專利名稱：機(jī)電式速度里程表的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及記錄運(yùn)動(dòng)車輛速度和里程的儀表裝置，特別適用于機(jī)動(dòng)車和非機(jī)動(dòng)車作測(cè)量速度和里程指示的儀表。
目前機(jī)動(dòng)車如汽車常用的速度里程表大都是機(jī)械式結(jié)構(gòu)，采用機(jī)械齒輪傳動(dòng)結(jié)構(gòu)達(dá)到測(cè)量速度和里程，這種測(cè)量方式體積大，精度低，安裝使用不方便，而且生產(chǎn)成本高，即使現(xiàn)在市場(chǎng)上已有用于汽車速度表的集成電路，也是采用模擬信號(hào)的處理方法，其性能較差，成本高，安裝結(jié)構(gòu)困難不能兼顧機(jī)動(dòng)車和非機(jī)動(dòng)車作速度和里程測(cè)量裝置，推廣應(yīng)用受到限制。
本實(shí)用新型的目的是避免上述背景技術(shù)中的不足之處而提供一種以數(shù)字信號(hào)處理方法進(jìn)行測(cè)量，以傳統(tǒng)的指針數(shù)字形式進(jìn)行速度里程指示的機(jī)電式速度里程表，并本實(shí)用新型還具有體積小，精度高，使用方便可靠、兼顧機(jī)動(dòng)車和非機(jī)動(dòng)車速度里程測(cè)量等特點(diǎn)。
本實(shí)用新型的目的可以通過(guò)以下方式完成它由傳感器1、頻率測(cè)量電路2、頻率速度轉(zhuǎn)換電路3、定時(shí)控制電路4、表針回零電路5、速度比較電路6、速度記錄電路7、速度指示驅(qū)動(dòng)電路8、速度指示機(jī)構(gòu)9、里程轉(zhuǎn)換電路10、計(jì)程誤差校正電路11、里程指示驅(qū)動(dòng)電路12、里程指示機(jī)構(gòu)13、電源14組成。其中傳感器1的出端1分別與頻率測(cè)量電路2、里程轉(zhuǎn)換電路10的入端1連接；頻率測(cè)量電路2的數(shù)據(jù)線出端2與頻率速度轉(zhuǎn)換電路3的入端1連接；頻率速度轉(zhuǎn)換電路3的數(shù)據(jù)線出端3分別與速度比較電路6和表針回零電路5的入端1連接；定時(shí)控制電路4的出端2與頻率測(cè)量電路2的入端3連接、出端1與頻率速度轉(zhuǎn)換電路3的入端2連接、出端3分別與速度記錄電路7的入端2和速度指示驅(qū)動(dòng)電路8的入端4連接，出端4與速度指示驅(qū)動(dòng)電路8的入端5連接；表針回零電路5的出端2分別與速度記錄電路7的入端5和速度指示驅(qū)動(dòng)電路8的入端3連接；速度比較電路6的出端3、4分別與速度指示驅(qū)動(dòng)電路8的入端1、2連接，出端4、5分別與速度記錄電路7的入端4、3連接；速度記錄電路7的數(shù)據(jù)線出端1與速度比較電路6的入端2連接；速度指示驅(qū)動(dòng)電路8的出端6、7分別與速度指示機(jī)構(gòu)9的入端2、1連接；里程轉(zhuǎn)換電路10的出端2與計(jì)程誤差校正電路11的入端1連接、出端4與里程指示驅(qū)動(dòng)電路12的入端1連接；計(jì)程誤差校正電路11的出端2與里程轉(zhuǎn)換電路10的入端3連接；里程指示驅(qū)動(dòng)電路12的出端2與里程指示機(jī)構(gòu)13的入端1連接；電源14出端V與各級(jí)電源端V連接。
本實(shí)用新型的目的還可以通過(guò)以下措施來(lái)達(dá)到本實(shí)用新型的頻率測(cè)量電路2由計(jì)數(shù)器20構(gòu)成，頻率速度轉(zhuǎn)換電路3由數(shù)據(jù)鎖存器21、存貯器22構(gòu)成，其中傳感器1的出端1與計(jì)數(shù)器20的入端1連接，計(jì)數(shù)器20的數(shù)據(jù)線出端2與數(shù)據(jù)鎖存器21的入端1連接，數(shù)據(jù)鎖存器21的數(shù)據(jù)線出端2與存貯器22的入端1連接，存貯器22的數(shù)據(jù)線出端2分別與表針回零電路5、速度比較電路6的入端1連接，定時(shí)控制電路4的出端1、2分別與數(shù)據(jù)鎖存器21、計(jì)數(shù)器20的入端5連接，計(jì)數(shù)器20、數(shù)據(jù)鎖存器21、存貯器22的各出端3與電源14的出端電壓V連接、各出端4與地端連接。
本實(shí)用新型的定時(shí)控制電路4由晶體振蕩器23、分頻器24、反相器25、與門26構(gòu)成，其中晶體振蕩器23的出端1分別與分頻器24的入端4、與門26的入端2、速度指示驅(qū)動(dòng)電路8的入端5并接，分頻器24的出端1一路串接反相器25與計(jì)數(shù)器20的入端5連接，另一路與數(shù)據(jù)鎖存器21的入端5連接，晶體振蕩器23、分頻器24各出端2與地端連接，各出端3與電源14的出端電壓V連接，反相器25的出端與與門26的入端1連接，與門26的出端3分別與速度記錄電路7的入端2、速度指示驅(qū)動(dòng)電路8的入端4連接。
本實(shí)用新型的表針回零電路5由或門28、29，反相器30，光敏三極管G1，紅外發(fā)光二極管G2構(gòu)成，其中或門28的入端與存貯器22的數(shù)據(jù)線出端2連接，或門28的出端與或門29的入端2連接，或門29的出端3串接反相器30后與速度記錄電路7入端5、速度指示驅(qū)動(dòng)電路8入端3并接，光敏三極管G1集電極與電阻R2一端、或門29的入端1并接、發(fā)射極接地端，紅外發(fā)光二極管G2負(fù)極接地端、正極串接電阻R1后與電阻R2另一端，電源14的出端電壓V并接。
本實(shí)用新型的速度比較電路6由數(shù)據(jù)比較器31構(gòu)成，速度記錄電路7由可逆計(jì)數(shù)器32、反相器33構(gòu)成，其中存貯器22的數(shù)據(jù)線出端2與數(shù)據(jù)比較器31的入端1連接，數(shù)據(jù)比較器31的出端3、4分別與速度指示驅(qū)動(dòng)電路8的入端1、2連接、出端4另一路與可逆計(jì)數(shù)器32的入端4連接、出端5串接反相器33后與可逆計(jì)數(shù)器32的入端5連接；可逆計(jì)數(shù)器32的數(shù)據(jù)線出端1與數(shù)據(jù)比較器31的入端2連接、入端2與與門26的出端3連接、入端3與速度指示驅(qū)動(dòng)電路8的入端3并接，數(shù)據(jù)比較器31、可逆計(jì)數(shù)器32的各出端7接地端、各出端6與電源14出端電壓V并接。
本實(shí)用新型的速度指示驅(qū)動(dòng)電路8由與門35、36、37，或門38、晶體管G3、G4組成，其中與門35、36的各入端1分別與數(shù)據(jù)比較器31的出端3、4連接，各入端2與與門26的出端3并接，與門37的入端1與反相器30的出端、可逆計(jì)數(shù)器32的入端3并接，入端2與晶體振蕩器23出端連接，與門35的出端3串接電阻R3后與晶體管G3基極連接，與門36、37的出端3分別與或門38的入端1、2連接，或門38的出端3串接電阻R4后與晶體管G4基極連接，晶體管G3、G4發(fā)射極接地端，集電極分別串接電阻R5、R6后與電源14出端電壓V并接，各集電極輸出分別與速度指示機(jī)構(gòu)9的入端1、2連接。
本實(shí)用新型的里程轉(zhuǎn)換電路10由計(jì)數(shù)器40、或門41構(gòu)成，計(jì)程誤差校正電路11由計(jì)數(shù)器42構(gòu)成，里程指示驅(qū)動(dòng)電路12由晶體管G5構(gòu)成，其中傳感器1的輸出端與計(jì)數(shù)器40的入端1連接，計(jì)數(shù)器40的出端2分別與或門41、計(jì)數(shù)器42的入端1并接，計(jì)數(shù)器42的出端2與或門41的入端2連接，或門41的出端3串接電阻R7后與晶體管G5基極連接，計(jì)數(shù)器40、42的各出端4接地端、各出端3與電源14出端電壓V連接，晶體管G5發(fā)射極接地端、集電極一路輸出與里程指示機(jī)構(gòu)13的入端1連接，另一路串接電阻R8后與電源14出端電壓V連接。
本實(shí)用新型與背景技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)1、本實(shí)用新型速度里程的測(cè)量以數(shù)字信號(hào)處理方式完成，并以傳統(tǒng)的指針數(shù)字形式進(jìn)行速度里程指示，是一種新穎的機(jī)電式速度里程表，因此具有測(cè)量精度高、安裝使用方便的特點(diǎn)。
2、本實(shí)用新型性能可靠，體積小，并能兼顧機(jī)動(dòng)車和非機(jī)動(dòng)車作速度里程測(cè)量指示，具有實(shí)用推廣價(jià)值。
3、本實(shí)用新型便于大規(guī)模集成化生產(chǎn)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉，便于普及應(yīng)用。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述。


圖1是本實(shí)用新型的原理方框圖。
圖2是本實(shí)用新型頻率測(cè)量電路2、頻率速度轉(zhuǎn)換電路3的電原理圖。
圖3是本實(shí)用新型定時(shí)控制電路4的電原理圖。
圖4是本實(shí)用新型表針回零電路5的電原理圖。
圖5是本實(shí)用新型速度比較電路6、速度記錄電路7的電原理圖。
圖6是本實(shí)用新型速度指示驅(qū)動(dòng)電路8的電原理圖。
圖7是本實(shí)用新型里程轉(zhuǎn)換電路10、計(jì)程誤差校正電路11、里程指示驅(qū)動(dòng)電路12的電原理圖。
參照?qǐng)D1、圖2、圖3、圖4、圖5、圖6、圖7，本實(shí)用新型由傳感器1、頻率測(cè)量電路2、頻率速度轉(zhuǎn)換電路3、定時(shí)控制電路4、表針回零電路5、速度比較電路6、速度記錄電路7、速度指示驅(qū)動(dòng)電路8、速度指示機(jī)構(gòu)9、里程轉(zhuǎn)換電路10、計(jì)程誤差校正電路11、里程指示驅(qū)動(dòng)電路12、里程指示機(jī)構(gòu)13、電源14組成。傳感器1的出端1分別與頻率測(cè)量電路2、里程轉(zhuǎn)換電路10的入端1連接，傳感器1其作用是把車輛輪子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)動(dòng)周期轉(zhuǎn)換為電信號(hào)輸入下級(jí)，實(shí)施例傳感器1采用市售的光電傳感器把輪子轉(zhuǎn)動(dòng)的信息轉(zhuǎn)換為電信號(hào)輸出。本實(shí)用新型的頻率測(cè)量電路2由計(jì)數(shù)器20構(gòu)成，頻率速度轉(zhuǎn)換電路3由數(shù)據(jù)鎖存器21、存貯器22構(gòu)成，其中傳感器1的出端與計(jì)數(shù)器20的入端1連接，計(jì)數(shù)器20的數(shù)據(jù)線出端2與數(shù)據(jù)鎖存器21的入端1連接，數(shù)據(jù)鎖存器21的數(shù)據(jù)線出端2與存貯器22的入端1連接，存貯器22的數(shù)據(jù)線出端2分別與表針回零電路5、速度比較電路6的入端1連接，定時(shí)控制電路4的出端1、2分別與數(shù)據(jù)鎖存器21、計(jì)數(shù)器20的入端5連接，計(jì)數(shù)器20、數(shù)據(jù)鎖存器21、存貯器22的各出端3與電源14出端電壓V連接，各出端4與地端連接。計(jì)數(shù)器20的作用是對(duì)傳感器1輸入的速度脈沖信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)，數(shù)據(jù)鎖存器21把已計(jì)數(shù)的信號(hào)進(jìn)行鎖存并輸出計(jì)數(shù)器20在清零前的速度脈沖計(jì)數(shù)值，由存貯器22把計(jì)數(shù)器20所計(jì)脈沖頻率轉(zhuǎn)換成速度數(shù)據(jù)，實(shí)施例計(jì)數(shù)器20采用市售74HC393型集成塊制作，數(shù)據(jù)鎖存器21采用74HC373型集成塊制作，存貯器22采用市售27C16型集成塊制作。
本實(shí)用新型定時(shí)控制電路4由晶體振蕩器23、分頻器24、反相器25、與門26構(gòu)成，其中晶體振蕩器23的出端1分別與分頻器24的入端4、與門26的入端2、速度指示驅(qū)動(dòng)電路8的入端5并接，分頻器24的出端1一路串接反相器25與計(jì)數(shù)器20的入端5連接，另一路與數(shù)據(jù)鎖存器21的入端5連接，晶體振蕩器23、分頻器24各出端2與地端連接，各出端3與電源14的出端電壓V連接，反相器25的出端與與門26的入端1連接，與門26的出端3分別與速度記錄電路7的入端2、速度指示驅(qū)動(dòng)電路8的入端4連接。晶體振蕩器23其作用產(chǎn)生一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)定時(shí)信號(hào)，實(shí)施例輸出周期為100毫秒的信號(hào)，作計(jì)時(shí)脈沖，采用常用的晶體振蕩電路自制而成。分頻器24對(duì)晶體振蕩器23輸出的信號(hào)進(jìn)行8分頻，使其輸出周期為800毫秒的脈沖信號(hào)，實(shí)施例采用市售74HC393型集成塊作分頻器，經(jīng)反相器25獲得兩個(gè)反相信號(hào)，控制計(jì)數(shù)器20和數(shù)據(jù)鎖存器21使測(cè)速與表針指示分別動(dòng)作，實(shí)施例反相器25采用市售74HC04型集成塊制作。與門26其作用當(dāng)反相器25的出端為高電平時(shí)輸出晶體振蕩器23產(chǎn)生的周期為100毫秒的脈沖信號(hào)，作控制速度記錄電路7的時(shí)鐘信號(hào)，實(shí)施例與門26采用74HC08型集成塊制作。晶體振蕩器輸出到速度指示驅(qū)動(dòng)電路8入端5的信號(hào)作為表針回零信號(hào)。
本實(shí)用新型表針回零電路5由或門28、29、反相器30、光敏三極管G1和紅外發(fā)光二極管G2構(gòu)成，其中或門28的入端與存貯器22的數(shù)據(jù)線出端2連接，或門28的出端與或門29的入端2連接，或門29的出端3串接反相器30后與速度記錄電路7的入端5、速度指示驅(qū)動(dòng)電路8的入端3并接，光敏三極管G1集電極與電阻R2一端、或門29的入端1并接，發(fā)射極接地端，紅外發(fā)光二極管G2負(fù)極接地端，正極串接電阻R1后與電阻R2另一端、電源14出端電壓V并接。當(dāng)速度表表針指示速度在零位時(shí)，遮擋紅外發(fā)光二極管G2的光源，則光敏三極管G1輸出高電平；當(dāng)表針指示速度大于零位時(shí)，不遮擋紅外發(fā)光二極管G2的光源，則光敏三極管G1輸出低電平?；蜷T28當(dāng)存貯器22輸入的測(cè)速數(shù)據(jù)為零時(shí)(低電平)其輸出為低電平，或門29當(dāng)光敏三極管G1也輸出低電平時(shí)才輸出低電平，經(jīng)反相器30反相后輸出一個(gè)高電平，這時(shí)表針回零電路5輸出一個(gè)允許回零信號(hào)。實(shí)施例或門28、29采用市售74HC32型集成塊制作，反相器30采用市售74HC04型集成塊制作，光敏三極管G1采用市售3DU4型光敏管制作，紅外發(fā)光二極管G2采用市售BT401型器件制作。
本實(shí)用新型速度比較電路6由數(shù)據(jù)比較器31構(gòu)成，速度記錄電路7由可逆計(jì)數(shù)器32、反相器33構(gòu)成，其中存貯器22的數(shù)據(jù)線出端2與數(shù)據(jù)比較器31的入端1連接，數(shù)據(jù)比較器31的出端3、4分別與速度指示驅(qū)動(dòng)電路8的入端1、2連接，出端4另一路與可逆計(jì)數(shù)器32的入端4連接、出端5串接反相器33后與可逆計(jì)數(shù)器32的入端5連接；可逆計(jì)數(shù)器32的數(shù)據(jù)線出端1與數(shù)據(jù)比較器31的入端2連接，入端2與與門26的出端3連接、入端3與速度指示驅(qū)動(dòng)電路8的入端3并接，數(shù)據(jù)比較器31、可逆計(jì)數(shù)器32的各出端7接地端、各出端6與電源14出端電壓V并接。數(shù)據(jù)比較器31的作用是對(duì)存貯器22輸入的速度數(shù)據(jù)信號(hào)與可逆計(jì)數(shù)器32輸入的數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行比較，當(dāng)數(shù)據(jù)比較器31入端1信號(hào)大于入端2信號(hào)時(shí)，其3端輸出高電平，則驅(qū)動(dòng)測(cè)速步進(jìn)電機(jī)指針作加速指示，這時(shí)出端4、5輸出低電平，可逆計(jì)數(shù)器32的入端4為低電平，入端5輸入高電平，允許可逆計(jì)數(shù)器32作加計(jì)數(shù)。當(dāng)數(shù)據(jù)比較器31的入端1信號(hào)小于入端2信號(hào)時(shí)，其4端輸出高電平，則驅(qū)動(dòng)測(cè)速步進(jìn)電機(jī)指針作減速指示，這時(shí)出端3、5輸出低電平，可逆計(jì)數(shù)器32的入端4為高電平，入端5輸入高電平，允許可逆計(jì)數(shù)器32作減計(jì)數(shù)，當(dāng)數(shù)據(jù)比較器31的入端1和入端2信號(hào)相等時(shí)，其出端3、4輸出低電平，出端5輸出高電平，經(jīng)反相器33反相后使可逆計(jì)數(shù)器32的入端5為低電平，禁止其進(jìn)行計(jì)數(shù)?？赡嬗?jì)數(shù)器32的入端4為加／減計(jì)數(shù)控制端，當(dāng)入端5為高電平時(shí)，如果4端為低電平，則進(jìn)行加計(jì)數(shù)，如果4端為高電平，則進(jìn)行減計(jì)數(shù)?？赡嬗?jì)數(shù)器32的入端2為時(shí)鐘輸入端，提供其時(shí)鐘信號(hào)?？赡嬗?jì)數(shù)器32的入端3為清零端，當(dāng)測(cè)量速度為零，并且速度表表針指示也為零時(shí)，輸入一個(gè)清零信號(hào)進(jìn)行清零。實(shí)施例數(shù)據(jù)比較器31采用市售74HC85型集成塊制作，可逆計(jì)數(shù)器32采用市售74HC191型集成塊制作，反相器33采用市售74HC04型集成塊制作。
本實(shí)用新型速度指示驅(qū)動(dòng)電路8由與門35、36、37、或門38、晶體管G3、G4組成，其中與門35、36的各入端1分別與數(shù)據(jù)比較器31的出端3、4連接，各入端2與與門26的出端3并接，與門37的入端1與反相器30的出端、可逆計(jì)數(shù)器32的入端3并接，入端2與晶體振蕩器23的出端連接，與門35的出端3串接電阻R3后與晶體管G3基極連接，與門36、37的出端3分別與或門38的入端1、2連接，或門38的出端3串接電阻R4后與晶體管G4基極連接，晶體管G3、G4發(fā)射極接地端，集電極分別串接電阻R5、R6后與電源14出端電壓V并接，各集電極輸出分別與速度指示機(jī)構(gòu)9的入端1、2連接。當(dāng)數(shù)據(jù)比較器31的輸出端3輸出高電平時(shí)，與門35輸出由定時(shí)控制電路4中與門26輸入的周期為100毫秒的脈沖信號(hào)，經(jīng)晶體管G3放大后驅(qū)動(dòng)速度指示機(jī)構(gòu)9中的步進(jìn)電機(jī)作加速指示，當(dāng)數(shù)據(jù)比較器31的輸出端4輸出高電平時(shí)，與門36輸出由與門26輸入的周期為100毫秒的脈沖信號(hào)，經(jīng)晶體管G4放大后驅(qū)動(dòng)速度指示機(jī)構(gòu)9中的步進(jìn)電機(jī)作減速指示。當(dāng)測(cè)量速度為零、表針指示不為零時(shí)，表針回零電路5中的反相器30輸出高電平到與門37的入端1，則晶體振蕩器23輸出的周期為100毫秒的脈沖信號(hào)可經(jīng)與門37的入端2輸入，經(jīng)出端3輸出到或門38的入端2，由或門38的出端3輸出周期為100毫秒的減速指示信號(hào)驅(qū)動(dòng)速度指示機(jī)構(gòu)9作減速指示，直到表針指示為零時(shí)止。當(dāng)速度不為零，速度表針指示在任意位置，反相器30輸出低電平，與門37無(wú)信號(hào)輸出，則數(shù)據(jù)比較器31的輸出3、4端可直接控制速度指示機(jī)構(gòu)9工作。實(shí)施例與門35、36、37采用市售74HC08型集成塊制作，或門38采用市售74HC32型集成塊制作，晶體管G3、G4采用市售3DK2B型晶體管制作。
本實(shí)用新型里程轉(zhuǎn)換電10由計(jì)數(shù)器40、或門41構(gòu)成，計(jì)程誤差校正電路11由計(jì)數(shù)器42構(gòu)成，里程指示驅(qū)動(dòng)電路12由晶體管G5構(gòu)成，其中傳感器1的輸出端與計(jì)數(shù)器40的入端1連接，計(jì)數(shù)器40的出端2分別與或門41、計(jì)數(shù)器42的入端1并接，計(jì)數(shù)器42的出端2與或門41的入端2連接，或門41的出端3串接電阻R7后與晶體管G5基極連接，計(jì)數(shù)器40、41的各出端4接地端、各入端3與電源14出端電壓V連接，晶體管G5發(fā)射極接地端，集電極一路輸出與里程指示機(jī)構(gòu)13的入端連接，另一路串接電阻R8后與電源14出端電壓V連接。計(jì)數(shù)器40其作用是把傳感器1輸入的里程計(jì)數(shù)脈沖信號(hào)輸入計(jì)數(shù)器40進(jìn)行累加計(jì)數(shù)，把由脈沖信號(hào)的個(gè)數(shù)表示的車輪轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)，轉(zhuǎn)換成里程數(shù)據(jù)，當(dāng)計(jì)數(shù)器40累加的里程數(shù)不足整數(shù)公里，即里程誤差有余數(shù)時(shí)，計(jì)數(shù)器42對(duì)里程誤差余數(shù)進(jìn)行累加，當(dāng)累加出現(xiàn)整數(shù)公里時(shí)，輸出一個(gè)計(jì)程脈沖，以修正里程指示提高計(jì)程精度，或門41把計(jì)數(shù)器40、42輸出的里程數(shù)據(jù)輸入晶體管G5進(jìn)行放大驅(qū)動(dòng)里程指示機(jī)構(gòu)中步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)達(dá)到里程測(cè)量指示目的。實(shí)施例計(jì)數(shù)器40、42采用市售74HC191型集成塊制作，或門41采用市售74HC32型集成塊制作，晶體管G5采用市售3DK2B型晶體管器件制作。
實(shí)施例速度指示機(jī)構(gòu)9，里程指示機(jī)構(gòu)13采用市售石英鬧鐘上使用的步電機(jī)配合齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和收錄機(jī)上使用的機(jī)械累加計(jì)數(shù)器制作。將速度表指針安裝在一個(gè)大的圓盤形齒輪片的軸上，該齒輪片分別與兩個(gè)步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子齒合，其中一個(gè)電機(jī)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，使指針指示增加，另一個(gè)步進(jìn)電機(jī)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，使指針指示減小，這樣即可在刻有速度指示的表盤上獲得速度讀數(shù)。里程指示機(jī)構(gòu)中，用一個(gè)步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)收錄機(jī)上使用的計(jì)數(shù)器進(jìn)行累加計(jì)數(shù)，可直接顯示出累計(jì)里程公里數(shù)。本實(shí)用新型的電源14直接采用市售的5號(hào)干電池，作各級(jí)的電源。
本實(shí)用新型工作原理如下速度表測(cè)速時(shí)，傳感器1輸出的測(cè)速脈沖信號(hào)輸入計(jì)數(shù)器20進(jìn)行計(jì)數(shù)，當(dāng)計(jì)數(shù)器20的清零控制端5為高電平時(shí)清零、在低電平時(shí)計(jì)數(shù)并輸出速度脈沖計(jì)數(shù)值，而數(shù)據(jù)鎖存器21在其控制端5為低電平時(shí)鎖存并輸出5端為低電平到來(lái)之前即計(jì)數(shù)器20清零前一刻的速度脈沖計(jì)數(shù)值。由晶體振蕩器23產(chǎn)生周期為100毫秒的脈沖信號(hào)，經(jīng)分頻器24分頻后在其出端1輸出周期為800毫秒的對(duì)稱方波信號(hào)去控制計(jì)數(shù)器20的計(jì)數(shù)和數(shù)據(jù)鎖存器21的鎖存功能，因計(jì)數(shù)器20和數(shù)據(jù)鎖存器21的控制端5輸入的信號(hào)是反相的，故當(dāng)數(shù)據(jù)鎖存器21的出端2鎖存并輸出計(jì)數(shù)器20的計(jì)數(shù)值時(shí)，計(jì)數(shù)器20不進(jìn)行計(jì)數(shù)，反之亦然。數(shù)據(jù)鎖存器21的出端2輸入到存貯器22入端1的數(shù)據(jù)信號(hào)，是在400毫秒計(jì)數(shù)時(shí)間內(nèi)計(jì)數(shù)器20累計(jì)的傳感器1輸出的速度脈沖個(gè)數(shù)，它同時(shí)也記錄著在400毫秒內(nèi)車輛的運(yùn)動(dòng)距離，把這400毫秒內(nèi)的運(yùn)動(dòng)距離值做為地址數(shù)據(jù)，去查找預(yù)先已固化到存貯器22中的速度表格，就可在存貯器22的數(shù)據(jù)出端2獲得本次測(cè)量的速度值，完成一次頻率速度轉(zhuǎn)換。把存貯器22的出端2輸出的速度值送到數(shù)據(jù)比較器31的入端1，與由可逆計(jì)數(shù)器32出端2輸出的，表示前一次測(cè)量結(jié)果的數(shù)據(jù)送入數(shù)據(jù)比較器31的入端2進(jìn)行比較，從而得到兩次測(cè)量間的速度變化量。如果速度增加，即數(shù)據(jù)比較器31的入端1數(shù)據(jù)大于入端2數(shù)據(jù)，則標(biāo)志入端1數(shù)據(jù)大于入端2數(shù)據(jù)的出端3輸出高電平，出端4、5輸出低電平，這時(shí)與門35出端3就輸出100毫秒的方波信號(hào)，經(jīng)晶體管G3放大后驅(qū)動(dòng)加速步進(jìn)電機(jī)朝速度指示增加的方向轉(zhuǎn)動(dòng)，因可逆計(jì)數(shù)器32的加／減計(jì)數(shù)控制端入端4為低電平，允許其加計(jì)數(shù)，故步進(jìn)電機(jī)每轉(zhuǎn)動(dòng)一次，可逆計(jì)數(shù)器32即增加一個(gè)計(jì)數(shù)值，直到可逆計(jì)數(shù)器32的計(jì)數(shù)輸出值與速度值相等為止，這時(shí)標(biāo)志數(shù)據(jù)比較器31的輸入比較數(shù)據(jù)相等的出端5輸出高電平，而出端3、4輸出低電平，與門35停止輸出100毫秒的方波信號(hào)，經(jīng)反相器33反相后，送到可逆計(jì)數(shù)器32的控制端5的信號(hào)為低電平，停止計(jì)數(shù)，其數(shù)據(jù)輸出保持本次測(cè)量的速度值，最終達(dá)到指示速度與測(cè)量速度，可逆計(jì)數(shù)器32的記錄速度三者相等，完成一次測(cè)量指示。反之，當(dāng)本次測(cè)量的速度值比上次的記錄值低時(shí)，即數(shù)據(jù)比較器31入端1數(shù)據(jù)小于入端2的數(shù)據(jù)，這時(shí)出端3、5輸出低電平，而出端4輸出高電平，允許可逆計(jì)數(shù)器進(jìn)行減計(jì)數(shù)，同時(shí)與門36的出端3輸出100毫秒的方波信號(hào)，經(jīng)或門38的出端3輸出至晶體管G4放大后，驅(qū)動(dòng)減速步進(jìn)電機(jī)朝速度指示減小的方向轉(zhuǎn)動(dòng)，直到數(shù)據(jù)比較器31的入端1、2數(shù)據(jù)相等，可逆計(jì)數(shù)器32的輸出值與本次測(cè)量的速度值相等。如果兩次間測(cè)量的速度相等，即數(shù)據(jù)比較器31入端1數(shù)據(jù)等于入端2數(shù)據(jù)則出端5為高電平，而出端3、4皆為低電平，速度指示不變。
當(dāng)檢測(cè)的速度值為零時(shí)，如果速度指針不在零位，光敏三極管G1的集電極輸出低電平，或門28也輸出低電平，或門29輸出低電平，反相器30輸出高電平，這時(shí)晶體振蕩器23輸出的100毫秒方波信號(hào)直接經(jīng)由與門37、或門38、晶體管G4輸出驅(qū)動(dòng)減速步進(jìn)電機(jī)朝指針減小的方向轉(zhuǎn)動(dòng)，直到表針到達(dá)零位，光敏三極管G1集電極輸出高電平，反相器30輸出低電平，輸出到可逆計(jì)數(shù)器32的清零控制端入端3使可逆計(jì)數(shù)器32置零，速度表恢復(fù)到初始狀態(tài)。
里程表計(jì)程時(shí)，由傳感器1輸出的計(jì)程脈沖數(shù)據(jù)輸入計(jì)數(shù)器40的入端1進(jìn)行計(jì)數(shù)，并轉(zhuǎn)換成里程數(shù)據(jù)，當(dāng)計(jì)數(shù)值等于行駛100米的距離時(shí)，計(jì)數(shù)器40的出端2輸出一脈沖信號(hào)，經(jīng)由或門41、晶體管G5放大后驅(qū)動(dòng)里程指示機(jī)構(gòu)13中步進(jìn)電機(jī)使里程表指示增加。由于里程測(cè)量不為整數(shù)，存在誤差，由計(jì)數(shù)器42累計(jì)計(jì)程誤差，當(dāng)距離增加到一整數(shù)值時(shí)，計(jì)數(shù)器42輸入一額外的脈沖數(shù)據(jù)進(jìn)行補(bǔ)償，以達(dá)到減小積累誤差的目的。
本實(shí)用新型的安裝結(jié)構(gòu)如下本實(shí)用新型圖1中傳感器1用緊固件安裝在車輛輪子旁，把輪子的轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成脈沖信號(hào)，用導(dǎo)線與圖1中頻率測(cè)量電路2、里程轉(zhuǎn)換電路10的入端連接。本實(shí)用新型速度指示機(jī)構(gòu)9和里程指示機(jī)構(gòu)13采用市售的石英鬧鐘上使用的步進(jìn)電機(jī)配合齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和收錄機(jī)上使用的機(jī)械累加計(jì)數(shù)器制作，把步進(jìn)電機(jī)、齒輪機(jī)構(gòu)和計(jì)數(shù)器安裝在一個(gè)鋁制底板上，與速度表盤一同安裝在直徑為50毫米，高為35毫米的鋁制圓筒內(nèi)，圖4表針回零電路5中的紅外發(fā)光二極管G2和光敏三極管G1安裝在速度表盤下指示為零的位置上，在速度表盤上、下各安裝一表針在同一軸上，并使表針指示為零時(shí)，表盤下的指針擋住紅外發(fā)光二極管G2，使光敏三極管G1輸出高電平，而表針指示不為零時(shí)不遮擋紅外發(fā)光二極管G2，使光敏三極管G1輸出低電平。本實(shí)用新型圖1至圖7的其它元器件安裝在長(zhǎng)、寬各為100毫米的印刷電路板上，其速度加速步進(jìn)電機(jī)控制線，減速步進(jìn)電機(jī)控制線，里程指示步進(jìn)電機(jī)控制線與速度里程指示機(jī)構(gòu)相連，構(gòu)成本實(shí)用新型。本實(shí)用新型的電路亦可用專用集成電路制造技術(shù)集成在一個(gè)芯片上，與速度里程指示機(jī)構(gòu)安裝在同一表殼內(nèi)。使用時(shí)與機(jī)動(dòng)車使用的速度里程表用法相同，用在非機(jī)動(dòng)車如自行車時(shí)安裝在車把上使用。
權(quán)利要求1.一種由傳感器(1)、速度指示機(jī)構(gòu)(9)、里程指示機(jī)構(gòu)(13)、電源(14)組成的機(jī)電式速度里程表，其特征在于還有頻率測(cè)量電路(2)、頻率速度轉(zhuǎn)換電路(3)、定時(shí)控制電路(4)、表針回零電路(5)、速度比較電路(6)、速度記錄電路(7)、速度指示驅(qū)動(dòng)電路(8)、里程轉(zhuǎn)換電路(10)、計(jì)程誤差校正電路(11)、里程指示驅(qū)動(dòng)電路(12)組成，其中傳感器(1)的出端1分別與頻率測(cè)量電路(2)、里程轉(zhuǎn)換電路(10)的入端1連接；頻率測(cè)量電路(2)的數(shù)據(jù)線出端2與頻率速度轉(zhuǎn)換電路(3)的入端1連接；頻率速度轉(zhuǎn)換電路(3)的數(shù)據(jù)線出端3分別與速度比較電路(6)和表針回零電路(5)的入端1連接；定時(shí)控制電路(4)的出端2與頻率測(cè)量電路(2)的入端3連接、出端1與頻率速度轉(zhuǎn)換電路(3)的入端2連接、出端3分別與速度記錄電路(7)的入端2和速度指示驅(qū)動(dòng)電路(8)的入端4連接、出端4與速度指示驅(qū)動(dòng)電路(8)的入端5連接；表針回零電路(5)的出端2分別與速度記錄電路(7)的入端5和速度指示驅(qū)動(dòng)電路(8)的入端3連接；速度比較電路(6)的出端3、4分別與速度指示驅(qū)動(dòng)電路(8)的入端1、2連接，出端4、5分別與速度記錄電路(7)的入端4、3連接；速度記錄電路(7)的數(shù)據(jù)線出端1與速度比較電路(6)的入端2連接；速度指示驅(qū)動(dòng)電路(8)的出端6、7分別與速度指示機(jī)構(gòu)(9)的入端2、1連接；里程轉(zhuǎn)換電路(10)的出端2與計(jì)程誤差校正電路(11)的入端1連接、出端4與里程指示驅(qū)動(dòng)電路(12)的入端1連接；計(jì)程誤差校正電路(11)的出端2與里程轉(zhuǎn)換電路(10)的入端3連接；里程指示驅(qū)動(dòng)電路(12)的出端2與里程指示機(jī)構(gòu)(13)的入端1連接；電源(14)出端V與各級(jí)電源端V連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)電式速度里程表，其特征在于頻率測(cè)量電路(2)由計(jì)數(shù)器(20)構(gòu)成，頻率速度轉(zhuǎn)換電路(3)由數(shù)據(jù)鎖存器(21)、存貯器(22)構(gòu)成，其中傳感器(1)的出端1與計(jì)數(shù)器(20)的入端1連接，計(jì)數(shù)器(20)的數(shù)據(jù)線出端2與數(shù)據(jù)鎖存器(21)的入端1連接，數(shù)據(jù)鎖存器(21)的數(shù)據(jù)線出端2與存貯器(22)的入端1連接，存貯器(22)的數(shù)據(jù)線出端2分別與表針回零電路(5)、速度比較電路(6)的入端1連接，定時(shí)控制電路(4)出端1、2分別與數(shù)據(jù)鎖存器(21)、計(jì)數(shù)器(20)的入端5連接，計(jì)數(shù)器(20)、數(shù)據(jù)鎖存器(21)、存貯器(22)的各出端3與電源(14)出端電壓V連接，各出端4與地端連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的機(jī)電式速度里程表，其特征在于定時(shí)控制電路(4)由晶體振蕩器(23)、分頻器(24)、反相器(25)、與門(26)構(gòu)成，其中晶體振蕩器(23)的出端1分別與分頻器(24)的入端4、與門(26)的入端2、速度指示驅(qū)動(dòng)電路(8)的入端5并接，分頻器(24)出端1一路串接反相器(25)后與計(jì)數(shù)器(20)的入端5連接，另一路與數(shù)據(jù)鎖存器(21)的入端5連接，晶體振蕩器(23)、分頻器(24)各出端2與地端連接、各出端3與電源(14)的出端電壓V連接，反相器(25)的出端與與門(26)的入端1連接，與門(26)的出端3分別與速度記錄電路(7)的入端2、速度指示驅(qū)動(dòng)電路(8)的入端4連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的機(jī)電式速度里程表，其特征在于表針回零電路(5)由或門(28、29)、反相器(30)、光敏三極管(G1)、紅外發(fā)光二極管(G2)構(gòu)成，其中或門(28)的入端與存貯器(22)的數(shù)據(jù)線出端2連接，或門(28)的出端與或門(29)的入端2連接，或門(29)出端3串接反相器(30)后與速度記錄電路(7)入端5、速度指示驅(qū)動(dòng)電路(8)入端3并接，光敏三極管(G1)集電極與電阻R2一端、或門(29)入端1并接、發(fā)射極接地端，紅外發(fā)光二極管(G2)負(fù)極接地端、正極串接電阻R1后與電阻R2另一端、電源(14)的出端電壓V并接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的機(jī)電式速度里程表，其特征在于速度比較電路(6)由數(shù)據(jù)比較器(31)構(gòu)成，速度記錄電路(7)由可逆計(jì)數(shù)器(32)、反相器(33)構(gòu)成，其中存貯器(22)的數(shù)據(jù)線出端2與數(shù)據(jù)比較器(31)的入端1連接，數(shù)據(jù)比較器(31)的出端3、4分別與速度指示驅(qū)動(dòng)電路(8)的入端1、2連接，出端4另一路與可逆計(jì)數(shù)器(32)的入端4連接、出端5串接反相器(33)后與可逆計(jì)數(shù)器(32)的入端5連接；可逆計(jì)數(shù)器(32)的數(shù)據(jù)線出端1與數(shù)據(jù)比較器(31)的入端2連接、入端2與與門(26)的出端3連接、入端3與速度指示驅(qū)動(dòng)電路(8)的入端3并接，數(shù)據(jù)比較器(31)、可逆計(jì)數(shù)器(32)的各出端7接地端、各出端6與電源(14)的出端電壓V并接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的機(jī)電式速度里程表，其特征在于速度指示驅(qū)動(dòng)電路(8)由與門(35、36、37)、或門(38)、晶體管(G3、G4)組成，其中與門(35、36)的各入端1分別與數(shù)據(jù)比較器(31)的出端3、4連接，各入端2與與門(26)的出端3并接，與門(37)的入端1與反相器(30)的出端、可逆計(jì)數(shù)器(32)的入端3并接，入端2與晶體振蕩器(23)的出端連接，與門(35)的出端3串接電阻R3后與晶體管(G3)基極連接，與門(36、37)的出端3分別與或門(38)的入端1、2連接，或門(38)的出端3串接電阻R4后與晶體管(G4)基極連接，晶體管(G3、G4)發(fā)射極接地端、集電極分別串接電阻R5、R6后與電源(14)的出端電壓V并接，各集電極輸出分別與速度指示機(jī)構(gòu)(9)的入端1、2連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的機(jī)電式速度里程表，其特征在于里程轉(zhuǎn)換電路(10)由計(jì)數(shù)器(40)、或門(41)構(gòu)成，計(jì)程誤差校正電路(11)由計(jì)數(shù)器(42)構(gòu)成，里程指示驅(qū)動(dòng)電路(12)由晶體管(G5)構(gòu)成，其中傳感器(1)的輸出端與計(jì)數(shù)器(40)的入端1連接，計(jì)數(shù)器(40)的出端2分別與或門(41)、計(jì)數(shù)器(42)的入端1并接，計(jì)數(shù)器(42)的出端2與或門(41)的入端2連接，或門(41)的出端3串接電阻R7后與晶體管(G5)基極連接，計(jì)數(shù)器(40、42)的各出端4接地端、各入端3與電源(14)的出端電壓V連接，晶體管(G5)發(fā)射極接地端、集電極一路輸出與里程指示機(jī)構(gòu)(13)的入端1連接，另一路串接電阻R8后與電源(14)的出端電壓V連接。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種機(jī)電式速度里程表，它由傳感器、頻率測(cè)量電路、速度里程轉(zhuǎn)換電路、速度比較記錄電路、定時(shí)控制電路、表針回零電路、里程轉(zhuǎn)換電路、速度里程驅(qū)動(dòng)電路、計(jì)程誤差校正電路、速度里程指示機(jī)構(gòu)等部分組成。本實(shí)用新型以數(shù)字信號(hào)處理方式完成速度里程的測(cè)量，以傳統(tǒng)的指針數(shù)字形式指示速度里程，因此具有精度高，體積小，成本低廉，安裝使用方便等特點(diǎn)，能兼顧機(jī)動(dòng)車和非機(jī)動(dòng)車作速度里程表，具有實(shí)用普及推廣價(jià)值。
文檔編號(hào)G01C23/00GK2151447SQ9320732
公開(kāi)日1993年12月29日 申請(qǐng)日期1993年3月25日 優(yōu)先權(quán)日1993年3月25日
發(fā)明者牛崗 申請(qǐng)人:機(jī)械電子工業(yè)部石家莊第五十四研究所