專利名稱：一種模擬/數(shù)字兼?zhèn)涞碾娮榆囁倮锍瘫肀眍^的制作方法
技術領域：
本實用新型一種模擬/數(shù)字兼?zhèn)涞碾娮榆囁倮锍瘫肀眍^，主要用于非軟軸傳動的汽車、機車等機動車輛，也可用于普通的計速儀表裝置。
自九十年代初以來，一種以電感應方式驅動指針指示車速的電子車速里程表，已有取代傳統(tǒng)機械軟軸車速表的趨勢，并迅速地在新一代的轎車中投入使用。該電感應式車速表一般由速度傳感器及指示儀表二部分組成。車速是從安裝在汽車傳動部分(如變速箱)的速度傳感器取得電流信號或車速脈沖信號的。當汽車以不同速度變化行駛時，車速傳速器產生不同的觸點閉合頻率信號，經常穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路控制恒流源的輸出，改變車速表指針機構中通電線圈的電流值，使通電線圈在恒定磁場中受到的作用力發(fā)生變化而改變車速表指針在刻度盤上的偏轉角，實現(xiàn)電感應驅動指針指示車速。
若將上述電子車速表指針模擬計速轉換為對應的數(shù)字量電信號，利用速度與時間函數(shù)關系直接在系統(tǒng)電路軟件中計算里程，省去計程中的步進電機及硬件部分，將十分有利于這類電子車速表的擴容接口，特別是二次數(shù)字化帶來的車速數(shù)顯線性功能的實現(xiàn)。無疑地，這將是現(xiàn)有電子車速里程表計速技術中的一大進步。本實用新型提出的一種模擬/數(shù)字兼?zhèn)涞碾娮榆囁倮锍瘫肀眍^，就是為上述目的而設計的。
實用新型是這樣實現(xiàn)的本實用新型采用廣角磁電式電流表為母型。在此基礎上，進一步在磁電式電流表頭的平衡塊上改加裝上一個與指針同軸轉動的光電傳感探頭；另外，在表頭中，一個與車速刻度盤車速數(shù)碼(刻度數(shù)碼)對應的、表面印制有一杠杠白色分度斜線條的導光環(huán)，也改加裝在光電傳感探頭發(fā)射光能直射到的表頭內壁周邊上。當車輛行駛時，兼起平衡作用的光電傳感探頭隨指針軸與指針同步轉動，利用光電傳感探頭中的光敏管接收導光環(huán)反射光產生的光脈沖信號，經放大、整形、計數(shù)轉換為與指針指示的車速值對應量相同的數(shù)字信號，并在數(shù)碼管或液晶中顯示出來，實現(xiàn)本實用新型提出的一種模擬/數(shù)字兼?zhèn)涞碾娮榆囁倮锍瘫肀眍^的目的。
以下結合附圖，詳細說明本實用新型具體細節(jié)。


圖1為本實用新型結構原理圖；其中圖1.1為游絲，2為馬蹄形導磁體，3為光電傳感探頭，4為導光環(huán)，5為平衡桿，6為永久磁鐵，7為張絲，8為指針，9為車速刻度盤，10為指針軸，11為光反射條，12為動圈。
圖2為車速脈沖信號檢測及圖解；其中，圖2.1為圖1.3光電傳感探頭內部組件細部，圖2.2為圖1.4導光環(huán)展開圖，圖2.3為圖1.11光反射條中之陣列標碼。
圖3為車速數(shù)字電路原理圖；其中1為光電車速脈沖傳感電路，2為單片機車速運算電路，3為車速數(shù)字顯示電路。
圖4為第二實施例示意圖；其中1為指針軸，2為光電傳感探頭，3為光反射條，4為導光環(huán)，5為指針，6為車速刻度盤(余部件與圖1同，圖中未畫出，略)。
圖1中，繞有繞線的載流線圈及框架構成的動圈(12)設置于以指針軸(10)為旋轉軸的一側，經平衡桿(5)與另一側的光電傳感探頭(3)取得動平衡。又圖1中，套在動圈(12)中的馬蹄形導磁體(2)在永久磁鐵(6)導磁下均勻的幅射磁場就作用于動圈(12)上。當動圈油絲(1)及張絲(7)作電源或電信號輸出入回路按箭頭所示方向通入電流時，動圈(12)與馬蹄形導磁體(2)磁場磁力線垂直的兩個側邊產生作用力而使動圈(12)順時針方向偏轉，形成光電傳感探頭(3)與指針(8)以指針軸(10)為軸心同步轉動態(tài)勢。這樣，在本實用新型工作時，也首先接受從車速傳感器向動圈輸入的反映不同車速變化的電流，在油絲(9)及張絲(7)反作用力作用下，不時地改變著動圈(12)偏轉力度，因而相應地改變著指針在車速刻度盤(9)上的偏轉角，以指針(8)指示反映出不同時刻車輛模擬車速。此為現(xiàn)技術中，本實用新型指針模擬指示車速部分。
下面繼續(xù)以圖1詳細說明本實用新型將指針模擬車速轉換為對應數(shù)字量電信號方法及原理。
首先，應該說明的是在圖1及本實用新型的設計安裝中，隨指針軸(10)同軸轉動的光電傳感探頭(3)在安裝調試時，應和指針(8)一并與車速刻度盤(9)歸零標定，以保證汽車無論處于何種運動狀態(tài)時，指針(8)與光電傳感探頭(3)都處于以指針軸(10)為軸心的相同垂直面上同步轉動著；另外，在光電傳感探頭(3)發(fā)出的光信號第一個被導光環(huán)(4)反射回來并標定為“零”的該光反射點，也需與車速刻度盤歸零標定。因而，在圖1中，以車速刻度盤上整十刻度數(shù)碼線性細分至“1”為單位的車速數(shù)碼，采用An×3、Bn×3+1、Cn×3+2等角不等距陣列對應設置涂印在導光環(huán)(4)上的一杠杠光反射條(白色分度斜線條)在與光電傳感探頭(3)的相對運動中，將如一道道光柵般“切割”光電傳感探頭(3)發(fā)射出的光線產生導通截止信號。故當汽車點火并起步前進時，光電傳感探頭(3)將不斷接收從光反射條(11)各列光反射點上反射回來的光脈沖信號，在本實用新型系統(tǒng)電路及單片機中進行加減計數(shù)，所得到的瞬間數(shù)字車速值，將與指針指示在車速刻度盤(9)上的車速數(shù)碼對應相同，具體設計及方法由以下圖2再加詳細說明。
圖2中，光電傳感探頭(1)為VA-VA′，VB-VB′，VC-VC′三只反射型光傳感器組成；A0，B1，C2；A3，B4，C5；……A117，B118，C119；A120……等光反射條(3)上的標碼，根據(jù)前述光陣列An×3、Bn×3+1、Cn×3+2(n為0、1、2、3、4、5……120……下標數(shù))設置，實際上也都為導光環(huán)(2)上一個個與車速刻度盤車速數(shù)碼相對應的光反射點，其中，第一杠光反射條(3)上的A0光反射點，對應于車速刻度盤上的0(公里/小時)車速數(shù)碼，B1對應于盤上的1(公里/小時)車速數(shù)碼，C2對應于盤上的2(公里/小時)車速數(shù)碼，余類推至120(公里/小時)或更高車速數(shù)碼，都將根據(jù)上述光陣列三光反射點為一列(杠)的方法模式實施。
根據(jù)圖1、圖2之說明，反映汽車行駛過程中不同時刻車速變化的脈沖輸出及計數(shù)是這樣進行的圖2中，當汽車點火起步行駛時，電源將被接通，圖2光電傳感探頭(1)發(fā)出的光信號正好照射在導光環(huán)(2)中第一杠光反射條(3)A0標碼的光反射點上(圖2中之A處，也即處于亮區(qū)位置的白色分度斜線條末端上)，使光電傳感探頭(1)中的VA-VA′光傳感器處于導通狀態(tài)，從VA-VA′輸出代表0(公里/小時)的車速脈沖信號，此時的VB-VB′及VC-VC′兩光傳感器尚未進入標碼B1、C2光反射點而處于截止狀態(tài)的暗區(qū)位置；當汽車起步行駛時，圖2光電傳感探頭(1)隨指針順時針方向偏轉，光電傳感探頭光信號照射在標碼B1的光反射點上(圖2中之B處)，此時，VA-VA′偏離A0亮區(qū)，從導通轉為截止狀態(tài)，而VC-VC′尚處于暗區(qū)部位，也處于截止狀態(tài)。原從暗區(qū)進入B1亮區(qū)的VB-VB′光傳感器接收到B1光反射點上的光照之后，從原截止狀態(tài)立即轉為導通狀態(tài)，從VB-VB′光傳感器輸出代表1(公里/小時)的車速脈沖信號。當汽車瞬間增速至2公里/小時時，VC-VC′發(fā)出的光信號照射在標碼C2光反射點上(圖2中之C處)，此時，VA-VA′繼續(xù)處于暗區(qū)部份，VB-VB′則剛從亮區(qū)進入暗區(qū)，VA-VA′，VB-VB′光傳感器都處于截止狀態(tài)，處于亮區(qū)導通狀態(tài)的VC-VC′光傳感器遂輸出代表2(公里/小時)的車速脈沖信號。至此，第一杠光反射條上的A0、B1、C2光反射點已完成將車速刻度盤上的車速數(shù)碼轉換為對應車速脈沖信號的目的，繼續(xù)進入圖2第二杠光反射條中的A3、B4、C5……光反射點標碼位置上，直至車輛停止加速為止，光電傳感探頭(1)都以與第一杠光反射條(3)相同的光電轉換模式，周而復始地從光傳感器VA-VA′→VB-VB′→VC-VC′輸出一個個與車速刻度盤上的車速數(shù)碼對應量相同的車速脈沖信號，再經圖3電路累加計數(shù)處理為車速數(shù)字信號，并在數(shù)碼管或液晶上顯示出來。
但汽車在行駛過程中并不是一直作勻加速運動的，單一的脈沖累加計數(shù)算法是無法反映汽車行駛過程中急劇的增減速運動的。為此，本實用新型再通過圖2汽車減速示圖，說明光電傳感探頭(1)隨指針逆轉從VC-VC′→VB-VB′→VA-VA′反方向輸出車速脈沖信號方法，為圖3電路的加減脈沖計數(shù)提供可判別的依據(jù)。
下面，以圖2車輛減速為例，說明汽車在減速過程中，減速脈沖信號的產生及方法。
設汽車速度從120公里/小時下降至119公里/小時時，速度指針將從車速刻度盤上指示的120(公里/小時)車速數(shù)碼降至119(公里/小時)的車速數(shù)碼上。由于光電傳感探頭在任何情況下都是與指針同步轉動著，此時，圖2中，與光電傳感探頭中的VA-VA′光傳感器對應的標碼A120光反射點隨著探頭的離去而由C119光反射點進入與VC-VC′光傳感器對應的位置上(圖2中箭頭標示的A至C處)VA-VA′處于截止狀態(tài)，隨之反方向由VC-VC′輸出一在圖3電路中置定為減速的車速脈沖信號，由計數(shù)器作減一運算，計算出與車速刻度盤上指針所指示的119(公里/小時)車速數(shù)碼相同的車速脈沖數(shù)；當汽車速度從119公里/小時再降至118公里/小時時，VC-VC′輸出的信號截止，由標碼B118的光反射點反射回來的亮光使光電傳感探頭(1)中的VB-VB′導通，遂繼續(xù)輸出一減速脈沖信號(圖2中箭頭標示的C至B處)；當車速再下降到117公里/小時時，也即光電傳感探頭(1)中VA-VA′光傳感器處于與之對應的標碼A117的光反射點上(圖2中箭頭標示的B至A處)，VB-VB′截止，VA-VA′導通，其輸出的脈沖信號繼續(xù)在圖3電路中作減一運算。上述車速脈沖信號遞減檢測方法，在車速提續(xù)下降情況下，與圖2光反射條(3)中標碼A120，C119，B118，A117……A0光反射點對應掃描而過的光電傳感探頭，將一直按VA-VA′←VB-VB′←VC-VC′反方向輸出(減速)脈沖信號至汽車改變?yōu)樵鏊贂r為止。因而，當汽車在不斷增速或減速過程中，無論汽車處于任何速度或狀態(tài)，根據(jù)本實用新型上述設計，由圖2光電傳感探頭(1)輸出的脈沖個數(shù)，都可以通過光傳感器VA-VA′，VB-VB′，VC-VC′的正反信號輸出，在圖3電路中進行加減計數(shù)，并實時數(shù)字線性顯示車速。具體細節(jié)由圖3.1光電車速脈沖傳感電路、圖3.2單片機車速運算電路、圖3.3車速數(shù)字顯示電路詳細說明。
在圖3.1中，VA ′、VB′、VC′為光電車速脈沖傳感電路中的光傳感器，也即圖2中光電傳感探頭(1)內部的受光元件。
當汽車點火發(fā)動時，圖3.1中的VCC電源通過電阻R4的限流作用，向探頭內部發(fā)光元件VA、VB、VC提供電流，使VA、VB、VC發(fā)出一定強度的光線；而受光元件VA′VB′VC′與各自的匹配電阻R1、R2、R3組成了電壓型光開關。當圖3.1中某個發(fā)光元件VA或VB或VC發(fā)出的光線被光反射條中相對應的光反射點反射到各自的受光元件時，其中接受到反射光的受光元件處于導通狀態(tài)，未接受到反射光的受光元件則處于截止狀態(tài)，被導通的受光元件使電源VCC施加到與其匹配的電阻R1、R2、R3相接的e1、e2、e3點上，形成符合TTL邏輯“1”電平的電壓信號，而處于截止狀態(tài)的受光元件，將電源VCC與e1、e2、e3端隔開，被電源地線通過電阻R1、R2、R3拉低成TTL邏輯“0”電平的電壓信號，將上述VA′、VB′、VC′輸出的反映車速脈沖變化的“0”或“1”邏輯電平信號分別通過P10、P11、P12三根信號輸入線輸入圖3.2單片機8748P1口上，并以輸入P1口的不同電平邏輯值進行加減運算，即可隨時計算出車輛所在時刻的速度。
由于汽車起步時，車速都從速度指針所指示的0公里處開始，故當汽車點火車速為0公里/小時時，根據(jù)本實用新型設計及圖2所述，光傳感器VA-VA′發(fā)出的光信號被光反射條A0標碼光反射點反射到其受光元件VA′上，圖2.1中的VA′處于導通狀態(tài)，而此時另外兩只光傳感器VB-VB′、VC-VC′與B1、C2相對位置尚處于偏離狀態(tài)，VB、VC發(fā)出的光信號未被B1、C2反射回來，受光元件VB′、VC′處于無光照射的截止狀態(tài)。處于光照射導通狀態(tài)的VA′在圖3.1光電車速脈沖傳感電路中被處理為“1”邏輯電平；而處于截止狀態(tài)的VB′、VC′在圖3.1光電車速脈沖傳感電路中均被處理為“0”邏輯電平輸入圖3.2單片機8748P1口，形成圖3.2單片機8748P1口上的P1.0、P1.1、P1.2三根信號線邏輯值為P1.0＝“1”，P1.1＝“0”，P1.2＝“0”，因而單片機得出一個車速為0的數(shù)值，并將數(shù)值存入單片機內部車速值存儲單元中。
當汽車起步，車速增加到1公里/小時時，光電傳感探頭隨速度指針的順時針方向向上偏轉偏離A0光反射點，導光環(huán)中的B1光反射點隨之進入VB-VB′光傳感器光照射位置，而此時C2尚未進入VC-VC′光照射位置，因而，VB-VB′中的受光元件VB′從0公里/小時時的截止狀態(tài)改變?yōu)閷顟B(tài)，VA-VA′由汽車點火時的導通狀態(tài)改變?yōu)榻刂範顟B(tài)，而VC-VC′尚未接收到反射光信號，仍處于截止狀態(tài)，圖3.2中8748P1口輸入的邏輯值為P1.0＝“0”，P1.1＝“1”，P1.2＝“0”，單片機遂將車速值存儲區(qū)內的數(shù)值0加1，得出新的數(shù)值1，再存入車速值存儲區(qū)內。
當汽車速度增加到2公里/小時時，光電傳感探頭隨速度指針繼續(xù)順時針方面向上偏轉，形成A0、B1光反射點偏離VA-VA′、VB-VB′光傳感器光照射位置，而C2進入VC-VC′光照射位置。故圖3.1中的VA′繼續(xù)處于截止狀態(tài)，VB′也處于截止狀態(tài)，而VC′則為導通狀態(tài)。圖3.2單片機8748P1口輸入的邏輯值為P10＝“0”，P11＝“0”，P12＝“1”，單片機隨之將車速值存儲區(qū)內的數(shù)值繼續(xù)加1為2，再存入原車速值存儲區(qū)內。至此，光傳感器VA-VA′、VB-VB′、VC-VC′完成了對第一杠光反射條中A0、B1、C2標碼的檢測掃描過程。
當汽車速度再增加到3公里/小時時，光電傳感探頭又隨速度指針增加了一個“1”的速度單位，處于該速度單位的A3標碼光反射點進入VA-VA′光傳感器光照射位置，此時第二杠光反射條中的B4、C5標碼光反射點尚處于未進入VB-VB′、VC-VC′光傳感器光照射位置。圖3.2單片機從P1口上的信號輸入，又重復了P1.0＝“1”，P1.1＝“0”，P1.2＝“0”邏輯值。單片機繼續(xù)將車速值存儲區(qū)原存儲的數(shù)值加1而成為與速度指針指示在車速刻度盤上的車速值相同的車速數(shù)值3。在此情況下，若車輛繼續(xù)以增速狀態(tài)前進，光傳感器VA-VA′、VB-VB′、VC-VC′也將繼續(xù)從A3標碼開始以VA′→VB′→VC′方向，反復不斷，周而復始地從單片機8748P1口輸入“100”，“010”，“001”邏輯值，并在單片機車速值存儲區(qū)內，以連續(xù)加1運算至汽車停止加速時為止。
相反的，當汽車停止加速進入減速或持續(xù)減速狀態(tài)時，光電傳感探頭中之VA-VA′、VB-VB′、VC-VC′光傳感器與導光環(huán)中的光反射點相對位置的變化逆轉，從逆轉時光電傳感探頭輸出第一個車速脈沖信號開始，從圖3.1VA′、VB′、VC′輸出與加速時方向相反的信號，使圖3.2單片機P1口三根信號線P10、P11、P12輸入的邏輯值改變?yōu)椤?01”，“010”，“100”狀態(tài)；與此同時，汽車在減速過程中，單片機車速值存儲區(qū)內存儲的數(shù)值將連續(xù)不斷作減1運算，至汽車停止減速時為止，其結果都與指針隨車輛減速下降所指示的車速值相同。
根據(jù)上述增減速邏輯值變化規(guī)律，同樣的道理，當汽車按某一速度保持勻速行駛時，由于光電傳感探頭與導光環(huán)相對位置保持不變，單片機8748P1口上輸入的邏輯值也不變，保持原車速值存儲區(qū)內存儲的數(shù)值。即使是在車速變化小于1的特殊情況下，由于光反射條排列之間有間隔，出現(xiàn)光傳感探頭中的VA′、VB′、VC′受光元件都得不到反射光而處于同時截止狀態(tài)，從單片機8748P1口上輸入的邏輯值均為P1.0＝“0”，P1.1＝“0”，P1.2＝“0”，單片機保持原存儲的車速數(shù)值。這就是說，當車輛行駛時，無論車速如何變化，圖3.2單片機只須將該時刻從P1口輸入的邏輯值記憶保持，并根據(jù)車輛增、減速或不變速狀態(tài)與P1口邏輯值相應的變化規(guī)律及軟件程序，將車速值存儲區(qū)內原數(shù)值加1或減1或加0的不斷運算，即能每時每刻得出與指針指示在車速刻度盤上相同的車速數(shù)值。將所得出的車速數(shù)值通過圖3.2單片機8748外部設備的圖3.3車速數(shù)字顯示電路顯示出來。
圖3.3為車速數(shù)字顯示電路。
其中，包括D2中三只相同的74LS77數(shù)據(jù)鎖存器，D3中三只相同的74LS248數(shù)碼管驅動器，以及三只作為車速數(shù)字顯示用的LC5011數(shù)碼管。
在圖3.2單片機車速運算電路中，單片機8748通過對P1口輸入的不同邏輯值電平信號變化進行加減運算，將每次計算得出的車速數(shù)值通過數(shù)據(jù)總線(DATA)按車速數(shù)值的百位、十位、個位分別輸送到圖3.3車速數(shù)字顯示電路中的D2三只鎖存器74LS77鎖存起來，以便于數(shù)字顯示穩(wěn)定。三只鎖存器74LS77將鎖定的顯示數(shù)據(jù)再分別對應輸出到圖3.3車速數(shù)字顯示電路中的D3三只數(shù)碼管驅動器74LS248上，每只74LS248驅動器再分別驅動每一只與其相連接的LS5011發(fā)光數(shù)碼管，將鎖存器74LS77鎖存的百位、十位、個位車速數(shù)值顯示出來。上述車速數(shù)字顯示也可通過單片機8748的數(shù)據(jù)口將車速數(shù)值串行輸出到液晶顯示驅動器MC145453上，將車速數(shù)值顯示出來。在此過程中，單片機8748不斷重復上述動作，至汽車熄火為止。
下面就里程數(shù)字化問題，詳細說明實現(xiàn)的具體方法和原理。
S＝V×T為車輛行駛里程計算公式。式中，S為車輛行駛距離，V為車輛行駛速度，T為車輛行駛時間。根據(jù)S＝V×T公式，本實用新型圖3.2單片機8748根據(jù)速度與時間的函數(shù)關系，將可容易的計算車輛的行駛里程。
然而車輛行駛過程中，車速是隨機不斷變化著的，是不可能以保持同一車速的方式去計算行駛里程的。但是，在一個很短的時間段△t內，車輛行駛的速度則可以是一個固定值，因而，在該時間段內，車輛行駛的里程段△S則是一個固定值。將t時間內的所有時間△t所行駛的里程段△S相加，即S＝V1△t1+V2△t2+V3△t3+……就可累計得出T時間內的里程值。式中△t1、△t2、△t3……，全部△t時間段相同且相加為總行駛時間T；V1、V2、V3……是對應各個時間段△tn時的車速數(shù)值。本實用新型中，選擇時間段△t設定為10ms，(也可大于10ms可小于10ms)，那么，所有車速值0，1，2，……120公里/小時在每10ms時間內行駛的里程段就可預先計算出來，并形成一個按車速由小到大順序排列的車速里程段關系表格，計算公式為△S＝Vn÷3600÷1000×10，Vn是表格內車輛從0，1，2……120公里/小時預先設定好的車速數(shù)值(預先設定好的車速數(shù)值，視高速車需求而定)，而Vn÷3600÷1000則變成了每ms車速行駛的里程值，再乘10ms即可得出關系表中的各個里程段值△S。將此車速里程段關系表，與單片機8748的執(zhí)行程序一起用專用編程工具如ALL-07等一并寫入單片機8748片內的EPROM存儲器中，單片機8748就可隨時根據(jù)現(xiàn)行車速數(shù)值去查找對應的里程段值，再進行累計工作就可得出總的行駛里程數(shù)值?？偫锍痰睦塾嫻ぷ骺蓪⑸鲜隼锍坦剑碨＝V1△t1+V2△t2+V3△t3+……變?yōu)镾n＝Sn-1+Vn×△tn，式中Sn-1為此次時間段以前所有小時間段△t內行駛里程的總和，Vn為本次時間段△t內車輛行駛的車速數(shù)值。單片機8748每10ms一周期不停地計算里程值Sn，并且在每次里程值Sn計算完畢后，將其存入帶有掉電保護的存儲區(qū)RAM內(單片機8748片內具有)，以便下次計算使用并防止停車后丟失里程數(shù)值。然后可用與圖3.3車速數(shù)字顯示相同的方法，用七只數(shù)據(jù)鎖存器分別將里程中的十萬位、萬位、千位、百位、十位、個位及小數(shù)點后一位(百米值)鎖存，再由七只驅動器74LS248驅動七只數(shù)碼管LC5011，即可獲得車輛行駛的里程處理及顯示功能，實現(xiàn)本實用新型一種模擬/數(shù)字兼?zhèn)涞碾娮榆囁倮锍瘫肀眍^的目的。
圖4為本實用新型另一實施例示意圖圖4中，光電傳感探頭(2)與圖1.3光電傳感探頭結構及功能相同，都包括由VA-VA′、VB-VB′、VC-VC′發(fā)光管及光敏管組成的反射型光傳感器。不同之處在于圖4光電傳感探頭(2)以固定方式裝設(如表壁位置上)，而非圖1.3光電傳感探頭以活動方式裝設在平衡塊上。還有，在圖4中，導光環(huán)(4)中的一道道白色分度斜線條構成的一杠杠光反射條(3)與圖1.4導光環(huán)一樣，也都是采用等角不等距陣列An×3，Bn×3+1，Cn×3+2模式，將車速刻度盤上的車速數(shù)碼，以標碼方式對位標示并每列一杠涂印在環(huán)上。不同之處在于圖4中導光環(huán)(4)裝設在轉動著的指針軸(1)上，而不是具定裝貼在表頭內壁周邊上。再者，兩實施例在調校歸零方面，其方法也相同。圖4實施例中，光電傳感探頭(2)中之VA-VA′，導光環(huán)(4)中之A0標碼，都需與車速刻度盤上的指針歸零標定。這樣，當汽車點火啟動時，圖4光電傳感探頭(2)中之VA-VA′發(fā)射光將照射在導光環(huán)(4)中第一杠光反射條之A0標碼上，并以導通狀態(tài)從光電傳感探頭中之VA-VA′輸出一個與指針指示在車速刻度盤上0(公里/小時)車速數(shù)碼對應的脈沖信號。接下，隨著汽車的啟動以及行駛過程中不同時刻的速度變化，與指針(5)同步轉動的導光環(huán)(4)，在與固定裝設著的光電傳感探頭(2)的相對運動中，也將按圖1圖2第一實施例所述車速狀態(tài)，以導通截止方式從VA-VA′、VB-VB′、VC-VC′光傳感器中，輸出一個個與車速刻度盤(6)上指針(5)所指示的車速數(shù)碼對應相同的加速或減速脈沖信號，在圖3相同的系統(tǒng)電路中進行加減計數(shù)，并以數(shù)字方式顯示出來(具體細節(jié)與第一實施例同，略)最后，本實用新型兩實施例所述的反射型光電傳感探頭，也可以采用透射式光電傳感探頭實施。具體做法是將探頭中的VA、VB、VC發(fā)光管及VA′、VB′、VC′光敏管以門式組合結構分立于導光環(huán)的外內側。若此，導光環(huán)中涂印的白色分度斜線條，即光反射條則應開槽透光。
說明1、本實用新型第一實施例光電傳感探頭的信號輸出入接線，可采用絕緣套管方式編織成套，套在張絲上。(圖面未畫出，略)2、本實用新型單片機及TTL集成電路片不受圖3.3標示型號限制，也可選用相同功能單片機及集成電路片。
3、圖2圖解及標碼，主要為原理設計說明方便而示。具體分度制造時，因0-15(公里/小時)低速區(qū)偏轉角狹小，可考慮非線性簡化標碼分布，不影響車輛計速精度及大局。
權利要求1.一種無軟軸傳動的電子車速里程表表頭，具有磁電式電流表結構，還有光電傳感探頭、導光環(huán)、單片機及電路，其特征是—具有隨車輛速度增減變化輸出正、反脈沖信號的光電傳感組件，安于電子車速里程表表頭中；—包括速度及里程在內的計數(shù)顯示電路，與一個由多個發(fā)光管及光敏管構成的光電傳感探頭的信號輸出線接口。
2.根據(jù)權利要求1所述電子車速里程表表頭，其特征在于所述光電傳感探頭分別由三個發(fā)光管及三個光敏管組成，安于表頭內部的平衡塊位置上。
3.根據(jù)權利要求1所述電子車速里程表表頭，其特征在于所述一具有多點反射光信號的導光環(huán)，裝貼于表頭內壁周邊上。
4.根據(jù)權利要求3所述電子車速里程表表頭，其特征在于所述導光環(huán)上的一杠杠光反射條，是由黑白相間的斜線條裝貼或印制的。
5.一種無軟軸傳動的電子車速里程表表頭，具有磁電式電流表結構，還有光電傳感探頭、導光環(huán)、單片機及電路，其特征是—具有隨車輛速度增減變化輸出正、反脈沖信號的光電傳感組件，安于電子車速表表頭中。—包括速度及里程在內的計數(shù)顯示電路與一個由多個發(fā)光管及光敏管構成的光電傳感探頭的信號輸出線接口。
6.根據(jù)權利要求5所述電子車速里程表表頭，其特征在于所述一具有多點反射光信號的導光環(huán)，也可以安在表針結構的指針軸上。
7.根據(jù)權利要求5所述電子車速里程表表頭，其特征在于所述光電傳感探頭也可以安在表頭內壁，且固定安在與指針對應歸零的位置上。
8.根據(jù)權利要求6所述電子車速里程表表頭，其特征在于所述導光環(huán)上的一杠杠光反射條，是由黑白相間的斜線條裝貼或印制上的。
專利摘要本實用新型一種數(shù)字/模擬兼?zhèn)涞碾娮榆囁倮锍瘫肀眍^,屬于車速儀表裝置。該裝置包括非軟軸傳動的車速表指針機構,還有光電傳感裝置、單片機及計數(shù)、顯示電路。光電傳感器裝置改加裝在磁電式車速表表頭內部,將指針指示在車速刻度盤上的車速數(shù)碼轉換為車速脈沖信號,經放大、整形,運算電路處理為包括速度與里程在內的數(shù)字信號,在數(shù)碼管或液晶顯示器上顯示出來,是一種數(shù)模同步兼?zhèn)?且數(shù)顯具線性功能的新型車速儀表裝置。
文檔編號G01C22/00GK2379783SQ9921580
公開日2000年5月24日 申請日期1999年6月28日 優(yōu)先權日1999年6月28日
發(fā)明者李揚榮, 孫世強, 李宗懋 申請人:李揚榮, 孫世強, 李宗懋