專利名稱：汽車荷重表的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬汽車工業(yè)——電子儀表類，具體地說是一種汽車荷重表。
目前，國內(nèi)車輛載重一般采用地磅或地中衡的方法測得，這種方法成本高且不方便，必須集中檢測，因此不能普及。
本實(shí)用新型目的是設(shè)計(jì)了一種為使用者提供方便，指導(dǎo)合理裝載，延長車輛使用壽命，提高經(jīng)濟(jì)效益，便于交通管理，嚴(yán)防超載，確保交通安全的汽車荷重表。
本實(shí)用新型技術(shù)解決方案如

圖1所示，(以安裝四組懸掛板簧為例)荷重
，Ni為第i個(gè)支點(diǎn)所受荷重分量，在每個(gè)支點(diǎn)處安裝一只位移傳感器，記錄在W作用下，大梁相對于板簧中心的位移量。位移傳感器由直線式線性可變電位器實(shí)現(xiàn)。電位器主體(滑線電阻)與車輛大梁相連，滑動(dòng)觸頭與位移觸頭相連，而位移觸頭接觸板簧中心，當(dāng)大梁相對板簧中心有一個(gè)位移改變時(shí)，則滑動(dòng)觸頭的位置發(fā)生變化，從而滑頭觸頭輸出的電位也就發(fā)生變化，并以此變化的電信號作為位移信號輸出至電路。工作時(shí)滑動(dòng)觸頭保持與直線電阻接觸，不工作時(shí)則相互分離開來。根據(jù)車輛板簧的剛度特性曲線Ni－UINSi(h)利用折線擬合的方法，逐步逼近Ni－VINSi(h)曲線，將位移信號轉(zhuǎn)化為與Ni成比例的折線擬合電信號，經(jīng)加權(quán)放大后，由表頭(電壓表)輸出指示。
荷重表為實(shí)施信號轉(zhuǎn)變至表頭輸出這一過程。下面以安裝有四組懸掛板簧的車輛為例，共有四路位移信號。圖3僅畫出一路位移信號處理的原理圖。圖中，VC1為傳感器基準(zhǔn)電壓，S1為第1路傳感器，S1上的滑動(dòng)觸頭與R1、C相連，C的另一端接地，起濾波作用，R1的另一端與R2、R3相聯(lián)，即匯合于Y點(diǎn)。R3對傳感器信號進(jìn)行取樣。ICA、ICB、IC1、IC5為集成運(yùn)算放大器，ICA的信號輸入端ICA“＋”與Y相連，ICA的信號輸入端ICA“－”與R12和R13相連，R12與轉(zhuǎn)折點(diǎn)設(shè)定電位器FA相連，VC3為轉(zhuǎn)折點(diǎn)設(shè)定基準(zhǔn)電位，R13為比例調(diào)節(jié)電位器，一端與ICA“－”相連，一端與ICA的輸出端相連。ICA的輸出端與R6相連，R6、R7、R10連接在一起，R10另一端接地，R7的另一端與IC1的信號輸入端IC1“＋”相連。ICB的連接與ICA連接相同。IC1“＋”端分別與R3、R7、R9相連，IC1“－”端分別與R4、R5相連，R4的另一端與調(diào)零電位器Z1相連，VC2為調(diào)零基準(zhǔn)電位。R5為比例調(diào)節(jié)電位器，另一端與IC1的輸出端相連。K1為傳感信號調(diào)零開關(guān)，K2、K3、K4與此相同。IC5的信號輸入端IC5“＋”分別與R16、R17、R18、R19相連，IC5“－”分別與R20、R21相連，R20的另一端與調(diào)零電位器Z5相連，R21為比例調(diào)節(jié)器，其另一端與IC5的輸出端和表頭相連。
其它三路信號分別通過K2、K3、K4匯入IC5“＋”。
本實(shí)用新型優(yōu)點(diǎn)位移傳感器原理簡單，成本低，便于加工，容易維修和更換。每只傳感器可單獨(dú)調(diào)零，并且可以統(tǒng)調(diào)，因此，對車輛自重(即板簧的初態(tài))可以置零。當(dāng)車輛懸掛板簧的剛度特性發(fā)生改變時(shí)，用戶也可自行調(diào)節(jié)，使用方便。采用表頭指示，與汽車儀表匹配，觀察舒適，成本低，可靠性高，易于維修更換。所有電路制作在同一塊印刷電路板上，更換也是很方便的。儀表總成安裝方便，易于為用戶所接受。
圖1是本實(shí)用新型位移傳感器安裝示意圖。
1－前位移傳感器，2－車輛大梁，3－前懸掛板簧，4－前車輪，5－前輪軸，6－后車輪，7－后輪軸，8－后懸掛主板簧，9－后懸掛付板簧，10－付支架，11－后位移傳感器。
圖2是本實(shí)用新型位移傳感器示意圖。
12－位移觸頭，13－滑頭觸頭，14－直線式線性電阻，15－外罩，16－導(dǎo)套、且作固定用，17－蓋帽。
圖3是本實(shí)用新型電路原理圖
VC1－傳感器基準(zhǔn)電位VC2－調(diào)零基準(zhǔn)電位VC3－轉(zhuǎn)折點(diǎn)設(shè)定基準(zhǔn)電位Z1、Z5－調(diào)零電位器FA、FB－轉(zhuǎn)折點(diǎn)設(shè)定電位器S1－第一路傳感器K1～K4－開關(guān)，單只傳感器調(diào)節(jié)時(shí)用。
R5、R13、R15、R21－比例調(diào)節(jié)器。
IC1、IC5、ICA、ICB－集成運(yùn)算放大器 －表頭圖4是本實(shí)用新型懸掛板簧剛度特性曲線Ni－裝載荷重為W時(shí)，某懸掛大梁的板簧所受力的合力；VINSi－力Ni作用下，Si輸出的電壓；h－Ni作用下，大梁相對該板簧中心的位移；圖5是本實(shí)用新型折線逼近原理圖。
Ni、VINSi、h－同圖4；l－將圖4曲線均值化而獲得的簡化曲線；l1－逼近曲線l的第一條折線；l2－逼近曲線l的第二條折線；l2′－由ICA決定的一條直線；
l3－逼近曲線l的第三條折線；l3′－由ICB決定的一條直線；VINSA－由FA設(shè)定的轉(zhuǎn)折點(diǎn)A所對應(yīng)傳感器輸出電壓；VINSB－由FB設(shè)定的轉(zhuǎn)折點(diǎn)B所對應(yīng)傳感器輸出電壓。
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的工作原理作進(jìn)一步說明一條有限長的曲線，在一定精度范圍內(nèi)可用若干條折線來逼近。車輛懸掛板簧的剛度特性曲線如圖4，利用均值化的方法，將它簡化為圖5中的曲線l，假定圖5中的三條折線l1、l2、l3用來逼近l(滿足一定的精度要求)、轉(zhuǎn)折點(diǎn)為A、B。圖3中共分四部分，分別以ICA、ICB、IC1、IC5為中心(其中IC5為四路傳感器所共用)，且設(shè)IC5組成部分的參數(shù)已調(diào)整一定。
①當(dāng)荷重為零，將K2、K3、K4斷開接地，如果表頭指示不為零，即輸出電壓不為零(VINSI≠0)，則可調(diào)Z1，使表頭指示為零。當(dāng)荷重繼續(xù)增加，但VINSI＜VINSA，調(diào)FA、FB，使ICA、ICB輸出電壓為零，則VINSI經(jīng)R3取樣，通過R2送至IC1，調(diào)節(jié)R5，實(shí)現(xiàn)圖5中的折線l1(通過調(diào)節(jié)R5使表頭輸出量與荷重相符)。
②當(dāng)VINSA≤VINSI≤VINSB，調(diào)節(jié)FB、使ICB輸出為零，再調(diào)節(jié)FA，使V－A＝VINSA(R3)/(R1＋R3) ，VINSI經(jīng)R3分壓，一方面調(diào)節(jié)R13，電壓信號由ICA放大輸出，經(jīng)R10取樣，由R7送至iC1，實(shí)現(xiàn)l2′；另一方面R3的分壓由R2送至IC1，與從R7送來的信號匯合，經(jīng)放大實(shí)現(xiàn)圖5中折線l2，即l1＋l2′＝l2。
③當(dāng)VINSI≥VINSB，在其它參數(shù)不變情況下，調(diào)FB，使V－B＝VINSB· (R3)/(R1＋R3) 。VINSI經(jīng)R3分壓，一方面經(jīng)ICA放大輸出實(shí)現(xiàn)l2′，另一方面經(jīng)ICB放大輸出實(shí)現(xiàn)l3′，兩路信號分別通過R7、R9與從R2過來的信號匯合放大，實(shí)現(xiàn)圖5中折線l3，即l1＋l2′＋l3′＝l3。
到此為止，實(shí)現(xiàn)了由位移→電信號→荷重的轉(zhuǎn)變。其它三路信號，經(jīng)過折線逼近運(yùn)算后，分別逼過K2、K3、K4匯入IC5，以實(shí)現(xiàn)位移量與總荷重量的轉(zhuǎn)變。
權(quán)利要求1.一種由位移傳感器、車輛大梁、懸掛板簧組成的汽車荷重表，其特征a、懸掛板簧的每個(gè)支點(diǎn)處安裝一只位移傳感器，電位器主體(滑線電阻)與車輛大梁相連，滑動(dòng)觸頭與位移觸頭相連，位移觸頭接觸板簧中心；b、傳感器S1上的滑動(dòng)觸頭與電阻R1、電容C相連，電容C的另一端接地，電阻R1的另一端與電阻R2、R3相聯(lián)，ICA的信號輸入端ICA“+”與Y相連，ICA的信號輸入端ICA“-”與R12和R13相連，R12與轉(zhuǎn)折點(diǎn)設(shè)定電位器FA相連，比例調(diào)節(jié)電位器R13一端與ICA“-”相連，一端與ICA的輸出端相連，ICA的輸出端與R6相連，電阻R6、R7、R10連接在一起，R10另一端接地，R7的另一端與IC1的信號輸入端IC1“+”相連，ICB的連接與ICA連接相同，IC1“+”端分別與R2、R7、R9相連，IC1“-”端分別與R4、R5相連，電阻R4的另一端與調(diào)零電位器Z1相連，比例調(diào)節(jié)電位器R5另一端與IC1的輸出端相連，IC5的信號輸入端IC5“+”分別與R16、R17、R18、R19相連，IC1“-”分別與R20、R21相連，R20的另一端與調(diào)零電位器Z5相連，比例調(diào)節(jié)器R21另一端與IC5的輸出端和表頭相連。
專利摘要本實(shí)用新型屬汽車工業(yè)——電子儀表類，它為使用者提供了合理裝載，便于交通管理，嚴(yán)防超載，確保交通安全的科學(xué)依據(jù)。通過在汽車懸掛板簧每個(gè)支點(diǎn)處安裝位移傳感器，記錄在W作用下，大梁相對于板簧中心的位移量，根據(jù)N-V
文檔編號G01G19/08GK2046622SQ8921126
公開日1989年10月25日 申請日期1989年4月4日 優(yōu)先權(quán)日1989年4月4日
發(fā)明者孔華祥, 鐘志堂 申請人:孔華祥, 鐘志堂