专利名称：传感式车速里程表的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种测速装置，特别是用于测量、记录和显示汽车行驶速度和里程的传感式车速里程表。
现有的电传感车速里程表，其传感器大都采用霍尔元件，由其将接收的信号通过电缆线传送到电子仪表盘上，由于霍尔元件输出信号比较小，因此在长距离传输时必须进行放大处理。这种传感器的不足是霍尔元件易受环境温度影响而产生漂移，自身可靠性较差，传感电路的抗干扰能力较差，影响其可靠性，霍尔元件成本较高。
本实用新型的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种性能可靠、抗干扰能力强的传感式车速里程表。
本实用新型的技术解决方案是传感式车速里程表是由传感器、传输线、里程计和速度计组成，其特殊之处在于所述的传感器是由红外发射器和接收器，以及位于发射管与接收管之间，且由旋转轴带动做透遮光交替运动的遮光板组成。所述的红外发射器是由红外发射管、振荡器、分频器和时基电路组成。所述的红外接收器是由红外接收管、反相器、触发器组成。在发射器与接收器之间还设有一条同步解调信号输入电路。由振荡器产生的脉冲信号经分频器和时基电路调制后由红外发射管发出并控制红外接收管导通，接收管输出的信号经发相器反相后送入触发器，同时被调制的脉冲信号还经同步解调信号输入电路送入触发器，作用触发器的输入时钟，实现同步解调，触发器输出的信号送至里程计和速度计。
所述的里程计是由分频器、与其相连的驱动电路，以及电磁计数器构成。所述的速度计包括数字式速度计和指针式速度计。数字式速度计是由时钟电路、寄存器、计数器、数字显示器和连接在时钟电路与寄存器和计数器之间的驱动电路，以及连接在驱动电路与计数器之间的延时电路构成。指针式速度计是由微分电路、反相器、滤波电路和电流表构成。
在速度计上还连接有用以调节数字显示器亮度和电流表辅助光源的自动调光电路。
所述的里程速度计是由倍频电路、反相器、锁存器、计数器、分频器、振荡器、脉冲分配器、放大器、步进电机和车速、里程指示表组成。
本实用新型与现有技术相比具有如下特点1.采用脉冲调制发射和同步解调技术制成的红外光传感器，其抗干扰能力强，功耗小，电路性能可靠，并能准确记录里程和显示车速。
2.显示器上配有自动调光电路使其显示清晰。
3.电路结构简单、形式多样，可根据需要自行选定。
图1为本实用新型传感器的结构示意图。
图2为本实用新型传感器的电路原理图。
图3为本实用新型传感器的工作波形图。
图4为本实用新型里程计和数字式速度计的电路原理图。
图5为本实用新型指针式速度计的电路原理图。
图6为本实用新型里程、速度计的另一实施方案电路原理图。
以下结合附图作进一步详述如图1所示，采用螺纹连接的上下壳体4、3之间固定有传感器的电路板5，电路板一侧焊接有红外发射管7和接收管6，位于壳体内的筒形遮光板8固定在旋转轴12上，它将发射管与接收管隔开。根据汽车底盘上的传动轴与旋转轴的传动比，以及车轮的有效半径计算遮光板的透光孔，使其发出的红外光信号与汽车行驶速度成线性关系。本实施例中传动轴与后轮的传动比为1／6.33，轮的有效半径为0.96米，传动轴与旋转轴的传动比为3／10，如果每0.5秒取样一次，计算出遮光板沿其周向等距离设置11个透光孔。旋转轴与下壳体之间设有滚动轴承9。在上壳体一侧壁上固定有插座2，连有传输电缆线1的插头11与其相互插接。传输电缆线的另一端则与里程计和速度计相连。传感器是通过与下壳体相连的螺母10固定在汽车底盘上，旋转轴则由传动轴带动旋转。
如图2所示，传感器是由红外发射器和接收器构成，由非门F1、F2、F3、电阻R1、R2，电容C1组成的环形振荡器，其输出的脉冲信号经分频器CD4510和时基电路NE555调制后由红外发射管D1发出，分频器Q1、Q2输出端均为高电平的占空比为1／5。由红外线接收管D2接收的脉冲信号经反相器F4送入双D触发器CD4013的输入端，同时时钟电路输出的被调制的脉冲信号还经由电阻R0。电容C0组成的延时电路和反相器F5构成的同步解调信号输入电路送入双D触发器的CP端，作为触发器的输入时钟，实现其同步解调。如果发射管D1发出的红外波遮光板挡住，则接收管D2呈高阻抗，经反相器反相后，双D触发器的输入端D脚为低电平，解调结果使触发器输出低电平。传感器各点的工作波形见图3。
图4给出了里程计和数字式速度计的电路原理图。由传感器输出的电信号分别送入里程计和速度计的输入端A′。里程计是由3位分频器CD4522和由电阻R10，二极管D9、电容C8、反相器F11、F12和放大器G2组成的驱动电路以及电磁计数器MG组成。在初始状态下，分频器中装入693个数字，传感器每输出一个脉冲信号，分频器中的数字减1，当传感器输出693个脉冲时，分频器的数字为0，个位数的Qcc端输出高电平脉冲，此脉冲使分频器重新装入693个数字。同时，此脉冲信号经驱动电路驱动电磁计数器MG计数，即汽车行驶100米。
数字式速度计是由计数器CD4510，寄存器CD4511、由电阻R6、电容C5、三极管D3、反相器F7构成的驱动电路、由振荡器LD4060、电容C4、C5、电阻R5和晶体ZT组成的时钟电路和显示器，以及由反相器F8、F9、电容C7和电阻R7、二极管D4组成的延时电路构成。由时钟电路输出的脉冲信号触发寄存器，并由显示器显示车速，同时该信号还经延时电路送入计数器，将其清零。采用先锁存后清零使显示清晰可靠。在显示器的接地回路上还连接有自动调光电路，它由光敏管、与其连接构成环形回路的反相器F10、电阻R9、三极管G1、以及并接在三极管发射极与集电极之间的三个相互串接的二极管D6～D8构成。三极管的集电极与显示器相连接，发射极接地。当光线较暗时，光敏管D5呈高阻态，反相器F10的输出端为低电平，三极管截止，显示器的电流需经二极管接地，亮度变暗，当环境光线较强时，光敏管呈低阻态，反相器输出高电平，三极管饱和导通，显示器的电流经三极管接地，亮度增加。
图5给出了指针式速度计的电路原理图。来自传感器的脉冲信号经由电容C9、电阻R16、二极管D12组成的微分电路至反相器F13，由电阻R17、电容C10、反相器F14整形后经滤波电路送至电流表M，电位器W2用于调整表的量程。此速度计还设置了自动调光电路。它由光敏三极管、与其相连的反相器F15、复合管G3、G4、电阻R13、R14、电位器W1以及辅助光源－－灯泡组成。外界光线较强时，不需辅助光源。当外界光线较暗时，光敏管呈高阻态，经反相器输出的高电平使复合管导通，辅助光源接通。
图6给出了采用步进电机同步驱动里程速度计的电路原理图。由振荡器产生的脉冲信号经12进制分频器分频后输入到计数器，其输出数据被锁存器锁存并送入X进制分频器、来自传感器的脉冲信号经倍频电路、反相器送入分频器，分频器输出的脉冲经脉冲分配器送入驱动放大器。由其输出信号使步进电机带动车速里程表做滞后于传感器旋转轴一定角度的同速运转。
权利要求1.一种传感式车速里程表，它由传感器、传输线、里程计和速度计组成，其特征在于所述的传感器是由红外发射器和接收器，以及位于发射管与接收管之间，且由旋转轴带动做透遮光交替运动的遮光板组成；所述的红外发射器是由红外发射管，振荡器、分频器和时基电路组成；所述的红外接收器是由红外接收管、反相器、触发器组成；在发射器与接收器之间还设有一条同步解调信号输入电路；由振荡器产生的脉冲信号经分频器和时基电路调制后由红外发射管发出并控制红外接收管导通，红外接收管输出的信号经反相器送入触发器，同时被调制的脉冲信号还经同步解调信号输入电路送入触发器，作为触发器的输入时钟，实现同步解调，触发器输出的信号送至里程计和速度计。
2.根据权利要求1所述的传感式车速里程表，其特征在于所述的里程计是由分频器、与其相连的驱动电路，以及电磁计数器构成。
3.根据权利要求1所述的传感式车速里程表，其特征在于所述的速度计包括数字式速度计和指针式速度计，数字式速度计是由时钟电路、寄存器、计数器、数字显示器和连接在时钟电路与寄存器和计数器之间的驱动电路以及连接在驱动电路与计数器之间的延时电路构成；指针式速度计是由微分电路，反相器、滤波电路和电流表构成。
4.根据权利要求3所述的传感式车速里程表，其特征在于在速度计上还连接有用以调节数字显示器亮度和电流表辅助光源的自动调光电路。
5.根据权利要求1所述的传感式车速里程表，其特征在于里程速度计是由倍频电路、反相器、锁存器、计数器、分频器、振荡器、脉冲分配器、放大器、步进电机、和车速里程指示表组成。
专利摘要本实用新型涉及一种测速装置，特别是用于测量、记录和显示汽车行驶速度和里程的传感式汽车里程表，它由传感器、传输导线、里程计和速度计组成，其特点是传感器采用红外脉冲调制发射和同步解调技术，增强了传感器的抗干扰能力，提高了可靠性，其速度计还包含一条自动调光电路，使表头或显示器有较清晰的显示。本实用新型电路结构简单，性能可靠，并提供了多种形式的里程计和速度计，可根据需要自行选定。
文档编号G01C22/00GK2141073SQ92235828
公开日1993年8月25日 申请日期1992年10月14日 优先权日1992年10月14日
发明者张伟 申请人:张伟