CN2384223Y - 一种不须外接电源的新型数字式速度测量表 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种新型的数字式速度测量表,它包括传感器、转速表头、电源处理电路和转速表电路等部分,其特点是其传感器为一种永磁爪式发电机,该永磁爪式发电机在转动过程中不仅可以向转速表提供转速脉冲,同时还向仪表电子电路提供了运作能源。这样,不仅彻底解决了现有的数字式转速表所存在的必须加设外接电源的缺点,而且也简化了转速表的结构,方便了仪表在设备上的安装,并为实现远距离的信号传输打下了基础。
Description
本实用新型涉及一种速度测量仪表，特别是一种不须外接电源的新型数字式速度测量仪表。
现有的速度测量仪表，设如转速表，通常分为摸拟式转速表和数字式转速表两大类。
摸拟式转速表以指针作为量值的显示，并根据其对速度的传感变换方式的不同又分为离心式转速表和磁电式转速表等。离心式转速表利用摆锤转动时产生的离心力带动指针偏转指示转速。磁电式转速表利用旋转的永磁转子在线圈上的感应产生电流，使指针偏转而用以指示速度的大小。这类摸拟式转速表的共同缺点是：计量的精度较低，也无法进行远距离的信息传输。
数字式转速表应用数字技术，以数码管对量值进行显示。它通常采用光电转换传感器、霍尔效应传感器或磁感应传感器等作为传感器元件，这种数字式转速表的最大缺点是：无论以哪一种传感器作为传感元件，均需要附设或外接电源作为其仪表电子电路及显示器件的运作能源。这样，既复杂了仪表的电子线路结构，也给其仪表的安装、布置带来很大的不便。当仪表分散独立安装在现埸时，这一缺点尤为突出。此外，也给远距离信号传输带来了困难。
本实用新型的目的是提供一种结构简单、无须外设电源、且可实现远距离信号传输的不须外接电源的新型数字式速度测量表。
本实用新型的目的是这样来实现的：
本实用新型由传感器、转速表头和电源处理电路三部分所构成。传感器为一种特制的永磁爪式发电机。该永磁爪式发电机在转动过程中不仅可以向转速表提供转速脉冲，同时还向仪表电子电路提供了运作能源。这样，不仪彻底解决了现有的数字式转速表所存在着的必须加设外接电源的缺点，而且也简化了转速表的结构，并为实现远距离的信号传输打下了基础。
经过上述设计后的本实用新型，构思巧妙、结构紧凑、计数精确，安装、使用方便，是一种可广泛用于各种机器设备及机动车辆和非机动车辆进行速度测量的高精度仪表。
本实用新型的具体实施方案如附图所示：
图1是本实用新型的外形结构示意图
图2是本实用新型的A-A向剖示图
图3是本实用新型的电路图
以下结合附图，对本实用新型的具体结构进行详细说明：
一种不须外接电源的新型数字式速度测量表包括有传感器1、转速表头2和电源处理电路等部分。转速表头2由表头外壳3、玻璃罩板4、后盖5、液晶显示屏6及电子线路板7所构成；传感器1为一种永磁爪式发电机，设置于转速表头的输入端；在转速表的电子线路板7上，设置有传感器电源处理电路和转速表电路；传感器电源处理电路(参见附图3下半部电路图)主要用于永磁式爪式发电机工作时发出的电压的调整和控制，它主要由桥式整流电路2CP1-4、二极管2CP5、三极管BG1、BG2、稳压管Dw和斯密脱整形电路4093及电阻Rw、Rb、Rc，电容C所构成。桥式整流电路的1、3端与传感器(永磁式爪式发机F)相连接，用作发电机电压及转速讯号输入；桥式整流电路的2端接“0”，成为电源处理电路及整个仪表直流电源的公共“0”线。在电源处理电路中，三极管BG2的发射极、稳压管Dw的正极、电容C的负极均接于其上；桥式整流端点4经A点后分为两路，一路经电阻Rb与BG2的基极相连，用作转速讯号的转换；另一路经2CP5隔离在B点与电容C的正极相连接，于B点获得一个直流电压VB，B点同时与BG1的集电极及电阻Rw相接，Rw的另一脚与Dw的负极、BG1的基极相接；这时，成为发射极输出的BG1将输出稳定电压Vcc，作为电源正极供整个仪表使用。电阻Rc与BG2集电极在D点相连。D点输出转速讯号经1/4 4093斯密脱电路整形后供仪表计数。
转速表电路(参见附图3中的上半部电路)采用四块4543集成电路作为转速表的四位液晶驱动器，4518集成电路作为转速脉冲计数，采用石英晶振(JT)、4060集成电路和4017集成电路组成取样周期发生器。
本实用新型的工作原理及工作过程简述如下：
将本实用新型的弹性联轴节8与待测速的转动轴相连接，转动轴转动时，通过弹性联轴节8带动数字式速度测量表的传感器(永磁式爪式发电机F)，传感器发出的端电压V0为一交流电压，经桥式整流电路2CP1-4整流后在A点获得半波波形，作为转速脉冲，并通过电阻Rb驱动三极管BG2在D点输出讯号。由于Rc接在Vcc上，与集成电路共电源，从而实现了D点的电平转换。该讯号经1/4 4093斯密脱整形电路整形后送4518集成电路作转速脉冲计数。
经2CP5隔离，电容C滤波后，B点将得到一个直流电压Vb。BG1接发射极输出，电阻Rw与稳压管Dw在三极管BG1的基极上形成一个稳压电压，BG1的发射极将得到一个稳定的输出电压Vcc，该电压即为仪表电子线路用的电源电压。
由于转速表电路采用4060集成电路和4017集成电路组成时基发生器和取样周期发生器，晶振(32768)使4060集成电路的Q14端输出2HZ的振荡脉冲，经环形计数器/0-9译码器4017 10分频后，其0-9输出端之任何一端都将输出周期为5秒的脉冲。输出的脉冲经微分电容C1产生一个正尖脉冲使4543集成电路的锁存端(LD)打开，把4518集成电路输出端的转速计数值锁存入4543中，并送液晶显示。该正尖脉冲同时使1/4 4093输出端产生负翻转而处于低电平，此时，经C2产生的负脉冲对4518的清“0”端无效。当C1上的微分正尖脉冲衰减结束后，4543的锁存端将回复到低电平而重新关闭，使显示数据与4518输出口的数据隔离而不受其变化影响；与此同时，1/4 4093也正翻转，并经C2产生一个正尖脉冲，从而将转速脉冲计数集成电路4518清“0”，以待下一个取样周期中的转速脉冲对其重新计数。该清“0”正脉冲只要足够“窄”，将不会影响取样精度。
由于取样周期是5秒，设若每秒转速为n转，而每转一圈产生12个计数脉冲。这样，总计脉冲数为：N＝5×12×n/秒＝60n/秒，也即N等于每秒转数(也即秒转速)的60倍。这样，也可理解为60秒中的转数，也即每分钟的转速。
在进行远距离的测量时，传感器可与仪表主体分开安装，中间用传输线连接。此时，转速表的外形也可应安装或美观的需要作相应的改变。由于采用本实用新型传感器其传输距离可达1000米以上，超过传统传感器数拾倍乃至数佰倍。因而具有巨大的实用价值和推广前景。
Claims (2)
1.一种包括有传感器(1)、转速表头(2)的不须外接电源的新型数字式速度测量表，其特征是该新型数字式速度测量表的传感器(1)为一种永磁爪式发电机，在转速表电子线路板(7)上，设置有传感器电源处理电路和转速表电路。
2.根据权利要求1所述的一种不须外接电源的新型数字式速度测量表，其特征是所述的电源处理电路由由桥式整流电路2CP1-4、二极管2CP5、三极管BG1、BG2、稳压管Dw和斯密脱整形电路4093及电阻Rw、Rb、Rc，电容C所构成。桥式整流电路的1、3端与传感器(永磁式爪式发机F)相连接，桥式整流电路的2端接“0”，成为电源处理电路及整个仪表直流电源的公共“0”线，在电源处理电路中，三极管BG2的发射极、稳压管Dw的正极、电容C的负极均接于其上：桥式整流端点4经A点后分为两路，一路经电阻Rb与BG2的基极相连，另一路经2CP5隔离在B点与电容C的正极相连接，于B点获得一个直流电压VB，B点同时与BG1的集电极及电阻Rw相接，Rw的另一脚与Dw的负极、BG1的基极相接：将输出稳定电压Vcc，电阻Rc与BG2集电极在D点相连。
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| CN106501545A (zh) * | 2016-09-25 | 2017-03-15 | 郑州航空工业管理学院 | 一种航空发动机高精度转速传感器 |
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