輸入與門(mén)U3的輸出連接到八位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器U2的RST端，并作為整個(gè)主門(mén)電路的輸出。整個(gè)主門(mén)電路實(shí)際上是一個(gè)60進(jìn)制計(jì)數(shù)器，主門(mén)電路每隔60秒發(fā)出一個(gè)高電平信號(hào)，之后又變?yōu)榈碗娖健?br>[0028]本實(shí)用新型的實(shí)施例如下:
[0029]對(duì)于各個(gè)電子元件，低噪聲運(yùn)算放大器U1，可使用AD605，OP-27 OP113，OP213，OP413，TLC271等等型號(hào)的運(yùn)算放大器；反饋電容Cl的大小為20nF，標(biāo)稱(chēng)耐壓值為1V ；555定時(shí)器Al要求工作電壓為5V ;參考電壓Vrefl的大小為0.8V ;八位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器U2為上升沿觸發(fā)，清零端(RST端)高電平有效，ENABLE端高電平有效；八位寄存器U5為時(shí)鐘信號(hào)上升沿觸發(fā)。
[0030]如圖1~2所示，石英晶體2鑲嵌在駝峰式橡膠減速帶上，石英晶體2的電軸壓電效應(yīng)最強(qiáng)，因此朝上。石英晶體2的上下兩面覆蓋金屬電極，上極板I為正極，下極板3為負(fù)極，接地。
[0031]其駝峰式橡膠減速帶的規(guī)格為:長(zhǎng)3500mmX寬300mmX高65mm ;石英晶體的規(guī)格為:長(zhǎng)3500mm X寬65mm X高5_ ;金屬極板規(guī)格為:長(zhǎng)3500mm X寬65mm X高1mm。
[0032]如圖3所示，電荷放大器中，反饋電容Cl位于運(yùn)放Ul的負(fù)輸入端和輸出端之間，大小為20nF。整形電路中，參考電壓Vrefl的大小為0.8V, VCC管腳和RST管腳連接5V的電源，OUT管腳為其輸出，GND管腳接地。當(dāng)電荷放大器的輸出大于0.8V時(shí)，施密特觸發(fā)器的輸出為OV低電平，當(dāng)電荷放大器的輸出小于0.4V時(shí)，施密特觸發(fā)器的輸出為5V高電平。
[0033]計(jì)數(shù)電路中，計(jì)數(shù)器U4的時(shí)鐘信號(hào)連接施密特觸發(fā)器的輸出，清零端RST端連接主門(mén)電路的輸出端，高電平清零，ENABLE端連接高電平，高電平使能。寄存器U5的時(shí)鐘信號(hào)CLK端連接主門(mén)電路的輸出端，上升沿時(shí)寄存器讀入信號(hào)，八位輸入連接計(jì)數(shù)器U4的八個(gè)輸出，從高位到低位對(duì)應(yīng)。最后的輸出取寄存器輸出的高七位，忽略最低的一位。所取的七位數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)于并行口的高七位。主門(mén)電路中，八位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器U2的CLK端連接秒脈沖，上升沿觸發(fā)。
[0034]我國(guó)的道路法規(guī)規(guī)定，行駛中的車(chē)輛對(duì)路面的壓力應(yīng)該在0.36-0.77MPa之間，輪胎的接觸面積大約為0.013m2，石英晶體2的壓電常數(shù)為2.31X 10_12C/N。
[0035]因此，當(dāng)車(chē)輛經(jīng)過(guò)減速帶時(shí)，在本實(shí)用新型的金屬正極板I上產(chǎn)生-2.16X10_8C到-4.32 X KT8C的電荷，在金屬負(fù)極板3上產(chǎn)生2.16 X KT8C到4.32X 10_8C的電荷。經(jīng)過(guò)電荷放大器的轉(zhuǎn)換之后產(chǎn)生大約1.08到2.31V的電壓，而當(dāng)車(chē)輛駛過(guò)之后正負(fù)極板上的電荷消失，電荷放大器的輸出電壓又重新變?yōu)榱?。電荷放大器Ul輸出電壓經(jīng)過(guò)由整形電路之后成為最大值為5V，最小值為OV的方波。以此方波作為計(jì)數(shù)器U4的時(shí)鐘信號(hào)，計(jì)數(shù)器U4對(duì)方波的上升沿計(jì)數(shù)。每過(guò)60S，主門(mén)電路輸出信號(hào)由低電平變?yōu)楦唠娖?，此上升沿信?hào)作為寄存器U5的時(shí)鐘信號(hào)，使得寄存器U5讀入計(jì)數(shù)器U4此時(shí)的值。
[0036]同時(shí)此信號(hào)也作為計(jì)數(shù)器U4的清零信號(hào)，計(jì)數(shù)器U4重新從零開(kāi)始計(jì)數(shù)。由于一輛車(chē)的前后輪會(huì)兩次壓迫減速帶，相當(dāng)于對(duì)每輛車(chē)車(chē)重復(fù)計(jì)數(shù)兩次，所以最后的輸出要對(duì)寄存器輸出除以二，取寄存器U5輸出的高七位，忽略最低的一位。所取的七位數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)于并行口的低七位。即寄存器U5輸出最高位對(duì)應(yīng)并行口第六位，寄存器U5輸出第六位對(duì)應(yīng)與并行口第五位，以此類(lèi)推。
[0037]由此本實(shí)用新型可以實(shí)現(xiàn)對(duì)一分鐘內(nèi)道路的車(chē)流量進(jìn)行測(cè)量。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種新型車(chē)流量監(jiān)控器，其特征在于:包括壓電器件和壓電檢測(cè)電路，道路兩側(cè)的兩個(gè)橡膠減速帶上各裝有壓電器件，兩個(gè)壓電器件與壓電檢測(cè)電路連接，壓電器件包括石英晶體(2)、金屬正極板(I)和金屬負(fù)極板(3)，石英晶體鑲嵌在橡膠減速帶上，石英晶體的電軸朝上，石英晶體的上下兩面分別覆蓋有金屬正極板(I)和金屬負(fù)極板(3 )，金屬負(fù)極板(3)接地；壓電檢測(cè)電路包括電荷放大器、整形電路、計(jì)數(shù)電路、寄存器電路、主門(mén)電路；電荷放大器經(jīng)整形電路與計(jì)數(shù)電路連接，計(jì)數(shù)電路分別與寄存器電路和主門(mén)電路連接，金屬正極板(I)連接到電荷放大器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型車(chē)流量監(jiān)控器，其特征在于:所述的電荷放大器包括低噪聲運(yùn)算放大器Ul和反饋電容Cl，反饋電容Cl位于運(yùn)放的負(fù)輸入端和運(yùn)放的輸出端之間，運(yùn)放Ul的負(fù)輸入端連接反饋電容和壓電器件的正極，運(yùn)放Ul的正輸入端接地。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型車(chē)流量監(jiān)控器，其特征在于:所述的整形電路包括555定時(shí)器Al，參考電壓Vrefl輸入連接555定時(shí)器Al的CON管腳構(gòu)成一個(gè)施密特觸發(fā)器，555定時(shí)器Al的THR和TRI管腳連接電荷放大器的低噪聲運(yùn)算放大器Ul的輸出端，VCC管腳和RST管腳連接5V的電源，OUT管腳為其輸出，GND管腳接地。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種新型車(chē)流量監(jiān)控器，其特征在于:所述的計(jì)數(shù)電路包括八位計(jì)數(shù)器U4，八位計(jì)數(shù)器U4的時(shí)鐘信號(hào)連接施密特觸發(fā)器的555定時(shí)器Al的輸出端，八位計(jì)數(shù)器U4的清零端連接主門(mén)電路的輸出端，八位計(jì)數(shù)器U4的ENABLE端連接高電平。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種新型車(chē)流量監(jiān)控器，其特征在于:所述的寄存器電路包括八位寄存器U5，八位寄存器U5的時(shí)鐘信號(hào)端連接主門(mén)電路的輸出端，八位寄存器U5的八位輸入端連接八位計(jì)數(shù)器U4各自對(duì)應(yīng)的八個(gè)輸出端。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型車(chē)流量監(jiān)控器，其特征在于:所述的主門(mén)電路包括八位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器U2和四輸入與門(mén)U3，八位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器U2的ENABLE端連接高電平，RST端連接四輸入與門(mén)U3的輸出，CLK端連接秒脈沖；四輸入與門(mén)U3的輸入端連接八位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器U2的第二、三、四、五端口，四輸入與門(mén)U3的輸出連接到八位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器U2的RST端，并作為整個(gè)主門(mén)電路的輸出。
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種新型車(chē)流量監(jiān)控器。道路兩側(cè)的兩個(gè)橡膠減速帶上各裝有壓電器件，兩個(gè)壓電器件與壓電檢測(cè)電路連接，壓電器件包括石英晶體、金屬正極板和金屬負(fù)極板，石英晶體鑲嵌在橡膠減速帶上，石英晶體的電軸朝上，石英晶體的上下兩面分別覆蓋有金屬正極板和金屬負(fù)極板，金屬負(fù)極板接地；壓電檢測(cè)電路包括電荷放大器、整形電路、計(jì)數(shù)電路、寄存器電路、主門(mén)電路；電荷放大器經(jīng)整形電路與計(jì)數(shù)電路連接，計(jì)數(shù)電路分別與寄存器電路和主門(mén)電路連接，金屬正極板連接到電荷放大器。本實(shí)用新型可方便地對(duì)車(chē)流量監(jiān)控器進(jìn)行安裝，對(duì)器件的兼容性好，抗干擾能力強(qiáng)，誤差小，通用性強(qiáng)。適用于不同路寬的減速帶，實(shí)現(xiàn)了對(duì)車(chē)流量的監(jiān)控。
【IPC分類(lèi)】G08G1-01, G08G1-065
【公開(kāi)號(hào)】CN204348067
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201420872347
【發(fā)明人】錢(qián)振天
【申請(qǐng)人】浙江大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年5月20日
【申請(qǐng)日】2014年12月31日