CN201060207Y - 步进电机式发动机转速小时表 - Google Patents
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Abstract
步进电机式发动机转速小时表，它包括仪表罩(1)、指针(2)、刻度盘(3)、导光片(4)、电路板(5)、夜间照明灯(6)、步进电机(7)、轴(8)、支架(9)、液晶(10)、导电柱(11)、外壳(12)、卡板(13)。它克服了现有转速小时表没有数字转速显示功能，没有发动机飞速保护功能等不足，本实用新型具有测量精度高，生产制造工艺简单，仪表体积小，结构简单等优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种发动机用转速小时表，更具体地说它是一种步进电机式发动机转速小时表。
背景技术
带有附加功能的发动机转速表在发动机测控领域得到越来越多的应用，随着科技的发展，发动机转速表已不仅仅用指针或数字单调的显示转速，而需要指针(直观)及其他附加功能相互配合，如发电机组、工程车辆、汽车拖拉机仪表等应用中，除了需要指针指示发动机的转速外，还需要有发动机的累积工作时间，数字转速显示，和发动机超速保护等功能集于一体，此类高档仪表主要依靠从国外(如德国VDO公司，而且VDO公司仪表并未具备数字转速显示和超速保护功能)进口，价格昂贵，国产仪表多采用动磁线圈，难以达到高精度和长寿命等性能要求。
在多年前，用于汽车和发动机转速测量的电子转速仪表就已开始研究，国产传统发动机转速表，多采用机械式机芯，即时间计数器(记录时间)和动磁线圈配合(指示转速)，这种结构存在很多的缺点，如动磁线圈的非线性和离散性、电源的波动都对测量的准确性造成影响，动磁线圈中还需要流过比较大的电流(造成发热，进一步使指示不准确，精度只能保证在10％以内)等，测量误差比较大，在准确度要求比较高和需要数字显示，超速保护的场合没有办法通过以前设计的测量电路来满足要求。因此，在测量精度要求较高的场合难以满足使用要求。
国内也有用步进电机和液晶显示技术、计算机芯片设计的发动机转速小时表，如广西精祥仪表有限责任公司设计生产的发动机转速小时计，它的主要缺点是：1、没有数字转速显示功能，2、没有发动机飞速保护功能，3、指针走动不连续(指针的连续走动、反应灵敏是该产品的核心技术)；德国VDO公司的产品没有上述1、2两项功能。
国内发动机转速测量技术也有全部采用数字显示的，没有指针显示(因为显示不直观而不能在汽车和发动机测量中使用)。
为了弥补国内发动机转速小时表设计、性能上的不足以及进口产品高昂价格上的不足。我们设计了这种在技术性能上等同德国VDO公司产品，比德国VDO公司产品功能更完善的本实用新型产品，以满足生产实践和市场需要。
发明内容
本实用新型的目的在于克服上述背景技术的不足之处而提供一种步进电机式发动机转速小时表。其指针转速指示、数字转速显示、发动机运行停止字符显示功能并存，同时发动机每圈脉冲数可以预置，增加了发动机转速飞速控制功能(发动机飞速是指发动机油门控制机构不能回位而引起的发动机高速运转而不能停止的状态，可以造成发动机严重损坏，甚至导致人员伤亡)，以上功能同时存在(具有控制功能)的发动机转速小时表在国内外生产的发动机转速小时计中没有先例，属于创新型产品。
本实用新型的目的是通过如下措施来达到的：步进电机式发动机转速小时表，它包括仪表罩1、指针2、刻度盘3、导光片4、电路板5、夜间照明灯6、步进电机7、轴8、支架9、液晶10、导电柱11、外壳12、卡板13，其特征在于所述电路板5包括磁电式转速传感器、转速信号处理电路、稳压电源、单片计算机、步进电机及指针组成的模拟指针转速指示回路、EEPROM电可擦除存储器、液晶驱动芯片、每圈齿数预置清零电路、计算机I/O口经功率放大组成的飞速保护控制电路、夜间背光照明电路组成的整个仪表系统；转速传感器、转速信号处理电路、单片计算机、步进电机及指针组成的指针转速指示回路依次连接，EEPROM电可擦除存储器、液晶驱动芯片和液晶显示、每圈齿数预置清零电路分别连接在单片计算机上，单片计算机的I/O口经功放组成的飞速保护控制电路依次电连接，稳压电源通过输出支路与处理电路与单片计算机连接，步进电机及指针组成的模拟指针转速指示回路、EEPROM电可擦除存储器、液晶驱动芯片电路、每圈齿数预置清零电路、单片计算机的I/O口经功放组成的飞速保护控制电路，以计算机为核心组成测量、指示、显示、控制电路，夜间背光照明电路由系统电源供电。
在上述技术方案中，所述夜间背光照明电路和汽车小灯连动，小灯开关的照明电压经二极管处理后提供给夜间照明电路，对指针和刻度盘、液晶等进行照明。
在上述技术方案中，所述仪表罩1与外壳12通过卡板14固定。本实用新型具有如下优点：1、容许系统电源波动范围大而不影响测量精度。如对于24V汽车电源，容许电压在16V-36V之间长期运行而不影响测量精度。2、仪表功耗低，测量精度高(0.1％)。3、可以处理1-25000HZ的发动机转速脉冲，可以满足所有汽油和柴油发动机转速的测量，且该发动机转速小时表全程精确度很高(0.1％)。4、生产制造工艺简单，仪表体积小，结构简单。
本实用新型同时还具有发动机飞轮每圈齿数可预置功能，累计时间清零功能，发动机运行和停止标志符号显示功能，发动机转速数字显示功能，发动机运行累计时间记忆和显示功能，发动机转速模拟指针指示的功能，发动机飞速保护控制功能。
附图说明
图1为本实用新型步进电机式发动机转速小时表的原理方框图；
图2为本实用新型步进电机式发动机转速小时表的电路图；
图3为本实用新型步进电机式发动机转速小时表的结构图；
图4为本实用新型步进电机式发动机转速小时表的刻度盘图。
具体实施方法
下面结合附图详细说明本实用新型的实施情况：
图中1为仪表罩，2为指针，3为刻度盘，4为导光片，5为电路板，6为夜间照明灯，7为步进电机，8为轴，9为液晶支架，10为液晶，11为导电柱，12为外壳，13为卡板。
从附图可知：本实用新型步进电机发动机转速小时表机械结构中的机芯部分采用分层结构，这样可以缩小仪表的体积，刻度盘位于导光片之上并和导光片通过自攻螺钉连接，电路板位于导光片之下，通过自攻螺钉连接，液晶支架和液晶位于电路板之上(用于显示数字转速和累计工作时间及运行停止标志符)，夜间照明灯位于电路板之上，照在导光片上使光线发散，使刻度盘上光线均匀、柔和。导电连接杆和电路板紧密连接，仪表电源、转速信号、超速保护输出、夜间照明电源都通过导电连接杆接入仪表。
本实用新型步进电机发动机转速小时表电路是由霍尔转速传感器(主要用于车速里程表)或磁电转速传感器和处理电路、夜间照明电路、稳压电源、单片计算机、EEPROM电可擦除存储器组成的累计时间记忆电路、液晶驱动芯片电路和液晶(显示运行、停机标志，数字转速，发动机累计工作时间等)、发动机飞轮每圈脉冲数预置电路、累计时间清零电路、步进电机及指针组成的指针转速指示回路组成。
本实用新型步进电机发动机转速小时表电路考虑到汽车浪涌电压对仪表的元件构成不良影响，加了浪涌吸收管(TVS管D2)，同时设计考虑了整个仪表的电流消耗、电压的波动范围(16V-36V范围为设计目标)，保持5V三端稳压电源输入电压差范围为6.5V-26V，合理选择调压电阻R1、R2的参数，使三端稳压器和电阻元件既发热合理，又能保持5V三端稳压电源输入电压范围在6.5V-26V之间，使电源的输出保持稳定的5V，从而使仪表的工作电压在16V-36V的范围内工作，不影响仪表的准确度，同时符合国家标准中规定的汽车电器系统的电源波动为20V到30V的范围。5V稳压电源电路由C1、D1、R1、C2、TVS管、C3、R2、C4、C5、5V三端稳压器、C7、C8组成。通过调整R1、R2的参数可以使本电源用于12V汽车电器系统。
磁电或霍尔(主要做车速里程表)转速传感器D5、R80、R81、R82、R83、C80，T1组成传感器输入电路，在T1的集电极得到反映发动机转速的方波脉冲信号，通过单片计算机测量计算得到发动机转速。
SW1、SW2、R70、R71组成发动机每圈脉冲数预置电路，通过SW1、SW2的不同组合可以预置四种不同的齿数，多用几组可以得到更多的预置值。
EEPROM芯片用于存储发动机累计工作时间。
SW3、R72组成发动机累计工作时间清零电路。连通时即将发动机累计工作时间清零。
D2、R90、D3、T2组成发动机超速报警控制电路，用于控制一个断油继电器，超速时切除油路。
指针步进电机、R60、R61、R62、R63、C60、C61、C62、C63和单片计算机I/O口线相连，组成指针偏转电路，用于模拟指针指示发动机转速。
和单片计算机相连的液晶驱动芯片PCF8562T芯片、液晶用于显示运行、停止标志符，发动机数字转速及发动机累计工作时间，其具体位置见原理图。
P87LPC764单片计算机作为整个仪表输入、输出接口信号处理的核心。
小灯开关、D4、R50、R51、R52、D50、D51、D52、D53、D54、D55、D56组成仪表背光照明电路。
需要说明的是：对于所属领域的技术人员来说，在不改变本实用新型原理的前提下可以对本实用新型作出若干的改变或变形，如直接做成车速里程表(采用霍尔传感器)、去掉液晶做成转速表、改变刻度盘数字、液晶显示字符位置等，这同样属于本实用新型的保护范围。
Claims (3)
1.步进电机式发动机转速小时表，它包括仪表罩(1)、指针(2)、刻度盘(3)、导光片(4)、电路板(5)、夜间照明灯(6)、步进电机(7)、轴(8)、支架(9)、液晶(10)、导电柱(11)、外壳(12)、卡板(13)，其特征在于所述电路板(5)包括磁电式转速传感器、转速信号处理电路、稳压电源、单片计算机、步进电机及指针组成的模拟指针转速指示回路、EEPROM电可擦除存储器、液晶驱动芯片、每圈齿数预置清零电路、计算机I/O口经功率放大组成的飞速保护控制电路、夜间背光照明电路组成的整个仪表系统；转速传感器、转速信号处理电路、单片计算机、步进电机及指针组成的指针转速指示回路依次连接，EEPROM电可擦除存储器、液晶驱动芯片和液晶显示、每圈齿数预置清零电路分别连接在单片计算机上，单片计算机的I/O口经功放组成的飞速保护控制电路依次电连接，稳压电源通过输出支路与处理电路与单片计算机连接，步进电机及指针组成的模拟指针转速指示回路、EEPROM电可擦除存储器、液晶驱动芯片电路、每圈齿数预置清零电路、单片计算机的I/O口经功放组成的飞速保护控制电路，以计算机为核心组成测量、指示、显示、控制电路，夜间背光照明电路由系统电源供电。
2.根据权利要求1所述的步进电机式发动机转速小时表，其特征在于所述夜间背光照明电路和汽车小灯连动，小灯开关的照明电压经二极管处理后提供给夜间照明电路，对指针和刻度盘、液晶等进行照明。
3.根据权利要求1所述的步进电机式发动机转速小时表，其特征在于所述仪表罩(1)与外壳(12)通过卡板(14)固定。
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