关键词：转速里程表；空气轴表芯；LM1819；驱动器；单片计算机
１ 概述
传统的汽车转速里程表的功能有两个，一是用指针指示汽车行驶的瞬时车速，二是用机械计数器记录汽车行驶的累计里程。现代汽车正向高速化方向发展，随着车速的提高，用软轴驱动的传统车速里程表受到前所未有的挑战，这是因为软轴在高速旋转时，由于受钢丝交变应力极限的限制而容易断裂，同时，软轴布置过长会出现形变过大或运动迟滞等现象，而且，对于不同的车型，转速里程表的安装位置也会受到软轴长度及弯曲度的限制。凡此种种，使得基于非接触式转速传感器的电子式转速里程表得以迅速发展。
２ 里程累计实现原理
车速里程表的速比表示的是：车速里程表转轴（软轴）在汽车行驶一公里时所转过的转数。 基于单片机的车速里程表采用霍尔型非接触式转速传感器。这种车速里程表转轴每转一圈,霍尔传感器将感应发出８个脉冲。现在以速比为１:６２４的车型为例? 汽车行驶一公里? 则霍尔传感器发出的脉冲数共为８×６２４＝４９９２个,或者说,每个脉冲代表了１／４９９２公里的里程。将这些脉冲信号当作外部中断源输入给单片机，使每个脉冲产生一个中断,并通过中断服务程序对每个脉冲进行计数,这样，当计满４９９２时,表明汽车行驶了１公里,然后再给累计单元加一,并存入ＥＥＰＲＯＭ单元,最后通过刷新ＬＣＤ液晶显示器，即可实现里程计数功能。但在编程时要注意，ＭＣＳ－５１系列单片机的外部中断有两种触发方式，即电平触发和边沿触发，本设计选用边沿触发方式，即采用负跳变引起中断。
３ 车速测量及指示原理
车速指示可采用双线圈汽车转速表头，它由空气轴表芯和驱动电路组成，空气轴表芯通常由三部分组成：磁铁、与转轴相连的指针和两个互成九十度的线圈。转轴是表芯唯一的可动部件，磁铁的转角总是趋向于两个线圈的磁场强度矢量的合成方向，磁场强度正比于加在线圈上的电压，因此，通过改变电压的极性和幅度，可在理论上使转轴组件在０～３６０度范围内转动。显然，只要能按一定的规律驱动两个线圈，就可以使指针偏转位置与输入量成线性关系，即满足下列公式：
θ＝ＫＶｉｎ
其中θ为指针偏转角,单位为度; Ｋ为转角常数,单位为度／Ｖ; Ｖｉｎ是输入电压,单位为Ｖ。
每个线圈的磁场强度矢量之和必须跟随偏转角θ。考虑到转轴组件总是指向Ｈｓｉｎｅ和Ｈｃｏｓｉｎｅ这两个正交矢量之和的方向?则其方向可由下式求得?
θ＝ａｒｃｔａｎ Ｈｓｉｎｅ／Ｈｃｏｓｉｎｅ
并由此可以得出：
θ＝ａｒｃｔａｎ ｓｉｎθ／ｃｏｓθ
由上述公式可见?当Ｈｓｉｎｅ按θ的正弦函数变化，而Ｈｃｏｓｉｎｅ按θ的余弦函数变化时?所得到的总磁场强度的方向与θ角的方向相同,由于转轴组件与磁场强度矢量和的方向相同,因此，指针将始终指向θ角的方向。
图１所示是ＬＭ１８１９驱动器的内部组成原理框图，它由电荷泵、整形器、函数发生器等组成?输入的转速信号通过内部的三极管缓冲后，输入到电荷泵即可进行Ｆ／Ｖ频率电压转换，两个输出端按输入量的正弦和余弦函数变化,２脚和１２脚的最小驱动能力为±２０ｍＡ（±４Ｖ）,线圈的公共端接到１脚可为内部函数发生器提供反馈信号, 同时为５．１Ｖ齐纳二极管提供参考电压。在该电路中，Ｋ＝５４°／Ｖ,输入Ｖｉｎ 实际上是４脚和８脚的电位差,８脚既是诺顿放大器的输出， 又是函数发生器的输入，一般４脚的电压是２．１Ｖ,所以有:
θ＝Ｋ（Ｖ８－Ｖｒｅｆ)＝５４（Ｖ８－２.１）
由于Ｖ８是在２．１Ｖ～７．１Ｖ的范围内变化的,故ＬＭ１８１９可以驱动十字表头以使其在０°～２７０°范围内转动。
摘 要 讨论了机电一体化技术对于改变整个机械制造业面貌所起的重要作用，并说明其在钢铁工业中的应用以及发展趋势。