專利名稱：汽車燃油箱數字計量器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種汽車燃油箱數字計量器。
目前，大多數汽車上裝有的燃油表都是刻度式的，由于構造簡單、刻度稀疏、不能精確的看出油箱內燃油的公升數，因此，這就給不法的加油站可乘之機，有意短斤少兩坑害司機，特別是隨著燃油價格的多次上漲，加油短斤少兩的現象引起了社會的廣泛關注，汽車司機們迫切需要一種計量準確、顯示直觀、性能穩定的燃油計量器。
本實用新型的目的是要提供一種汽車燃油箱數字計量器，它能精確計量、直觀顯示出汽車燃油箱的燃油量。
本實用新型的技術解決方案是這樣實現的一種汽車燃油箱數字計量器，其特征在于它是由液位傳感器、輸入電路、模擬數字轉換電路及液晶顯示器、功能選擇開關和穩壓電源組成；液位傳感器沿油箱高度安裝在燃油箱內，是由帶觸點的液位浮子和電子油位尺組成的；液位傳感器與輸入電路連接，經過一功能選擇開關與模擬數字轉換電路及液晶顯示器連接，輸入電路將液位傳感器上檢測到的液位電壓信號經模擬數字轉換電路轉換成數字信號送到液晶顯示器中顯示，穩壓電源將汽車蓄電池電壓穩壓后供儀器使用。
本實用新型技術解決方案中所述的液位傳感器，是利用電子油位尺上電阻帶的長度等于燃油箱的高度，取得液位高度信號，利用電阻帶的不等寬度，比例的等于燃油箱的不相等寬度(油箱元角減少的寬度)，這樣電阻帶就能精確的得到反映整個油箱不同高度的存油截面積的電位信號，電阻帶是在厚1毫米、寬15-20毫米，長400毫米的絕緣板上，用0.15毫米電阻絲，每厘米均勻撓20匝共計800匝，它于輸入電路R4串連后，電阻帶的端電壓應為4伏(設計規定值)這個電壓在800匝的電阻帶上就能形成800個等級電壓，供液位浮子采用。
電子油位尺可以是在Ⅱ型截面的絕緣棒上，將銅片和線撓電阻帶分別粘貼在棒芯的兩個相對凹進去的平面上，液位浮子中間開有長方孔活動的套在電子油位尺上，浮子內孔對應兩側安裝有兩個電觸點，分別與電子油位尺上的銅片和電阻帶相接觸，電子油位尺的上端設置有螺栓，可與油箱上的螺孔連接。
本實用新型技術解決方案中所述的液位傳感器的電子油位尺還可以是在截面為外圓內方的絕緣棒上，將銅片和線撓電阻帶分別粘接在絕緣棒的內孔兩相對平面上，另兩平面上鉆有數孔，液位浮子放在電子油位尺的方孔內，浮子外形是圓的，中間開有小方孔，浮子外圓上固定有一細銅圈，并在180°方向突出兩個突耳，構成兩個電觸點。
將電子油位尺與液位浮子放在一根不銹鋼長管內，就成了整體式液位傳感器，長管上端焊接著與燃油箱固定的法蘭，管內中心垂直安放著一根細方軸，方軸的底端鉆有小孔，套在長管底部的頂針座上，液位浮子套在細方軸上，在長管的法蘭上端鋼管里，還安裝有一個“擺動電機”，它是由定子磁極、轉子、電磁線圈組成，它為浮子提供45°的轉動扭力，使浮子觸點接通或斷開電路，長管在油箱內的管壁上均勻布有小孔，以使管內外液位平衡，長管上端設置有端蓋，以防雨水進入。
輸入電路由電阻R4、R5、可調電阻W1、及電阻R6、V-串聯而成，其中電阻R4的一端與穩壓電源正極連接，另一端經過插座與液位傳感器的上端連接，為液位傳感器提供一個4伏的電壓，液位浮子上的觸點與電子油位尺上的銅片及線撓電阻帶相接觸而產生的液位電壓信號又經插座與電阻R5→可調電阻W5→電阻R6→V-串聯，以在可調電阻W1上得到1/20的電壓信號，這個電壓信號經功能選擇開關K2A2→電阻R15→到IN+送到模擬數字轉換電路中，經數模轉換后在顯示器上顯示出油箱內油量公升數。
液位傳感器垂直吊裝在燃油箱的中部，在電阻帶的全長度上，從下向上存在著0-4伏的遞增電壓；液位浮子始終浮在油面上，電觸點與油面平齊，電觸點與電阻帶和銅片連通，送出該高度的液位電壓信號，經WA2→插座A2→R5→W1→R6→V-完成，從W1調節背上得到的油量模擬信號經K2A2進入A/D轉換器IN+，進行模擬數字轉換，輸出數字筆劃信號，在顯示器上顯示出油量數字。
以同樣方式也可得到其它油箱燃油量數字。
本實用新型技術解決方案中所述的液晶顯示器還可顯示汽車蓄電池充電電壓數字，將24伏蓄電池電壓經插座D1→R2→R3→V-分壓后在電阻R2與R3之間得到一個1/1000的充電電壓，再經功能選擇開關K2A1→電阻R15→IN+進行數模轉換后，顯示出汽車蓄電池充電電壓數字。
本實用新型技術解決方案中所述的液晶顯示器還可顯示汽車發動機水溫數字，采用LM35型集成溫度傳感器，水溫信號經插座C2→電阻R10→R11→V-分壓后，從電阻R10→功能選擇開關K2A4→電阻15→IN+進行數模轉換，顯示水溫溫度數字。
本實用新型技術解決方案中還設置有燃油箱積水提醒器，在燃油箱內液位傳感器的下端安置有一個小銅片，銅片通過插座與電阻R19→V+串聯，銅片通常為高電位，當燃油箱內積水接觸到銅片時，IC3b輸入端跳變為低電位，積水提醒器報警。
本實用新型由于采用了模擬數字轉換電路和液晶顯示器，又采用了分辯率極高的液位傳感器，因此，燃油箱內的燃油量可隨時反映在司機的眼前，無論是給油箱加油或是在行車途中都能使司機心中有數。
以下結合附圖詳細說明本實用新型實施例
圖1為本實用新型原理方框圖；圖2為本實用新型液位傳感器之一結構主視圖；圖3為本實用新型液位傳感器之一結構俯視圖；圖4為本實用新型液位傳感器之二結構主視圖；圖5為本實用新型液位傳感器之二A-A剖視圖；圖6為本實用新型液位傳感器之二B-B剖視圖；圖7為本實用新型電路原理圖；圖8為本實用新型液位傳感器之二中的擺動電機電路圖。
圖1中液位傳感器1經過插座6A與輸入電路2連接，輸入電路2又經過功能選擇開關9與模擬數字轉換電路3及液晶顯示器4串聯，穩壓電源5與輸入電路2，模擬數字轉換電路3連接，將汽車蓄電池電壓穩壓后提供給儀器使用，整個儀器采用單電源供電，電源負極(搭鐵)共用。
水溫插座7及其它油箱插座6B同樣接入輸入電路2中，積水提醒器8另外設置。
圖2、圖3中液位傳感器沿油箱高度設置，電子油位尺10上的螺栓16與油箱上的螺孔連接，液位浮子11中間開長方孔活動的套在電子油位尺10上，浮子11應上下活動自由，觸點12與電子油位尺10上的電阻帶13、銅片14接觸良好，電阻帶13是記錄油量的關鍵元件，它是在長40厘米、寬1.5-20厘米、厚1毫米的絕緣帶上，用0.15毫米的電阻絲撓制而成的，將20×400毫米電阻帶13,20×400毫米的銅片粘接到Ⅱ型截面的絕緣棒15上兩個相對凹進去的平面上，在4伏端電壓的情況下，電子油位尺10可產生800個等級電壓，油位浮子始終漂浮在油面上，油位的上下變化隨時通過浮子上的觸點12與電子油位尺10上的電阻帶13及銅片14相接觸，根據油位的高低而產生不同的電壓信號反映出來，它的分辨率可達到0.25升。
圖4、圖5、圖6中電子油位尺23安裝在一根不銹鋼長管21內，電子油位尺23的截面為外圓內方，在內方孔的兩相對平面上分別粘接有20×400毫米的電阻帶24和20×400毫米的銅片25，在另兩平面上均勻布有小孔，液位浮子29放在電子油位尺23的方孔內，浮子外形是圓的，中心有一小方孔，外圓上固定有一細銅圈，并在180°方向突出兩個突耳，構成兩個電觸點30。長管21中心位置垂直安放著一根細方軸27，方軸27的底部鉆有小孔，套在長管21內底部的頂針座28上，液位浮子29的中心小方孔正好套在細方軸27上，浮子應上下自如，在長管21的上端還裝有一圓形定子磁環31和電磁線圈32，線圈32上的轉子套裝在細方軸27的最上端，并用螺絲固定，在長管21的外圓上端焊接著與燃油箱對接的法蘭22，長管在油箱內的管壁上均勻布有小孔，以使油箱里的油能進入到長管內，使管里管外油面相等，長管上端設置有端蓋34，在電子油位尺23的下端還設置有一小銅片26，作為積水提醒器8的傳感器。
油位浮子因位置所限，設計體積較小，它的浮力也小，所以裝在浮子上的電觸點30平時不能與電阻帶24和銅片25接觸，它必須處在自由狀態，才能使浮子隨油浮動，只有當需要檢測油量時，才接通電路，電磁線圈32通電，轉子32被磁化，上端為S極，下端為N極，根據同性相吸的原理，轉子被N極吸引，擺動45°，這時方軸帶動浮子也轉動45°，浮子上的電觸點30接通(24)-(25)輸出油位信號。
當測試結束后，電磁線圈斷電，轉子失磁，在回位彈簧的作用力下，使其回位，停留在N、S極之間，并被吸引，浮子也被方軸帶動回位，觸點30懸空。
圖7為本實用新型電路原理圖，液晶顯示器與模擬數字轉換器采用的是常用的數字電壓表電路，輸入電路由電阻R4、R5、可調電阻W1及電阻R6、V-串聯而成，其中電阻R4的一端與穩壓電源正極連接，另一端經過插座A1與液位傳感器WA的上端連接，下端WA3→W2→V-為液位傳感器WA提供一個4伏的端電壓，液位浮子檢測到的油位電壓信號WA2又經插座A2與電阻R5→可調電阻W1→電阻R6→V-串聯，以在可調電阻W1上得到1/20的電壓信號，這個電壓信號經功能選擇開關K2A2→電阻R15→IN+送到模擬數字轉換電路IC2中，經數模轉換后在顯示器上顯示出油箱內油量的公升數。W2的設置是為低端油量定位調整之用。
同樣方式也可得到B油箱內油量數字。
整個儀器采用單電源供電，電源負極V-(搭鐵)共用，由穩壓電源輸出的9伏直流電壓V+經R13→W5→R12→組成的分壓器在w5調節背上可得到100wv的電壓，經R17進入IC2、VREF+作為儀器的基準電壓，使顯示器成為200MV的數字電壓表，在R15→IN+上輸入1mv電壓信號，既可顯示1.0數字，最大顯示數字為199.9。
24伏蓄電池電壓經串聯電路D1→R2→R3→V-分壓后在電阻R2與R3之間得到一個1/1000的電壓，再經功能選擇開關K2A1→電阻R15→IN+進行數模轉換。后在顯示器上顯示出汽車蓄電池充電電壓數字。
汽車發動機水溫測量采用LM35型集成溫度傳感器，水溫信號IC42經插座C2→電阻R10→R11→V-分壓后，從電阻R10→功能選擇開關K2A4→電阻R15→IN+進行數模轉換，顯示器顯示出水溫數字。
在燃油箱內液位傳感器的下端還設置有一個小銅片26，它為燃油箱積水提桓器IG3的傳感器，銅片通過插座B4與電阻R19→V+串聯，通常為高電位，當燃油箱內積水接觸到銅片時，輸入端跳變為低電壓，積水提醒器IC3起振，發出蜂鳴聲。
圖8為本實用新型液位傳感器之2中的擺動電機電路圖，為了不使顯示器穩壓電壓波動，擺動電機采用單獨供電線路，24伏正極經D插座1→串聯降壓電阻→F保險器→K2C功能選擇鍵→AL或DL電磁線圈→V-給擺動電機通電，另有LED發光二極管，為AL或BL工作指示燈。
權利要求1.一種汽車燃油箱數字計量器，其特征在于它是由液位傳感器(1)、輸入電路(2)、模擬數字轉換電路(3)及液晶顯示器(4)、功能選擇開關(9)和穩壓電源(5)組成；液位傳感器(1)沿油箱高度方向安裝在燃油箱內，是由帶觸點的液位浮子和電子油位尺組成的；液位傳感器(1)與輸入電路(2)連接，并經過功能選擇開關(9)與模擬數字轉換電路(3)及液晶顯示器(4)串聯，輸入電路(2)將液位傳感器(1)上檢測到的液位電壓信號經模擬數字轉換電路(3)轉換成數字送到液晶顯示器(4)中顯示。
2.根據權利要求1所述的汽車燃油箱數字計量器，其特征在于液位傳感器(1)的電子油位尺(10)可以是在Ⅱ型截面的絕緣棒上兩個相對凹進去平面上分別安裝著銅片(14)和線撓電阻帶(13)，液位浮子(11)中間開有長方孔活動的套在電子油位尺(10)上，浮子內孔對應兩側安裝有兩個電觸點(12)，分別與電子油位尺(10)上的銅片(14)和電阻帶(13)相接觸；電子油位尺(10)的上端設置有螺栓(16)，可與油箱上的螺孔連接。
3.根據權利要求1所述的汽車燃油箱數字計量器，其特征在于液位傳感器(1)的電子油位尺(23)還可以是在截面為外圓內方的絕緣棒的內孔兩相對平面上、分別裝上銅片(25)和電阻帶(24)，另兩平面上鉆有數孔，液位浮子(29)放在電子油位尺(23)方孔內，浮子(29)外形是圓的，中間開有小方孔，外圓上固定有一細銅圈(30)、并在180°方向突出兩個突耳，構成兩個電觸點。
4.根據權利要求3所述的汽車燃油箱數字計量器，其特征在于電子油位尺(23)放在一個不銹鋼長管(21)內，長管(21)上端焊接著與燃油箱固定的法蘭(22)，在長管(21)中心位置垂直安放著一根細方軸(27)，方軸(27)的底端鉆有小孔，套在長管(21)底部的頂針座(28)上，液位浮子(29)套在細方軸(27)上，在長管(21)的法蘭上端鋼管里，安裝有一定子磁環(31)和電磁線圈及轉子(32)，并用螺絲固定在長管上，長管(21)在油箱內的管壁上均勻布有小孔，以使油箱里的燃油能進長管內，長管(21)上端設置有端蓋(34)。
5.根據權利要求1所述的汽車燃油箱數字計量器，其特征在于輸入電路是由電阻R4、R5、可調電阻W1及電阻R6、V-串聯而成，其中電阻R4的一端與穩壓電源(5)正極連接，另一端經過插座A1與液位傳感器(1)的上端WA1連接，為液位傳感器(1)提供一個規定的4伏直流電壓，液位信號WA2又經插座A2與電阻R5→可調電阻W1→電阻R6→V-串聯，以在可調電阻W1上得到1/20的電壓，這個0-200mv的電壓經功能選擇開關(9)K2A2、電阻R15到IN+送到模擬數字轉換電路(3)中，經數模轉換后在顯示器上顯示出0-200公升的數字。
6.根據權利要求1所述的汽車燃油箱數字計量器，其特征在于液晶顯示器(4)還可顯示汽車蓄電池充電電壓數字，它是將24伏蓄電池電壓經串聯電路D1→R2→R3→V-分壓后在R2→R3之間得到一個1/1000的電壓，再經功能選擇開關(9)K2A1→電阻R15→IN+進行轉換后顯示出汽車蓄電池電壓數字。
7.根據權利要求1所述的汽車燃油箱數字計量器，其特征在于液晶顯示器(4)還可顯示汽車發動機水溫數字，它是采用LM35型集成溫度傳感器，水溫信號IC4-2經插座C2→R10→R11→V-分壓后，從R10→K2A4→R15→IN+進行數模轉換，顯示水溫數字。
8.根據權利要求1所述的汽車燃油箱數字計量器，其特征在于液位傳感器(1)的下端設置有一個小銅片(26)，它為燃油箱積水提醒器(8)的傳感器，銅片與插座A4→R19→V+串聯；通常為高電位，當燃油箱內積水接觸到銅片時，輸入端跳變為低電壓，積水提醒器(8)發出峰鳴聲。
專利摘要一種汽車燃油箱數字計量器,主要由液位傳感器,模擬數字轉換器,液晶顯示器及功能選擇開關等組成,其特征在于它將汽車燃油箱內的油量用數字精確直觀的反應在司機的眼前,而且還可分別顯示汽車蓄電池充電電壓數字,發動機水溫數字并設有燃油箱積水報警,安裝方便,造價低,無論是給油箱加油或是在行車途中都能使司機心中有數,此技術專為汽車司機與加油站公平交易而設計的。
文檔編號B60K15/03GK2456947SQ0026619
公開日2001年10月31日 申請日期2000年12月29日 優先權日2000年12月29日
發明者張云清 申請人:張云清