專利名稱：指針指數(shù)/數(shù)字轉(zhuǎn)換器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種直接將指針指數(shù)轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字顯示和數(shù)碼輸出的轉(zhuǎn)換器。
指針指數(shù)在二個方面被廣泛采用首先，在各類機械結構儀表中，作為該類儀表的讀數(shù)系統(tǒng)。雖然，由于A／D器件的快速發(fā)展，促使各類數(shù)顯儀表大量出現(xiàn)，但由于指針指數(shù)儀表讀數(shù)敏捷、直觀、習慣、穩(wěn)定等優(yōu)點，在大部分只需定性測試的監(jiān)控現(xiàn)場，還是將它作為首選儀表，大量采用，使其在儀表中具有不可動搖的主導地位。其次，指針指數(shù)也廣泛采用在調(diào)控類機構中，如轉(zhuǎn)動式手柄、手輪、螺旋測微、精密調(diào)距、各種移動式平衡杠桿、滑尺、標尺等指示調(diào)控位置的機構，在多種生產(chǎn)設備中起著重要的作用。
由于指針指數(shù)在讀數(shù)與記錄、指數(shù)與調(diào)控、數(shù)據(jù)與聯(lián)網(wǎng)方面脫節(jié)，又給自動化測控帶來諸多不便。
本實用新型的目的是為了提供一種可將指針表盤讀數(shù)系統(tǒng)數(shù)字化，便于自動化處理的指針指數(shù)／數(shù)字轉(zhuǎn)換器。
本實用新型的目的可通過如下措施來實現(xiàn)一種指針指數(shù)／數(shù)字轉(zhuǎn)換器是在指針指數(shù)表盤的標度線處設有信號產(chǎn)生和接收轉(zhuǎn)換電路，信號產(chǎn)生和接收轉(zhuǎn)換電路產(chǎn)生二進制表盤碼電信號與二-十進制譯碼電路相連，二-十進制譯碼電路輸出的電信號與譯碼、顯示電路相連。
本實用新型相比現(xiàn)有技術具有如下優(yōu)點1、本實用新型利用信號產(chǎn)生和接收轉(zhuǎn)換電路將表盤指針指數(shù)有效數(shù)字轉(zhuǎn)換為相應的電信號，再經(jīng)專設的二-十進制的譯碼電路將其轉(zhuǎn)換為十進制電信號，然后經(jīng)常規(guī)編碼器轉(zhuǎn)變成BCD碼輸出他用，或由常規(guī)譯碼器譯碼，由顯示電路將其顯示，這樣可將表盤指針讀數(shù)系統(tǒng)數(shù)字化，便于自動化處理。
2、本實用新型利用具兩位有效數(shù)字輸出的十進制單元譯碼電路，可將表盤讀數(shù)規(guī)范為單元系列，便于拼接或刪減，單元譯碼電路可設計成模塊，方便插接。
本實用新型的具體結構由以下附圖給出

圖1是本實用新型的結構原理示意圖1-表盤2-標度數(shù)3-標度線4-指針5-信號產(chǎn)生和接收轉(zhuǎn)換電路6-二-十進制譯碼電路7-譯碼、顯示電路圖2是本實用新型信號產(chǎn)生和接收轉(zhuǎn)換電路例1圖3是本實用新型信號產(chǎn)生和接收轉(zhuǎn)換電路例2圖4是本實用新型十進制兩位有效數(shù)字譯碼電路原理圖圖5是本實用新型十進制三位有效數(shù)字譯碼電路原理圖圖6是本實用新型十進制四位有效數(shù)字譯碼電路原理圖圖7是本實用新型十進制兩位有效數(shù)字單元譯碼電路簡化電路原理圖圖8是本實用新型譯碼、顯示電路實施例原理圖圖9是本實用新型兩位有效數(shù)字單元譯碼、顯示電路實施例原理圖本實用新型還將結合附圖實施例作進一步詳述參照圖1，一種指針指數(shù)／數(shù)字轉(zhuǎn)換器是在指針指數(shù)表盤1的標度線3處設有信號產(chǎn)生和接收轉(zhuǎn)換電路5，信號產(chǎn)生和接收轉(zhuǎn)換電路5產(chǎn)生的二進制表盤碼電信號與二-十進制譯碼電路6相連，二-十進制譯碼電路6輸出的電信號與譯碼、顯示電路7相連。
一種指針指數(shù)／數(shù)字轉(zhuǎn)換器的信號產(chǎn)生和接收轉(zhuǎn)換電路5可采用光電轉(zhuǎn)換或電刷接觸式信號轉(zhuǎn)換裝置輸出電信號，再經(jīng)放大、整形、反相后輸出具一位高電平和多位低電平的二進制表盤碼信號。
參照圖2為光電信號產(chǎn)生和接收轉(zhuǎn)換電路例圖，是在表盤1的標度線3處設有光窗8，由光窗8中透過的光線經(jīng)光敏元件9接收后，輸出電信號經(jīng)放大器10放大、斯密特觸發(fā)器11整形、再經(jīng)反相器12反相后輸出。
參照圖3，為電刷接觸式電信號產(chǎn)生和接收轉(zhuǎn)換電路例圖，與高電平相連的電刷13與表盤1標度線3處的觸頭14相觸，指針4帶動電刷13滑過表盤1上的觸頭14產(chǎn)生電信號，經(jīng)上述放大、整形后輸出。
參照圖4，一種指針指數(shù)／數(shù)字轉(zhuǎn)換器的二-十進制譯碼電路6是以表盤1指針4指數(shù)的兩位有效數(shù)字的譯碼作為單元譯碼電路，然后在單元譯碼電路的基礎上進行簡單變異形成多種表盤譯碼電路。單元譯碼電路是將兩位有效數(shù)字中的具有相同第一位有效數(shù)字的電信號經(jīng)二極管對應接至其有效數(shù)字的主通道上輸出；將具有相同第二位有效數(shù)字的信號經(jīng)二極管分成二路接至其對應端輸出；然后所有有效數(shù)字均通過二極管接到同一輸出端，作為標志輸出端。具體按法如下，即將表盤第一位有效數(shù)字對應輸出端頭00、10、20、……90通過二極管D01、D11、D21……D91分別接到S0、S1、S2……S9上，構成單元譯碼電路第一位完全有效數(shù)字(十位數(shù))0、1、2……9的主通道。再將具有相同第一位(十位)編號數(shù)的引線端通過二極管按到上述具同號的輸出端頭上，即05、15、25、……95通過D06、D16、D26、……D96接到S0、S1、S2、……S9上，構成S0、S1、S2……S9的信號保持通道。
將所有端頭00、10、20、……90和05、15、25、……95通過二極管D00、D10、D20……D90和D05、D15、D25……D95接到一起，構成輸出端頭F0，為單元譯碼電路的標志輸出端，即前一位有效數(shù)字輸出端。F0有二個輸出頭一個為F0，另一個為F0＇，F(xiàn)0直接輸入顯示電路，而F0＇通過二極管與其他單元譯碼電路拼接成小型、中型、大型譯碼電路用。
將表盤輸出端頭中具有相同第二個編號(個位)的端頭通過二極管接到一起，構成T0、T5輸出頭。即00通過二極管D02；10通過二極管D12；20通過二極管D22；……90通過二極管D92；接到一起，形成T0的輸出頭。而05通過二極管D01；15通過二極管D17；25通過二極管D27；……95通過二極管D97接到一起，形成T5的輸出頭。T0、T5構成第二位有效數(shù)字(個位數(shù))“0”“5”。
參照圖5，一個復雜的表盤可由單元表盤重復后接而成，相對應的譯碼電路也可由單元譯碼電路重復后按組成。由十個單元表盤一個個連接組合起來，構成一個小型表盤，表盤標度從單元表盤的00到95擴到000到995，構成了三位有效數(shù)字讀數(shù)表盤。對應的小型譯碼電路也一樣，由十個單元譯碼電路U1接續(xù)構成，輸入端頭從20位擴到200位，對應200位以內(nèi)的表盤碼，輸出端頭構成三位有效數(shù)字，三位有效數(shù)字中的第一位由F0、F1、F2、……F9構成。第二位由S0、S1、S2、……S9構成，第三位由T0、T5構成。M0為整個小型譯碼電路的識別輸出頭，即前一位有效數(shù)字輸出端頭。也有M0和M0＇二個端頭，M0直接輸入顯示電路，而M0＇通過二極管與其他小型譯碼電路拼接成中型譯碼電路。
參照圖6，一個中型表盤可由十個小型表盤接續(xù)構成，表盤標度數(shù)從小型表盤的000到995擴到0000到9995，構成四位有效數(shù)字的中型讀數(shù)表盤。相對應的中型譯碼電路G1，也是由十個小型譯碼電路E1一個跟一個接續(xù)構成，輸入端頭從200位擴到2000位，對應2000位以內(nèi)的表盤碼，輸出端頭構成四位有效數(shù)字，四位有效數(shù)字中的第一位由M0、M1、M2、……M9構成。第二位由F0、F1、F2、……F9構成，第三位由S0、S1、S2、……S9構成，第四位由T0、T5構成。而L0為整個中型譯碼電路的識別輸出即前一位有效數(shù)字輸出端頭，也分L0和L0＇二個端頭，L0直接輸入顯示電路，而L0＇通過二極管與其他中型譯碼電路拼接成大型譯碼電路。
參照圖7為將兩位有效數(shù)字的單元表盤簡化接法，如將單元表盤分成十等分后，不能再分。每等分為相鄰十位標度線間的十分之一，以00、10、20、……90表示輸出端頭，其對應的單元譯碼電路只需將U1的05、15、25、……95端頭接地，即簡化為適應這種表盤的單元譯碼電路。同理可以得到五等分、四等分簡化接法原理圖。也可獲得單元譯碼電路部分使用簡化圖。
本實用新型的二-十進制譯碼電路輸出的電信號由常規(guī)的譯碼、顯示電路進行譯碼顯示。參照圖8為常規(guī)譯碼、顯示電路，通過二-十進制譯碼電路，已將各種復雜的二進制表盤碼，譯成幾組0至9按位按序排列的十進制信號，對每一組0至9排列的完全十進制信號，顯示方法是一樣的。即S0、S1、S2、……S9；F0、F1、F2、……F9；M0、M1、M2、……M9；L0、L1、L2、……L9。每一組的常規(guī)顯示過程一樣，稱為一位數(shù)字顯示電路。其常規(guī)顯示方式有多種可供選擇，圖8是一種。信號從S0、S1、S2、……S9輸入后，首先通過IC1、IC2(均為CC4014)緩沖放大，再入IC3(CC40147)10線-4線優(yōu)先編碼器，將十進制信號編成BCD碼輸出。輸出的BCD碼一路經(jīng)A0、B0、C0、D0輸出，以供外用。另一路輸入IC4(MC14511)、譯碼、鎖存、驅(qū)動，輸出七段至LDD顯示數(shù)值。而鎖存由BG0控制，鎖存信號由D1、D2、D3、D4得到。R1為LDD亮度調(diào)節(jié)電阻；K0為小數(shù)點控制開關；R4、C1鎖存電壓調(diào)控；R2、R3、C1為鎖存時間調(diào)控。
參照圖9，一個單元顯示電路，能顯示一個完整的單元譯碼結果，它由三部分構成。即A為尾數(shù)顯示部分，B為一位數(shù)顯示部分，C為滿度顯示部分。
A尾數(shù)顯示部分只有0、5兩數(shù)，在一位數(shù)顯示電路中，將輸入端1-4，6-9按地即得，簡化成圖十的A。所有元器件的作用型號與圖9一樣。
B一位有效數(shù)字顯示部分。即圖8。
C滿度顯示部分，只需顯示“1”，并輸出滿度警告信號。一般因M1信號不具備驅(qū)動功能，經(jīng)IC1(CC4050)緩沖放大后，直接驅(qū)動3LDD顯示“1”，同時輸出滿度警告信號，作為計數(shù)、警告用。
其他顯示電路與小型譯碼電路相匹配的顯示電路只需將圖十中的第B部分重復一次，顯示三位有效數(shù)字。與中型譯碼電路相匹配的顯示電路，只需在圖十中將第B部分重復二次即可，顯示四位有效數(shù)字。其余類推。
小數(shù)點的位置的確定小數(shù)點在什么位置由開關K來定，通過亮度調(diào)節(jié)電阻R1調(diào)節(jié)其發(fā)光亮度。
權利要求1.一種指針指數(shù)／數(shù)字轉(zhuǎn)換器，其特征是在指針指數(shù)表盤(1)的標度線(3)處設有信號產(chǎn)生和接收轉(zhuǎn)換電路(5)，信號產(chǎn)生和接收轉(zhuǎn)換電路(5)產(chǎn)生的二進制表盤碼電信號與二-十進制譯碼電路(6)相連，二-十進制譯碼電路(6)輸出的電信號與譯碼、顯示電路(7)相連。
2.如權利要求1所述的指針指數(shù)／數(shù)字轉(zhuǎn)換器，其特征是所述的信號產(chǎn)生和接收轉(zhuǎn)換電路(5)可采用光電轉(zhuǎn)換或電刷接觸式信號轉(zhuǎn)換裝置輸出電信號，再經(jīng)放大、整形、反相后輸出只含一位高電平和多位低電平具有二進制形式的表盤碼信號。
3.如權利要求1所述的指針指數(shù)／數(shù)字轉(zhuǎn)換器，其特征是所述的二-十進制譯碼電路(6)是以表盤(1)指針(4)指數(shù)的兩位有效數(shù)字的譯碼為單元譯碼電路，在單元譯碼電路的基礎上進行拼接或簡化；其中單元譯碼電路是將兩位有效數(shù)字中的具有相同第一位有效數(shù)字的電信號經(jīng)線或?qū)又疗溆行?shù)字的主通道上輸出；將具有相同第二位有效數(shù)字的電信號分成兩路經(jīng)線或接至對應端輸出；然后所有有效數(shù)字均通過線或接到同一輸出端，作為標志輸出端。
4.如權利要求1或3所述的指針指數(shù)／數(shù)字轉(zhuǎn)換器，其特征是所述的二-十進制單元譯碼電路(6)的標志輸出端還可作為與其他相同單元譯碼電路的標志輸出端拼接形成各種形式譯碼電路；單元譯碼電路也可部分使用，構成部分使用譯碼電路。
專利摘要本實用新型涉及一種指針指數(shù)/數(shù)字轉(zhuǎn)換器,該轉(zhuǎn)換器是在指針指數(shù)表盤1的標度線3處設有信號產(chǎn)生和接收轉(zhuǎn)換電路5,信號產(chǎn)生和接收轉(zhuǎn)換電路5產(chǎn)生二進制表盤碼電信號與二－十進制譯碼電路6相連,二－十進制譯碼電路6輸出的電信號與譯碼、顯示電路7相連;本實用新型將指針表盤讀數(shù)系統(tǒng)數(shù)字化,便于自動化處理,擴大了使用范圍。
文檔編號G01D5/26GK2417459SQ00226308
公開日2001年1月31日 申請日期2000年4月11日 優(yōu)先權日2000年4月11日
發(fā)明者盛伯弘 申請人:盛伯弘