專利名稱：一種不須外接電源的新型數(shù)字式速度測量表的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種速度測量儀表，特別是一種不須外接電源的新型數(shù)字式速度測量儀表。
現(xiàn)有的速度測量儀表，設(shè)如轉(zhuǎn)速表，通常分為摸擬式轉(zhuǎn)速表和數(shù)字式轉(zhuǎn)速表兩大類。
摸擬式轉(zhuǎn)速表以指針作為量值的顯示，并根據(jù)其對速度的傳感變換方式的不同又分為離心式轉(zhuǎn)速表和磁電式轉(zhuǎn)速表等。離心式轉(zhuǎn)速表利用擺錘轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生的離心力帶動指針偏轉(zhuǎn)指示轉(zhuǎn)速。磁電式轉(zhuǎn)速表利用旋轉(zhuǎn)的永磁轉(zhuǎn)子在線圈上的感應(yīng)產(chǎn)生電流，使指針偏轉(zhuǎn)而用以指示速度的大小。這類摸擬式轉(zhuǎn)速表的共同缺點是計量的精度較低，也無法進行遠距離的信息傳輸。
數(shù)字式轉(zhuǎn)速表應(yīng)用數(shù)字技術(shù)，以數(shù)碼管對量值進行顯示。它通常采用光電轉(zhuǎn)換傳感器、霍爾效應(yīng)傳感器或磁感應(yīng)傳感器等作為傳感器元件，這種數(shù)字式轉(zhuǎn)速表的最大缺點是無論以哪一種傳感器作為傳感元件，均需要附設(shè)或外接電源作為其儀表電子電路及顯示器件的運作能源。這樣，既復(fù)雜了儀表的電子線路結(jié)構(gòu)，也給其儀表的安裝、布置帶來很大的不便。當儀表分散獨立安裝在現(xiàn)埸時，這一缺點尤為突出。此外，也給遠距離信號傳輸帶來了困難。
本實用新型的目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡單、無須外設(shè)電源、且可實現(xiàn)遠距離信號傳輸?shù)牟豁毻饨与娫吹男滦蛿?shù)字式速度測量表。
本實用新型的目的是這樣來實現(xiàn)的本實用新型由傳感器、轉(zhuǎn)速表頭和電源處理電路三部分所構(gòu)成。傳感器為一種特制的永磁爪式發(fā)電機。該永磁爪式發(fā)電機在轉(zhuǎn)動過程中不僅可以向轉(zhuǎn)速表提供轉(zhuǎn)速脈沖，同時還向儀表電子電路提供了運作能源。這樣，不儀徹底解決了現(xiàn)有的數(shù)字式轉(zhuǎn)速表所存在著的必須加設(shè)外接電源的缺點，而且也簡化了轉(zhuǎn)速表的結(jié)構(gòu)，并為實現(xiàn)遠距離的信號傳輸打下了基礎(chǔ)。
經(jīng)過上述設(shè)計后的本實用新型，構(gòu)思巧妙、結(jié)構(gòu)緊湊、計數(shù)精確，安裝、使用方便，是一種可廣泛用于各種機器設(shè)備及機動車輛和非機動車輛進行速度測量的高精度儀表。
本實用新型的具體實施方案如附圖所示

圖1是本實用新型的外形結(jié)構(gòu)示意圖圖2是本實用新型的A-A向剖示圖圖3是本實用新型的電路圖
以下結(jié)合附圖，對本實用新型的具體結(jié)構(gòu)進行詳細說明一種不須外接電源的新型數(shù)字式速度測量表包括有傳感器1、轉(zhuǎn)速表頭2和電源處理電路等部分。轉(zhuǎn)速表頭2由表頭外殼3、玻璃罩板4、后蓋5、液晶顯示屏6及電子線路板7所構(gòu)成；傳感器1為一種永磁爪式發(fā)電機，設(shè)置于轉(zhuǎn)速表頭的輸入端；在轉(zhuǎn)速表的電子線路板7上，設(shè)置有傳感器電源處理電路和轉(zhuǎn)速表電路；傳感器電源處理電路(參見附圖3下半部電路圖)主要用于永磁式爪式發(fā)電機工作時發(fā)出的電壓的調(diào)整和控制，它主要由橋式整流電路2CP1-4、二極管2CP5、三極管BG1、BG2、穩(wěn)壓管Dw和斯密脫整形電路4093及電阻Rw、Rb、Rc，電容C所構(gòu)成。橋式整流電路的1、3端與傳感器(永磁式爪式發(fā)機F)相連接，用作發(fā)電機電壓及轉(zhuǎn)速訊號輸入；橋式整流電路的2端接“0”，成為電源處理電路及整個儀表直流電源的公共“0”線。在電源處理電路中，三極管BG2的發(fā)射極、穩(wěn)壓管Dw的正極、電容C的負極均接于其上；橋式整流端點4經(jīng)A點后分為兩路，一路經(jīng)電阻Rb與BG2的基極相連，用作轉(zhuǎn)速訊號的轉(zhuǎn)換；另一路經(jīng)2CP5隔離在B點與電容C的正極相連接，于B點獲得一個直流電壓VB，B點同時與BG1的集電極及電阻Rw相接，Rw的另一腳與Dw的負極、BG1的基極相接；這時，成為發(fā)射極輸出的BG1將輸出穩(wěn)定電壓Vcc，作為電源正極供整個儀表使用。電阻Rc與BG2集電極在D點相連。D點輸出轉(zhuǎn)速訊號經(jīng)1/4 4093斯密脫電路整形后供儀表計數(shù)。
轉(zhuǎn)速表電路(參見附圖3中的上半部電路)采用四塊4543集成電路作為轉(zhuǎn)速表的四位液晶驅(qū)動器，4518集成電路作為轉(zhuǎn)速脈沖計數(shù)，采用石英晶振(JT)、4060集成電路和4017集成電路組成取樣周期發(fā)生器。
本實用新型的工作原理及工作過程簡述如下將本實用新型的彈性聯(lián)軸節(jié)8與待測速的轉(zhuǎn)動軸相連接，轉(zhuǎn)動軸轉(zhuǎn)動時，通過彈性聯(lián)軸節(jié)8帶動數(shù)字式速度測量表的傳感器(永磁式爪式發(fā)電機F)，傳感器發(fā)出的端電壓V0為一交流電壓，經(jīng)橋式整流電路2CP1-4整流后在A點獲得半波波形，作為轉(zhuǎn)速脈沖，并通過電阻Rb驅(qū)動三極管BG2在D點輸出訊號。由于Rc接在Vcc上，與集成電路共電源，從而實現(xiàn)了D點的電平轉(zhuǎn)換。該訊號經(jīng)1/4 4093斯密脫整形電路整形后送4518集成電路作轉(zhuǎn)速脈沖計數(shù)。
經(jīng)2CP5隔離，電容C濾波后，B點將得到一個直流電壓Vb。BG1接發(fā)射極輸出，電阻Rw與穩(wěn)壓管Dw在三極管BG1的基極上形成一個穩(wěn)壓電壓，BG1的發(fā)射極將得到一個穩(wěn)定的輸出電壓Vcc，該電壓即為儀表電子線路用的電源電壓。
由于轉(zhuǎn)速表電路采用4060集成電路和4017集成電路組成時基發(fā)生器和取樣周期發(fā)生器，晶振(32768)使4060集成電路的Q14端輸出2HZ的振蕩脈沖，經(jīng)環(huán)形計數(shù)器/0-9譯碼器4017 10分頻后，其0-9輸出端之任何一端都將輸出周期為5秒的脈沖。輸出的脈沖經(jīng)微分電容C1產(chǎn)生一個正尖脈沖使4543集成電路的鎖存端(LD)打開，把4518集成電路輸出端的轉(zhuǎn)速計數(shù)值鎖存入4543中，并送液晶顯示。該正尖脈沖同時使1/4 4093輸出端產(chǎn)生負翻轉(zhuǎn)而處于低電平，此時，經(jīng)C2產(chǎn)生的負脈沖對4518的清“0”端無效。當C1上的微分正尖脈沖衰減結(jié)束后，4543的鎖存端將回復(fù)到低電平而重新關(guān)閉，使顯示數(shù)據(jù)與4518輸出口的數(shù)據(jù)隔離而不受其變化影響；與此同時，1/4 4093也正翻轉(zhuǎn)，并經(jīng)C2產(chǎn)生一個正尖脈沖，從而將轉(zhuǎn)速脈沖計數(shù)集成電路4518清“0”，以待下一個取樣周期中的轉(zhuǎn)速脈沖對其重新計數(shù)。該清“0”正脈沖只要足夠“窄”，將不會影響取樣精度。
由于取樣周期是5秒，設(shè)若每秒轉(zhuǎn)速為n轉(zhuǎn)，而每轉(zhuǎn)一圈產(chǎn)生12個計數(shù)脈沖。這樣，總計脈沖數(shù)為N＝5×12×n/秒＝60n/秒，也即N等于每秒轉(zhuǎn)數(shù)(也即秒轉(zhuǎn)速)的60倍。這樣，也可理解為60秒中的轉(zhuǎn)數(shù)，也即每分鐘的轉(zhuǎn)速。
在進行遠距離的測量時，傳感器可與儀表主體分開安裝，中間用傳輸線連接。此時，轉(zhuǎn)速表的外形也可應(yīng)安裝或美觀的需要作相應(yīng)的改變。由于采用本實用新型傳感器其傳輸距離可達1000米以上，超過傳統(tǒng)傳感器數(shù)拾倍乃至數(shù)佰倍。因而具有巨大的實用價值和推廣前景。
權(quán)利要求1.一種包括有傳感器(1)、轉(zhuǎn)速表頭(2)的不須外接電源的新型數(shù)字式速度測量表，其特征是該新型數(shù)字式速度測量表的傳感器(1)為一種永磁爪式發(fā)電機，在轉(zhuǎn)速表電子線路板(7)上，設(shè)置有傳感器電源處理電路和轉(zhuǎn)速表電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種不須外接電源的新型數(shù)字式速度測量表，其特征是所述的電源處理電路由由橋式整流電路2CP1-4、二極管2CP5、三極管BG1、BG2、穩(wěn)壓管Dw和斯密脫整形電路4093及電阻Rw、Rb、Rc，電容C所構(gòu)成。橋式整流電路的1、3端與傳感器(永磁式爪式發(fā)機F)相連接，橋式整流電路的2端接“0”，成為電源處理電路及整個儀表直流電源的公共“0”線，在電源處理電路中，三極管BG2的發(fā)射極、穩(wěn)壓管Dw的正極、電容C的負極均接于其上橋式整流端點4經(jīng)A點后分為兩路，一路經(jīng)電阻Rb與BG2的基極相連，另一路經(jīng)2CP5隔離在B點與電容C的正極相連接，于B點獲得一個直流電壓VB，B點同時與BG1的集電極及電阻Rw相接，Rw的另一腳與Dw的負極、BG1的基極相接將輸出穩(wěn)定電壓Vcc，電阻Rc與BG2集電極在D點相連。
專利摘要本實用新型公開了一種新型的數(shù)字式速度測量表,它包括傳感器、轉(zhuǎn)速表頭、電源處理電路和轉(zhuǎn)速表電路等部分,其特點是其傳感器為一種永磁爪式發(fā)電機,該永磁爪式發(fā)電機在轉(zhuǎn)動過程中不僅可以向轉(zhuǎn)速表提供轉(zhuǎn)速脈沖,同時還向儀表電子電路提供了運作能源。這樣,不僅徹底解決了現(xiàn)有的數(shù)字式轉(zhuǎn)速表所存在的必須加設(shè)外接電源的缺點,而且也簡化了轉(zhuǎn)速表的結(jié)構(gòu),方便了儀表在設(shè)備上的安裝,并為實現(xiàn)遠距離的信號傳輸打下了基礎(chǔ)。
文檔編號G01P3/42GK2384223SQ9921818
公開日2000年6月21日 申請日期1999年8月3日 優(yōu)先權(quán)日1999年8月3日
發(fā)明者胡云洋 申請人:胡云洋