电路和控制信号形成单元，高电平有效。
取样时间形成电路由集成块CD4073(15)和CD4011(16)组成。经分频后的信号输入集成块CD4073(15)三输入与门，产生取样时间T＝1.1875秒的脉冲信号，并经集成块CD4011(16)二输入与门，产生高电平有效的取样时间信号，然后输入控制门电路。
控制门电路是集成块CD4073(17)接成的三输入与门。当取样时间T＝1.1875秒的信号高电平时，允许来自脉冲信号形成单元的信号通过，并输入计数单元。
脉冲信号形成单元由脉冲信号形成电路和干簧管(1)组成。
脉冲信号形成电路由集成块CD4011(18)、(19)二输入与非门接成的双稳态电路和集成块CD4011(20)、电阻(21)、(22)组成。干簧管(1)产生的阶跃脉冲通过脉冲信号形成电路，经整形输入控制门。电阻(21)、(22)的阻值各为560KΩ。
控制信号形成单元由锁存信号、计数器清零信号、分频器清零信号形成电路组成。
锁存信号形成电路是集成块CD4072(26)四输入或门。当输入全为低平时，输出才低电平。该低电平信号输入数显单元LE端，低电平有效，使取样时间内输入的这组脉冲信号经过计数单元，送入数显单元，显示机车的运行速度。
计数器清零信号形成电路由集成块CD4073(24)三输入与门和CD4081(25)二输入与门组成，产生迟后锁存信号的清零信号，送入计数单元的Cr端，高电平有效，使计数单元清零。
分频器清零信号形成电路是集成块CD4081(23)二输入与门，产生迟后计数器清零信号的分频器清零信号，输入分频电路CD4060(13)和CD4024(14)的Cr端，高电平有效，使分频电路清零，结束一个工作周期。
计数单元是集成块CD4518(27)双十进制计数电路，完成对脉冲信号的计数，并以BCD标准代码输出，CP为输入端，Cr为清零端，高电平有效。
数显单元由锁存、译码、驱动、数字显示电路组成。
锁存、译码、驱动电路由集成块CD4511(28)、(29)组成，将计数单元输出的BCD码变成7段信号输出，LE为译码、锁存控制端，高电平锁存、低电平译码。
数字显示电路由半导体发光数码管(30)、(31)、(32)组成，将7段信号用十进制数显示机车的运行速度。
里程表电路如图3所示，由分频器单元、计数器单元、数显单元组成。
分频器单元由BCD比例乘法器电路和分频器电路组成。
BCD比例乘法器电路由集成块CD4527(33)、(34)、(35)、(36)构成。输入脉冲信号f来自速度表电路(图2)的脉冲信号形成电路；信号A、B、C、D来自速度表电路(图2)的计数单元，BCD标准代码输入。
分频器电路集成块CD4017(37)、(38)、(39)十进制计数分配器组成。
分频器单元的设计根据转盘(3)外缘所装磁芯(2)个数和机车飞轮的直径。本实施例的磁芯数为5，飞轮直径为1.1米，即周长3.456米，因此分频器单元的设计是使得输入2893个脉冲时输出一个脉冲，表示机车飞轮旋转了289.3转，机车运行了1仟米。所以分频器单元每输出一个脉冲表示机车运行了1公里。
计数器单元由集成块CD4518(40)、(41)、(42)组成，对分频器单元送来的脉冲信号计数，其输出为BCD代码，高电平有效。
数显单元由译码、驱动、数字显示电路构成。译码、驱动电路由集成块CD4511(43)、(44)、(45)、(46)、(47)、(48)组成，把计数单元送来的BCD码变成7段信号输出，高电平有效；数字显示电路采用7段半导体发光数码管(49)、(50)、(51)、(52)、(53)、(54)。电阻(55)、(56)、(57)的阻值各为560KΩ。
速度表电路和里程表电路各制成一块电路板，同装在一个仪表盒内，数码管设在盒的正面，便于读数。因此，本实施例的机车速度－里程表产品是取样转盘和速度－里程表两个部件。
本实施例的仪表误差在0.8％以下(不计机车飞轮与钢轨滑动引起的误差，这在现有的测速发电机式速度表中照样存在)，测量精度高；取样转盘采用非接触式的磁电传感器，避免机械磨损；速度表和里程表电路采用集成电路，可靠性高，成本低，耐震，使用寿命长；读数直观、清晰、易读。本实用新型克服了现有测速发电机式速度表的缺点，并可显示机车的运行里程；采用BCD代码，尚可方便的与自动记录或计算机联机。
权利要求1.一种机车速度-里程表，其特征是(1)有一个取样转盘，在转盘(3)外缘等距离的装有若干块磁芯(2)，靠近转盘(3)外缘处设有干簧管(1)，通过传力键(7)使转盘(3)随机车轮轴转动，从而使干簧管(1)输出阶跃脉冲信号；(2)有一个速度表电路，它是由取样单元给出取样时间，在取样时间内，来自取样转盘中干簧管(1)的阶跃脉冲信号经脉冲信号形成单元后相继输入计数器单元和数显单元，显示出机车的运行速度；(3)有一个里程表电路，它是将速度表电路中经脉冲信号形成单元后的脉冲信号相继输入分频器单元、计数器单元和数显单元，从而显示出机车的运行里程。
2.按权利要求1所述的机车速度－里程表，其特征是转盘(3)按装在短轴(5)上，短轴(5)固定在轴箱盖(4)上；转盘(3)上有一孔，传力键(7)的一端伸入该孔，另一端与机车轮轴连接。
专利摘要本实用新型涉及一种机车速度—里程表，由取样转盘和速度表电路、里程表电路组成。在转盘外缘等距离的装有若干块磁芯，靠近转盘外缘处设有一干簧管。通过传力键使转盘随机车轮轴转动，转盘外缘的磁芯依次接近干簧管，使其输出一个个阶跃脉冲信号。速度表电路在给定的取样时间内记录的脉冲数反映了机车的运行速度。里程表电路根据转盘外缘的磁芯数和机车飞轮的直径设计分频单元，脉冲信号经分频器单元后输入计数器，显示机车运行里程。
文档编号G01C23/00GK2068670SQ9020858
公开日1991年1月2日 申请日期1990年6月21日 优先权日1990年6月21日
发明者俞忠良 申请人:中国石油化工总公司茂名石油工业公司