專利名稱：一種外置式里程傳感器系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于傳感器技術(shù)領(lǐng)域，具體設(shè)計一種汽車的里程表傳感器。
背景技術(shù)：
對于目前各種汽車，普遍存在汽車?yán)锍瘫韨鞲衅鹘Y(jié)構(gòu)復(fù)雜、不便于安裝維修、成本 高和傳感器必須安裝在變速器內(nèi)部等缺點(diǎn)。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡單、多功能、使用方便和可靠性高的外置式 里程傳感器系統(tǒng)。 本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下 —種外置式里程表傳感器系統(tǒng)，可使用在各種不同型號的車輛中。其由壓電式加
速度傳感器和信號處理單元組成，壓電式加速度傳感器安裝在變速器輸出端外殼上，通過
導(dǎo)線通過信號線連接到里程表內(nèi)部的電荷放大器，然后連接到前置抗混濾波器，濾波后的
信號接入信號處理單元，由信號處理單元將采集到變速器的振動信號通過濾波、快速傅立
葉變換分離出周期信號，實(shí)時計算出變速器的輸出轉(zhuǎn)速，從而得到行駛里程。 其中信號處理單元包括AD轉(zhuǎn)換模塊、數(shù)字濾波模塊、快速FFT變換及識別算法模
塊和轉(zhuǎn)速車速識別模塊，該功能主要由單片機(jī)系統(tǒng)完成，其過程為將AD轉(zhuǎn)化得的數(shù)字信號
先進(jìn)行濾波，然后將濾波后的信號再進(jìn)行快速傅立葉變換分離出周期信號，計算出變速器
的輸出轉(zhuǎn)速，最后輸出到里程表的顯示單元進(jìn)行顯示。 本實(shí)用新型首次提出將里程表傳感器外置于變速器殼體，并采用加速度傳感器測 量變速器的振動，通過信號處理得到變速器輸出轉(zhuǎn)速信號，結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便，維修成本 低，便于標(biāo)定計量，是具有較高的動態(tài)特性的外置式汽車?yán)锍瘫韨鞲衅鳌Ｔ搨鞲衅鞑捎瞄g接 測量的方法，和相應(yīng)的信號處理單元來適應(yīng)不同車型。該傳感器主要用于汽車行駛里程計 數(shù)和車輪轉(zhuǎn)速測量。

圖1是本實(shí)用新型的安裝結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是本外置式里程傳感器系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖； 圖3是信號處理單元的內(nèi)部模塊框圖； 圖4是從傳感器來的轉(zhuǎn)速信號時域波形，其中A是傳感器輸出的時域信號，B是轉(zhuǎn) 速1階，C是轉(zhuǎn)速2階，D是轉(zhuǎn)速3階 圖5A和圖5B是功譜圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖進(jìn)一步說明本實(shí)用新型。[0014] 參見圖1和圖2，本傳感器由壓電式加速度傳感器1和信號處理單元2組成，將加
速度傳感器1通過螺栓直接與變速器輸出端的外殼3連接，通過信號線連接到里程表內(nèi)部
的電荷放大器，然后連接到前置抗混濾波器，濾波后的信號由信號處理單元2運(yùn)算處理，利
用測量變速器的振動信號來計算出變速器輸出轉(zhuǎn)速，最終得到汽車行駛里程。 圖3中的信號處理單元AD轉(zhuǎn)換模塊、數(shù)字濾波模塊、快速FFT變換及識別算法模
塊和轉(zhuǎn)速車速識別模塊，由一單片機(jī)系統(tǒng)完成；所述AD轉(zhuǎn)換模塊接收來自前置抗混濾波器
的信號，進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，信號再接入數(shù)字濾波模塊，濾波后的信號再接入快速FFT變換及識
別算法模塊和轉(zhuǎn)速車速識別模塊，進(jìn)行快速傅立葉變換分離出周期信號，計算出變速器的
輸出轉(zhuǎn)速，最后輸出到里程表的顯示單元進(jìn)行顯示。 安裝在變速器外殼上的加速度傳感器檢測變速器的振動，把這個振動信號輸入到 里程表中去，進(jìn)行濾波和快速傅立葉變換處理，把有周期性的復(fù)雜信號分離出基本(1階) 頻率和整倍數(shù)的高階頻率，參見圖4，再計算出變速器轉(zhuǎn)速和里程。 所謂快速傅立葉變換(FFT)處理，是將具有某種周期性的復(fù)雜波形，分離為基本
(轉(zhuǎn)速1階)頻率及其整數(shù)倍的高階頻率，如轉(zhuǎn)速2階、轉(zhuǎn)速3階(參見圖4)。 利用里程表內(nèi)部的信號處理單元，可以將圖4那樣由加速度傳感器檢測到的復(fù)雜
的微小的信號，通過FFT處理，獲得如圖5A和圖5B的功率譜數(shù)據(jù)，由其1階及高頻轉(zhuǎn)速成
分，可求得轉(zhuǎn)速和行駛里程。
權(quán)利要求外置式里程表傳感器系統(tǒng)，其包括壓電式加速度傳感器(1)和信號處理單元(2)，其特征在于所述壓電式加速度傳感器(1)直接固定在變速器輸出端外殼上，通過信號線連接到里程表內(nèi)部的電荷放大器，然后連接到前置抗混濾波器，濾波后的信號接入信號處理單元(2)；所述信號處理單元(2)將采集到變速器的振動信號通過濾波、快速傅立葉變換分離出周期信號，計算出變速器的輸出轉(zhuǎn)速。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的外置式里程表傳感器，其特征在于所述信號處理單元(2)包括AD轉(zhuǎn)換模塊、數(shù)字濾波模塊、快速FFT變換及識別算法模塊和轉(zhuǎn)速車速識別模塊，由一 單片機(jī)系統(tǒng)完成；所述AD轉(zhuǎn)換模塊接收來自前置抗混濾波器的信號，進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，信號 再接入數(shù)字濾波模塊，濾波后的信號再接入快速FFT變換及識別算法模塊和轉(zhuǎn)速車速識別 模塊，進(jìn)行快速傅立葉變換分離出周期信號，計算出變速器的輸出轉(zhuǎn)速，最后輸出到里程表 的顯示單元進(jìn)行顯示。
專利摘要本實(shí)用新型提出一種外置式里程表傳感器系統(tǒng)，可使用在各種不同型號的車輛中。其由壓電式加速度傳感器和信號處理單元組成，壓電式加速度傳感器安裝在變速器輸出端外殼上，通過導(dǎo)線通過信號線連接到里程表內(nèi)部的電荷放大器，然后連接到前置抗混濾波器，濾波后的信號接入信號處理單元，由信號處理單元將采集到變速器的振動信號通過濾波、快速傅立葉變換分離出周期信號，實(shí)時計算出變速器的輸出轉(zhuǎn)速，從而得到行駛里程。本實(shí)用新型首次提出將里程表傳感器外置于變速器殼體，并采用加速度傳感器測量變速器的振動，通過信號處理得到變速器輸出轉(zhuǎn)速信號，結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便，維修成本低，便于標(biāo)定計量，是具有較高的動態(tài)特性的外置式汽車?yán)锍瘫韨鞲衅鳌?
文檔編號G01C23/00GK201522286SQ200920127960
公開日2010年7月7日 申請日期2009年7月8日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月8日
發(fā)明者施全, 石曉輝, 肖順利, 鄒喜紅 申請人:重慶理工大學(xué)