专利名称：汽车燃油箱数字计量器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种汽车燃油箱数字计量器。
目前，大多数汽车上装有的燃油表都是刻度式的，由于构造简单、刻度稀疏、不能精确的看出油箱内燃油的公升数，因此，这就给不法的加油站可乘之机，有意短斤少两坑害司机，特别是随着燃油价格的多次上涨，加油短斤少两的现象引起了社会的广泛关注，汽车司机们迫切需要一种计量准确、显示直观、性能稳定的燃油计量器。
本实用新型的目的是要提供一种汽车燃油箱数字计量器，它能精确计量、直观显示出汽车燃油箱的燃油量。
本实用新型的技术解决方案是这样实现的一种汽车燃油箱数字计量器，其特征在于它是由液位传感器、输入电路、模拟数字转换电路及液晶显示器、功能选择开关和稳压电源组成；液位传感器沿油箱高度安装在燃油箱内，是由带触点的液位浮子和电子油位尺组成的；液位传感器与输入电路连接，经过一功能选择开关与模拟数字转换电路及液晶显示器连接，输入电路将液位传感器上检测到的液位电压信号经模拟数字转换电路转换成数字信号送到液晶显示器中显示，稳压电源将汽车蓄电池电压稳压后供仪器使用。
本实用新型技术解决方案中所述的液位传感器，是利用电子油位尺上电阻带的长度等于燃油箱的高度，取得液位高度信号，利用电阻带的不等宽度，比例的等于燃油箱的不相等宽度(油箱元角减少的宽度)，这样电阻带就能精确的得到反映整个油箱不同高度的存油截面积的电位信号，电阻带是在厚1毫米、宽15-20毫米，长400毫米的绝缘板上，用0.15毫米电阻丝，每厘米均匀挠20匝共计800匝，它于输入电路R4串连后，电阻带的端电压应为4伏(设计规定值)这个电压在800匝的电阻带上就能形成800个等级电压，供液位浮子采用。
电子油位尺可以是在Ⅱ型截面的绝缘棒上，将铜片和线挠电阻带分别粘贴在棒芯的两个相对凹进去的平面上，液位浮子中间开有长方孔活动的套在电子油位尺上，浮子内孔对应两侧安装有两个电触点，分别与电子油位尺上的铜片和电阻带相接触，电子油位尺的上端设置有螺栓，可与油箱上的螺孔连接。
本实用新型技术解决方案中所述的液位传感器的电子油位尺还可以是在截面为外圆内方的绝缘棒上，将铜片和线挠电阻带分别粘接在绝缘棒的内孔两相对平面上，另两平面上钻有数孔，液位浮子放在电子油位尺的方孔内，浮子外形是圆的，中间开有小方孔，浮子外圆上固定有一细铜圈，并在180°方向突出两个突耳，构成两个电触点。
将电子油位尺与液位浮子放在一根不锈钢长管内，就成了整体式液位传感器，长管上端焊接着与燃油箱固定的法兰，管内中心垂直安放着一根细方轴，方轴的底端钻有小孔，套在长管底部的顶针座上，液位浮子套在细方轴上，在长管的法兰上端钢管里，还安装有一个“摆动电机”，它是由定子磁极、转子、电磁线圈组成，它为浮子提供45°的转动扭力，使浮子触点接通或断开电路，长管在油箱内的管壁上均匀布有小孔，以使管内外液位平衡，长管上端设置有端盖，以防雨水进入。
输入电路由电阻R4、R5、可调电阻W1、及电阻R6、V-串联而成，其中电阻R4的一端与稳压电源正极连接，另一端经过插座与液位传感器的上端连接，为液位传感器提供一个4伏的电压，液位浮子上的触点与电子油位尺上的铜片及线挠电阻带相接触而产生的液位电压信号又经插座与电阻R5→可调电阻W5→电阻R6→V-串联，以在可调电阻W1上得到1/20的电压信号，这个电压信号经功能选择开关K2A2→电阻R15→到IN+送到模拟数字转换电路中，经数模转换后在显示器上显示出油箱内油量公升数。
液位传感器垂直吊装在燃油箱的中部，在电阻带的全长度上，从下向上存在着0-4伏的递增电压；液位浮子始终浮在油面上，电触点与油面平齐，电触点与电阻带和铜片连通，送出该高度的液位电压信号，经WA2→插座A2→R5→W1→R6→V-完成，从W1调节背上得到的油量模拟信号经K2A2进入A/D转换器IN+，进行模拟数字转换，输出数字笔划信号，在显示器上显示出油量数字。
以同样方式也可得到其它油箱燃油量数字。
本实用新型技术解决方案中所述的液晶显示器还可显示汽车蓄电池充电电压数字，将24伏蓄电池电压经插座D1→R2→R3→V-分压后在电阻R2与R3之间得到一个1/1000的充电电压，再经功能选择开关K2A1→电阻R15→IN+进行数模转换后，显示出汽车蓄电池充电电压数字。
本实用新型技术解决方案中所述的液晶显示器还可显示汽车发动机水温数字，采用LM35型集成温度传感器，水温信号经插座C2→电阻R10→R11→V-分压后，从电阻R10→功能选择开关K2A4→电阻15→IN+进行数模转换，显示水温温度数字。
本实用新型技术解决方案中还设置有燃油箱积水提醒器，在燃油箱内液位传感器的下端安置有一个小铜片，铜片通过插座与电阻R19→V+串联，铜片通常为高电位，当燃油箱内积水接触到铜片时，IC3b输入端跳变为低电位，积水提醒器报警。
本实用新型由于采用了模拟数字转换电路和液晶显示器，又采用了分辩率极高的液位传感器，因此，燃油箱内的燃油量可随时反映在司机的眼前，无论是给油箱加油或是在行车途中都能使司机心中有数。
以下结合附图详细说明本实用新型实施例
图1为本实用新型原理方框图；图2为本实用新型液位传感器之一结构主视图；图3为本实用新型液位传感器之一结构俯视图；图4为本实用新型液位传感器之二结构主视图；图5为本实用新型液位传感器之二A-A剖视图；图6为本实用新型液位传感器之二B-B剖视图；图7为本实用新型电路原理图；图8为本实用新型液位传感器之二中的摆动电机电路图。
图1中液位传感器1经过插座6A与输入电路2连接，输入电路2又经过功能选择开关9与模拟数字转换电路3及液晶显示器4串联，稳压电源5与输入电路2，模拟数字转换电路3连接，将汽车蓄电池电压稳压后提供给仪器使用，整个仪器采用单电源供电，电源负极(搭铁)共用。
水温插座7及其它油箱插座6B同样接入输入电路2中，积水提醒器8另外设置。
图2、图3中液位传感器沿油箱高度设置，电子油位尺10上的螺栓16与油箱上的螺孔连接，液位浮子11中间开长方孔活动的套在电子油位尺10上，浮子11应上下活动自由，触点12与电子油位尺10上的电阻带13、铜片14接触良好，电阻带13是记录油量的关键元件，它是在长40厘米、宽1.5-20厘米、厚1毫米的绝缘带上，用0.15毫米的电阻丝挠制而成的，将20×400毫米电阻带13,20×400毫米的铜片粘接到Ⅱ型截面的绝缘棒15上两个相对凹进去的平面上，在4伏端电压的情况下，电子油位尺10可产生800个等级电压，油位浮子始终漂浮在油面上，油位的上下变化随时通过浮子上的触点12与电子油位尺10上的电阻带13及铜片14相接触，根据油位的高低而产生不同的电压信号反映出来，它的分辨率可达到0.25升。
图4、图5、图6中电子油位尺23安装在一根不锈钢长管21内，电子油位尺23的截面为外圆内方，在内方孔的两相对平面上分别粘接有20×400毫米的电阻带24和20×400毫米的铜片25，在另两平面上均匀布有小孔，液位浮子29放在电子油位尺23的方孔内，浮子外形是圆的，中心有一小方孔，外圆上固定有一细铜圈，并在180°方向突出两个突耳，构成两个电触点30。长管21中心位置垂直安放着一根细方轴27，方轴27的底部钻有小孔，套在长管21内底部的顶针座28上，液位浮子29的中心小方孔正好套在细方轴27上，浮子应上下自如，在长管21的上端还装有一圆形定子磁环31和电磁线圈32，线圈32上的转子套装在细方轴27的最上端，并用螺丝固定，在长管21的外圆上端焊接着与燃油箱对接的法兰22，长管在油箱内的管壁上均匀布有小孔，以使油箱里的油能进入到长管内，使管里管外油面相等，长管上端设置有端盖34，在电子油位尺23的下端还设置有一小铜片26，作为积水提醒器8的传感器。
油位浮子因位置所限，设计体积较小，它的浮力也小，所以装在浮子上的电触点30平时不能与电阻带24和铜片25接触，它必须处在自由状态，才能使浮子随油浮动，只有当需要检测油量时，才接通电路，电磁线圈32通电，转子32被磁化，上端为S极，下端为N极，根据同性相吸的原理，转子被N极吸引，摆动45°，这时方轴带动浮子也转动45°，浮子上的电触点30接通(24)-(25)输出油位信号。
当测试结束后，电磁线圈断电，转子失磁，在回位弹簧的作用力下，使其回位，停留在N、S极之间，并被吸引，浮子也被方轴带动回位，触点30悬空。
图7为本实用新型电路原理图，液晶显示器与模拟数字转换器采用的是常用的数字电压表电路，输入电路由电阻R4、R5、可调电阻W1及电阻R6、V-串联而成，其中电阻R4的一端与稳压电源正极连接，另一端经过插座A1与液位传感器WA的上端连接，下端WA3→W2→V-为液位传感器WA提供一个4伏的端电压，液位浮子检测到的油位电压信号WA2又经插座A2与电阻R5→可调电阻W1→电阻R6→V-串联，以在可调电阻W1上得到1/20的电压信号，这个电压信号经功能选择开关K2A2→电阻R15→IN+送到模拟数字转换电路IC2中，经数模转换后在显示器上显示出油箱内油量的公升数。W2的设置是为低端油量定位调整之用。
同样方式也可得到B油箱内油量数字。
整个仪器采用单电源供电，电源负极V-(搭铁)共用，由稳压电源输出的9伏直流电压V+经R13→W5→R12→组成的分压器在w5调节背上可得到100wv的电压，经R17进入IC2、VREF+作为仪器的基准电压，使显示器成为200MV的数字电压表，在R15→IN+上输入1mv电压信号，既可显示1.0数字，最大显示数字为199.9。
24伏蓄电池电压经串联电路D1→R2→R3→V-分压后在电阻R2与R3之间得到一个1/1000的电压，再经功能选择开关K2A1→电阻R15→IN+进行数模转换。后在显示器上显示出汽车蓄电池充电电压数字。
汽车发动机水温测量采用LM35型集成温度传感器，水温信号IC42经插座C2→电阻R10→R11→V-分压后，从电阻R10→功能选择开关K2A4→电阻R15→IN+进行数模转换，显示器显示出水温数字。
在燃油箱内液位传感器的下端还设置有一个小铜片26，它为燃油箱积水提桓器IG3的传感器，铜片通过插座B4与电阻R19→V+串联，通常为高电位，当燃油箱内积水接触到铜片时，输入端跳变为低电压，积水提醒器IC3起振，发出蜂鸣声。
图8为本实用新型液位传感器之2中的摆动电机电路图，为了不使显示器稳压电压波动，摆动电机采用单独供电线路，24伏正极经D插座1→串联降压电阻→F保险器→K2C功能选择键→AL或DL电磁线圈→V-给摆动电机通电，另有LED发光二极管，为AL或BL工作指示灯。
权利要求1.一种汽车燃油箱数字计量器，其特征在于它是由液位传感器(1)、输入电路(2)、模拟数字转换电路(3)及液晶显示器(4)、功能选择开关(9)和稳压电源(5)组成；液位传感器(1)沿油箱高度方向安装在燃油箱内，是由带触点的液位浮子和电子油位尺组成的；液位传感器(1)与输入电路(2)连接，并经过功能选择开关(9)与模拟数字转换电路(3)及液晶显示器(4)串联，输入电路(2)将液位传感器(1)上检测到的液位电压信号经模拟数字转换电路(3)转换成数字送到液晶显示器(4)中显示。
2.根据权利要求1所述的汽车燃油箱数字计量器，其特征在于液位传感器(1)的电子油位尺(10)可以是在Ⅱ型截面的绝缘棒上两个相对凹进去平面上分别安装着铜片(14)和线挠电阻带(13)，液位浮子(11)中间开有长方孔活动的套在电子油位尺(10)上，浮子内孔对应两侧安装有两个电触点(12)，分别与电子油位尺(10)上的铜片(14)和电阻带(13)相接触；电子油位尺(10)的上端设置有螺栓(16)，可与油箱上的螺孔连接。
3.根据权利要求1所述的汽车燃油箱数字计量器，其特征在于液位传感器(1)的电子油位尺(23)还可以是在截面为外圆内方的绝缘棒的内孔两相对平面上、分别装上铜片(25)和电阻带(24)，另两平面上钻有数孔，液位浮子(29)放在电子油位尺(23)方孔内，浮子(29)外形是圆的，中间开有小方孔，外圆上固定有一细铜圈(30)、并在180°方向突出两个突耳，构成两个电触点。
4.根据权利要求3所述的汽车燃油箱数字计量器，其特征在于电子油位尺(23)放在一个不锈钢长管(21)内，长管(21)上端焊接着与燃油箱固定的法兰(22)，在长管(21)中心位置垂直安放着一根细方轴(27)，方轴(27)的底端钻有小孔，套在长管(21)底部的顶针座(28)上，液位浮子(29)套在细方轴(27)上，在长管(21)的法兰上端钢管里，安装有一定子磁环(31)和电磁线圈及转子(32)，并用螺丝固定在长管上，长管(21)在油箱内的管壁上均匀布有小孔，以使油箱里的燃油能进长管内，长管(21)上端设置有端盖(34)。
5.根据权利要求1所述的汽车燃油箱数字计量器，其特征在于输入电路是由电阻R4、R5、可调电阻W1及电阻R6、V-串联而成，其中电阻R4的一端与稳压电源(5)正极连接，另一端经过插座A1与液位传感器(1)的上端WA1连接，为液位传感器(1)提供一个规定的4伏直流电压，液位信号WA2又经插座A2与电阻R5→可调电阻W1→电阻R6→V-串联，以在可调电阻W1上得到1/20的电压，这个0-200mv的电压经功能选择开关(9)K2A2、电阻R15到IN+送到模拟数字转换电路(3)中，经数模转换后在显示器上显示出0-200公升的数字。
6.根据权利要求1所述的汽车燃油箱数字计量器，其特征在于液晶显示器(4)还可显示汽车蓄电池充电电压数字，它是将24伏蓄电池电压经串联电路D1→R2→R3→V-分压后在R2→R3之间得到一个1/1000的电压，再经功能选择开关(9)K2A1→电阻R15→IN+进行转换后显示出汽车蓄电池电压数字。
7.根据权利要求1所述的汽车燃油箱数字计量器，其特征在于液晶显示器(4)还可显示汽车发动机水温数字，它是采用LM35型集成温度传感器，水温信号IC4-2经插座C2→R10→R11→V-分压后，从R10→K2A4→R15→IN+进行数模转换，显示水温数字。
8.根据权利要求1所述的汽车燃油箱数字计量器，其特征在于液位传感器(1)的下端设置有一个小铜片(26)，它为燃油箱积水提醒器(8)的传感器，铜片与插座A4→R19→V+串联；通常为高电位，当燃油箱内积水接触到铜片时，输入端跳变为低电压，积水提醒器(8)发出峰鸣声。
专利摘要一种汽车燃油箱数字计量器,主要由液位传感器,模拟数字转换器,液晶显示器及功能选择开关等组成,其特征在于它将汽车燃油箱内的油量用数字精确直观的反应在司机的眼前,而且还可分别显示汽车蓄电池充电电压数字,发动机水温数字并设有燃油箱积水报警,安装方便,造价低,无论是给油箱加油或是在行车途中都能使司机心中有数,此技术专为汽车司机与加油站公平交易而设计的。
文档编号B60K15/03GK2456947SQ0026619
公开日2001年10月31日 申请日期2000年12月29日 优先权日2000年12月29日
发明者张云清 申请人:张云清