專利名稱：一種積分傳感器式汽車數(shù)字油量表的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及計(jì)量裝置領(lǐng)域的汽車油量表，尤其是一種積分傳感器式汽車數(shù)字油量表。
目前，汽車油量表大多數(shù)仍采用電阻傳感器、電容傳感器、電儀表指示油量，由于該種結(jié)構(gòu)的汽車油量表中設(shè)計(jì)的電位器在汽車運(yùn)行中產(chǎn)生波動引起的誤差和觸頭容易磨損，同時分用電壓源性能差異及其電壓的微小波動引起的計(jì)量誤差，儀表上指示的數(shù)字反復(fù)跳動，使得不能準(zhǔn)確指示油量，這給汽車消費(fèi)帶來很大的不便。當(dāng)汽車加油時，也不能從中鑒別實(shí)際所加的油量。因而也導(dǎo)致汽車運(yùn)行里程所需油量的錯誤估計(jì)，常常中途油量不夠而停下來。
本實(shí)用新型的目的是提供一種具有精確度高，抗干擾能力強(qiáng)的積分傳感器式汽車數(shù)字油量表。
本實(shí)用新型的目的可以通過以下措施來達(dá)到本實(shí)用新型包括傳感部件和電路部件及LED顯示器，它們通過導(dǎo)線連接，傳感部件為電位式積分傳感器，它是由在其上部設(shè)有安裝法蘭、封閉蓋、輸入、輸出接線座的長柱體電阻線圈與設(shè)有對稱分布的彈性滾動觸頭的浮子相互配合構(gòu)成的，浮子平面與長柱體電阻線圈垂直，且浮子以長柱體電阻線圈為中心軸上下滑動，對稱分布的滾動觸頭之間用導(dǎo)線連接，其中一組對稱滾動觸頭與電阻線圈緊密接觸，另一組對稱滾動觸頭與牢固粘結(jié)在電阻線圈表面且與線圈絕緣的導(dǎo)線緊密接觸，該導(dǎo)線一端與輸出接線座連接；上述傳感部件中(ⅰ)彈性滾動觸頭是設(shè)在浮子內(nèi)的對稱分布的徑向槽內(nèi)，由彈簧、支架、帶軸的滾輪構(gòu)成，帶軸的滾輪以支架做軸承，彈簧頂壓支架使?jié)L輪與電阻線圈、導(dǎo)線緊密接觸；(ⅱ)電阻線圈設(shè)定其有效長度等于被測油箱高度，并按Vi=∫hi-1hiIdR]]>與Vi=∫hihi-1S(h)dh]]>成比例的積分原則用電阻材料繞制。電路部件由穩(wěn)壓集成塊IC1、門電路集成塊IC2、模數(shù)轉(zhuǎn)換集成塊IC3、線性運(yùn)放集成塊IC4和周圍阻容元件及整流二極管連接構(gòu)成，其中穩(wěn)壓集成塊IC1經(jīng)電容濾波后，分別與IC2、IC3、IC4連接，經(jīng)限流電阻R2與LED連接，提供穩(wěn)壓電源，門電路集成塊IC2與模數(shù)轉(zhuǎn)換集成塊IC3連接獲得時鐘脈沖，同時向由整流二極管及電容組成的整流濾波電路輸出負(fù)脈沖，向IC3、IC4提供負(fù)電源，IC3與LED顯示器連接，并對傳感器輸出信號與參考電壓雙向積分后產(chǎn)生驅(qū)動信號驅(qū)動LED直接顯示容量計(jì)量的數(shù)值，線性運(yùn)放集成塊IC4產(chǎn)生正負(fù)寬度不等的電脈沖控制三極管，實(shí)現(xiàn)自動數(shù)據(jù)鎖存和更新，用作分流式集成基準(zhǔn)電壓源的集成塊IC5與傳感器W3并連，使傳感器獲得穩(wěn)定的工作電壓。上述電路部件中的穩(wěn)壓集成塊IC1為三端集成穩(wěn)壓器7805，門電路集成塊IC2為六反相器4069，模數(shù)轉(zhuǎn)換集成塊IC3為312]]>位模數(shù)轉(zhuǎn)換器7107，線性運(yùn)放集成塊IC4為741，IC5為285-1．2。電路各部件裝配為一盒體。
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明


圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例一的積分傳感器結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例一的積分傳感器A-A剖示圖。
圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例一的電路示意圖。
圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例二的積分傳感器結(jié)構(gòu)示意圖。
如圖一、二所示，積分傳感器是由在其上端設(shè)有安裝法蘭3、封閉蓋4、輸入、輸出接線座XS4-7的長柱體電阻線圈1與設(shè)有對稱分布的彈性滾動觸頭的浮子2相互配合構(gòu)成的，浮子2平面與長柱體電阻線圈1垂直，且浮子2以長柱體電阻線圈1為中心軸上下滑動，對稱分布的滾動觸頭之間用導(dǎo)線(未畫出)連接，其中一組對稱滾動觸頭與電阻線圈緊密接觸(圖二的上下)，另一組對稱滾動觸頭與牢固粘結(jié)在電阻線圈1表面且與線圈1絕緣的導(dǎo)線9緊密接觸(圖二的左右)，該導(dǎo)線9一端與輸出接線座XS5連接，當(dāng)電阻線圈1的任何一點(diǎn)與滾動觸頭(滾輪)接觸時，其電位即通過另一滾動觸頭傳遞到導(dǎo)線9一端，經(jīng)XS5實(shí)現(xiàn)傳感器電位的輸出。設(shè)在浮子2內(nèi)對稱分布的徑向槽內(nèi)的彈性滾動觸頭由彈簧8、支架7、帶軸6的滾輪5構(gòu)成，滾輪5的軸6由支架支承，彈簧8頂壓支架7．使?jié)L輪5與電阻線圈1，導(dǎo)線9緊密接觸。在設(shè)計(jì)中，使電阻線圈1的有效長度等于被測油箱的高度，并按 成比例的積分原則用電阻材料繞制電阻線圈1。
如圖三所示，電路部件由穩(wěn)壓集成塊IC1，門電路集成塊IC2，模數(shù)轉(zhuǎn)換集成塊IC3，線性運(yùn)放集成塊IC4，用作分流式集成基準(zhǔn)電壓源的集成塊IC5和周邊阻容元件及整流二極管連接構(gòu)成。其中穩(wěn)壓集成塊IC1，經(jīng)電容C2濾波后分別與IC2、IC3、IC4連接，經(jīng)限流電阻R2與LED顯示器連接，提供穩(wěn)壓電源。門電路集成塊IC2與模數(shù)轉(zhuǎn)換集成塊IC3連接獲得時鐘脈沖，同時由整流二極管及電容組成的整流濾波電路輸出負(fù)脈沖，向IC3、IC4提供負(fù)電源，IC3與LED顯示器連接，并對傳感器輸出信號與參考電壓雙向積分后產(chǎn)生驅(qū)動LED直接顯示容量計(jì)量的數(shù)值，線性運(yùn)放集成塊IC4產(chǎn)生正負(fù)寬度不等的電脈沖控制三極管T1，實(shí)現(xiàn)自動數(shù)據(jù)鎖存和更新，用集成塊IC5與傳感器W3并連，使傳感器獲得穩(wěn)定工作電壓。
傳感部件與電路部件通過導(dǎo)線接線座XS4-7連接，整個電路各部件裝配為一盒體，在使用過程中，把傳感器裝配在被測油箱14上，如圖一所示，10是油箱14頂面，11是油箱14開孔法蘭，開口應(yīng)在油箱平面的幾何中心。12是傳感器固定螺釘，13是油箱底面。當(dāng)汽車電源經(jīng)XS1、XS2、XS3向電路輸入+24V(或+12V)電壓時，R1降壓(+12V輸入不經(jīng)R1)，C1濾波后與IC1(三端集成穩(wěn)壓器7805)IN腳連接。IC1out端輸出+5V穩(wěn)定電壓，經(jīng)C2濾波后與IC214腳、IC31腳，1C47腳連接，供給IC2、IC3、IC4正工作電源。IC1out端經(jīng)限流電阻R2供給LED共陽極電壓，經(jīng)熔斷電阻器R3降壓后，與XS7連接，為傳感器提供正電壓。IC2(六反相器4069)1腳與IC3(312]]>位模數(shù)轉(zhuǎn)換器7107)38腳相連，獲得時鐘脈沖，IC22腳、3腳、5腳連接，4腳與6腳連接輸出負(fù)脈沖并與電容器C3負(fù)極相連，C3正極與D1陽極、D2陰極連接，D1陰極與C4正極連接，后接地電位，D2陽極與C4負(fù)極連接成整流濾波電路，從C4負(fù)極輸出-3．6V電壓，供給IC326腳，IC44腳負(fù)電源。XS3與C1、C2、C4、C5、D1、D4、R5、IC1com腳，IC27腳，IC321腳及XS4連接，提供上述器件的地電位。
XS7獲得正電壓與IC5(分流式集成基準(zhǔn)電壓源285-12)陰板連接，產(chǎn)生+1．2V的基準(zhǔn)電壓，同時連接傳感器W3的高電位端H使傳感器獲得穩(wěn)定的工作電壓，W3的H端還與XS6連接為模數(shù)轉(zhuǎn)換器提供共同電壓源。W3的低端L連XS4再接地，W3的動觸頭經(jīng)XS5輸出與油量成準(zhǔn)確比例的測量訊號電壓，連接輸入電阻R9，濾波電容C6，送IC3輸入端31。XS6與R11、W2、R10、IC335腳順次連接，IC335腳、32腳、30腳、21腳相連。W2動觸頭與IC336腳連接，為模數(shù)轉(zhuǎn)換提供一個與傳感器基準(zhǔn)電壓性能一致，數(shù)值與單位容量對應(yīng)的電壓增量成倍數(shù)關(guān)系的參巧電壓。IC3是雙積分式模數(shù)轉(zhuǎn)換器，對傳感器輸出信號與參巧電壓雙向積分后產(chǎn)生312]]>位十進(jìn)制七段驅(qū)動信號驅(qū)動LED直接顯示容量計(jì)量的數(shù)值。
實(shí)現(xiàn)自動數(shù)據(jù)鎖存和更新是利用IC4產(chǎn)生正負(fù)寬度不相等電脈沖控制T1導(dǎo)通或截止，從而接通或斷開IC337與40腳。IC46腳連R7、D4(雙向穩(wěn)壓器)接地，R7、D4的公共點(diǎn)一路連R6、R5接地，R6、R5的公共點(diǎn)連IC4的同相輸入端3腳，其電壓為±VD4R5R6+R5,]]>R7、D4公共點(diǎn)另一路連W1，經(jīng)C5接地，D3與R4串連后并聯(lián)在W1的兩端。W1、R4、C5的公共點(diǎn)連IC4反相輸入端2。由于D3的作用反饋電阻隨VD4的電壓極性改變而有很大差異，因而IC46腳輸出低頻，正負(fù)脈寬不同的信號，經(jīng)R7、R6連T1基極，T1發(fā)射極接IC337腳，集電極接IC340腳，IC4輸出正脈沖時T1導(dǎo)通IC337、40腳接通，數(shù)據(jù)鎖存，IC4輸出負(fù)脈沖時T1截止，IC3的37、40腳斷開，顯示當(dāng)前數(shù)據(jù)。
圖四所示為本實(shí)用新型的傳感部件的另一種實(shí)施例是防爆式積分傳感器結(jié)構(gòu)圖，其主要特點(diǎn)是積分式電阻線圈1，與內(nèi)浮子17一起密封在不銹鋼外殼15內(nèi)，內(nèi)部充滿甘油水溶液，內(nèi)浮子內(nèi)有滾動觸頭，有永磁材料，其重力與浸沒時所受浮力相等。外浮子16內(nèi)置有軟磁材料，油箱油量改變時，隨著外浮子的上下浮動，通過磁力，帶動內(nèi)浮子作相應(yīng)浮動，同時改變輸出電位。
本實(shí)用新型除可應(yīng)用于汽車油量表外，亦可用于其他變截面容器容量的準(zhǔn)確計(jì)量。
從上述可知，本實(shí)用新型同傳統(tǒng)的汽車油量表相比具有更高的靈敏度和準(zhǔn)確度，更強(qiáng)的抗干擾能力，有效地抑制了分用電壓源性能差異及其電壓的微小波動引入的計(jì)量誤差，系統(tǒng)誤差＜0．3％，供電電壓在+8V－+28V范圍內(nèi)都可適用。工作性能穩(wěn)定可靠，使用壽命長，且結(jié)構(gòu)簡單，成本低，是一種較為理想的汽車數(shù)字油量表。
權(quán)利要求1.一種積分傳感器式汽車數(shù)字油量表，包括傳感部件和電路部件及LED顯示器，其特征在于a、傳感部件為電位式積分傳感器，它是由在其上部設(shè)有安裝法蘭、封閉蓋、輸入、輸出接線座的長柱體電阻線圈與設(shè)有對稱分布的彈性滾動觸頭的浮子相互配合構(gòu)成的，浮子平面與長柱體電阻線圈垂直，且浮子以長柱體電阻線圈為中心軸上下滑動，對稱分布的滾動觸頭之間用導(dǎo)線連接，其中一組對稱滾動觸頭與電阻線圈緊密接觸，另一組對稱滾動觸頭與牢固粘結(jié)在電阻線圈表面且與線圈絕緣的導(dǎo)線緊密接觸，該導(dǎo)線一端與輸出接線座連接；b、電路部件由穩(wěn)壓集成塊IC1、門電路集成塊IC2、模數(shù)轉(zhuǎn)換集成塊IC3、線性運(yùn)放集成塊IC4和周圍阻容元件及整流二極管連接構(gòu)成，其中穩(wěn)壓集成塊IC1經(jīng)電容濾波后分別與IC2、IC3、IC4連接，經(jīng)限流電阻與LED連接，提供穩(wěn)壓電源，門電路集成塊IC2與模數(shù)轉(zhuǎn)換集成塊IC3連接獲得時鐘脈沖，同時向由整流二極管及電容組成的整流濾波電路輸出負(fù)脈沖，向IC3、IC4提供負(fù)電源，IC3與LED顯示器連接，并對傳感器輸出信號與參考電壓雙向積分后產(chǎn)生驅(qū)動信號驅(qū)動LED直接顯示容量計(jì)量的數(shù)值，線性運(yùn)放集成塊IC4產(chǎn)生正負(fù)寬度不等的電脈沖控制三極管，實(shí)現(xiàn)自動數(shù)據(jù)鎖存和更新，用作分流式集成基準(zhǔn)電壓源的集成塊IC5與傳感器W3并連，使傳感器獲得穩(wěn)定的工作電壓；c、傳感部件與電路部件通過導(dǎo)線連接，電路各部件裝配為一盒體。
2.按權(quán)利要求1所述的積分傳感器式汽車數(shù)字油量表，其特征在于d、上述傳感部件中(ⅰ)彈性滾動觸頭是設(shè)在浮子內(nèi)的對稱分布的徑向槽內(nèi)，由彈簧、支架、帶軸的滾輪構(gòu)成，帶軸的滾輪由支架做軸承，彈簧頂壓支架使?jié)L輪與電阻線圈、導(dǎo)線緊密接觸；(ⅱ)電阻線圈設(shè)定其有效長度等于被測油箱高度，并按Ui=∫hi-1hiIdR]]>與Vi=∫hi-1hiS(h)dh]]>成比例的積分原則用電阻材料繞制。
3.按權(quán)利要求1所述的積分傳感器式汽車數(shù)字油量表，其特征在于f、上述電路部件中的穩(wěn)壓集成塊IC1為三端集成穩(wěn)壓器7805，門電路集成塊IC2為六反相器4069，模數(shù)轉(zhuǎn)換集成塊IC3為312]]>位模擬轉(zhuǎn)換器7107，線性運(yùn)放集成塊IC4為741，IC5為285-1．2。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種積分傳感器式汽車數(shù)字油量表。它包括傳感部件和電路部件及LED顯示器,傳感部件主要是由長柱體電阻線圈與設(shè)有對稱分布的彈性滾動觸頭的浮子相互配合構(gòu)成的;電路部件主要是由穩(wěn)壓集成塊、門電路集成塊、模數(shù)轉(zhuǎn)換集成塊、運(yùn)放集成塊和阻容元件、二極管等連接構(gòu)成,兩部件通過導(dǎo)線連接。本實(shí)用新型具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低、工作性能穩(wěn)定可靠、壽命長、準(zhǔn)確度高等特點(diǎn),是一種較理想的汽車數(shù)字油量表。
文檔編號B60S5/02GK2427402SQ0024231
公開日2001年4月25日 申請日期2000年7月5日 優(yōu)先權(quán)日2000年7月5日
發(fā)明者戴燁, 戴聃 申請人:戴燁, 戴聃