專利名稱：數(shù)字式儀表的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明有關(guān)于一種數(shù)字式儀表，尤其有關(guān)于一種由單片機對所測信號進行采集、處理、并控制顯示的數(shù)字式儀表。
背景技術(shù)：
當前所常用的儀表多為機械磁電式儀表。該種儀表一般包含一種傳感器，由該傳感器將所需測量的信號變成電壓信號。該電壓在儀表內(nèi)的線圈中產(chǎn)生相對應的感生電流，該感生電流在儀表內(nèi)天然磁鐵所產(chǎn)生的磁場內(nèi)產(chǎn)生庫侖力，帶動線圈轉(zhuǎn)動，線圈再帶動上面所固定的指針，從而顯示上述電壓信號的強度，也即所需測量信號的強度。
但從目前的技術(shù)現(xiàn)狀來看，這種機械磁電式儀表存在著多種缺陷。第一就是該種儀表的機械結(jié)構(gòu)，尤其是線圈，需要耗費很多金屬。這不僅增加了金屬加工的制造工序，也浪費了大量寶貴的金屬材料。第二，此類儀表的金屬結(jié)構(gòu)以及磁鐵使其往往具有很重的重量，這既會使便攜式儀表不便于攜帶，也會給使用此類儀表的設備增加重量。第三，這種指針式儀表往往需要目測讀數(shù)。目測讀數(shù)既不夠準確，有時還要經(jīng)過訓練，同時還要求讀數(shù)有一定的時間；這個問題在需要快速而精確的讀出某一測量數(shù)值時尤為突出。第四，該種儀表不具有存儲功能，測量過的一些數(shù)據(jù)如果由于某種原因比如未及時記錄等需要重新顯現(xiàn)時，只能重新測量，而如果被測數(shù)據(jù)不能再現(xiàn)的話，將造成損失。第五，該種儀表只能測量相對穩(wěn)定的數(shù)值。制造或使用過機械磁電式儀表的人員都有這種經(jīng)驗要儀表的指針基本穩(wěn)定在某一數(shù)值的時候才能進行讀數(shù)。所以如需測量某一時間段內(nèi)某些時間點上的數(shù)值，此類儀表就無法滿足使用者的需要了。第六，一種儀表往往只能測量一種物理量。而萬用表又需要極其復雜的結(jié)構(gòu)及工藝。第七，此類儀表在具有較大重量的同時，往往還具有較大的體積；這往往是機械式儀器共有的缺點。以目前的電子技術(shù)水平來看，此類儀表還有很大的縮小體積的空間。第八，目測讀數(shù)的精度不高，往往需要人為地取舍，造成誤差。第九，機械部件存在著磨損，這既會造成測量精度隨著使用時間變長而變差的問題，也存在使用壽命不長的問題。
綜上所述，如果能提供一種不使用金屬材料，重量輕，體積小，精度高，可存儲，可測量連續(xù)值的非機械式電子儀表，將具有技術(shù)上的創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)上的價值。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的在于提供一種數(shù)字式儀表，其不需使用金屬結(jié)構(gòu)以及金屬線圈，從而可以節(jié)省大量金屬材料。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種數(shù)字式儀表，其相對于機械磁電式儀表來講具有較輕的重量，從而使便攜式儀表更加方便攜帶，使得應用本發(fā)明儀表的設備重量得以減輕。
本發(fā)明的再一目的在于提供一種數(shù)字式儀表，其讀數(shù)既可以通過數(shù)字直接顯示，也可以同時由單片機控制的模擬指針指示，從而減少讀數(shù)時間，增加讀數(shù)精度本發(fā)明的另一目的在于提供一種數(shù)字式儀表，其具有一定的存儲功能，能夠存儲一定量的測量過的數(shù)值。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種數(shù)字式儀表，其可以在一定時間段的某些時間點上對待測量進行動態(tài)測量并記錄。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種數(shù)字式儀表，其不具有易磨損的機械部件，不會產(chǎn)生由于機械部件磨損而產(chǎn)生的誤差，也不會產(chǎn)生由于機械部件磨損而產(chǎn)生的使用壽命縮短，從而增加了使用精度，延長了使用時間。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種數(shù)字式儀表，其通過體積緊湊的電子元件的使用，相對于傳統(tǒng)機械磁電式儀表大大縮小了體積。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種數(shù)字式儀表，其可以同時測量，或僅需通過修改程序就可以測量較多的物理量，從而更進一步減小體積、重量。
本發(fā)明為達到上述目的，采用了以下技術(shù)本發(fā)明一種數(shù)字式儀表，其特征在于包括有一個或多于一個的傳感器，每個傳感器分別將一個不同的待測物理量轉(zhuǎn)化為一個電壓信號；與傳感器數(shù)量相同的信號調(diào)理電路，每一個上述信號調(diào)理電路分別接受從每一個上述傳感器處發(fā)出的信號并分別將上述信號進行放大；與傳感器數(shù)量相同的低通濾波電路，每一個上述低通濾波電路接收經(jīng)過上述信號調(diào)理電路處理過的信號對噪音干擾進行過濾；一個信號處理單元，其包括有與傳感器數(shù)量相同的數(shù)/模轉(zhuǎn)換器和一個單片機，每一個上述模/數(shù)轉(zhuǎn)換器分別將從每個上述信號調(diào)理電路處傳來的模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，再傳送給上述單片機，上述單片機中存有預先按照要求編寫好的程序，可以由上述程序控制，進行對上述數(shù)/模轉(zhuǎn)換器處送來的上述數(shù)字信號進行采集、處理；一個顯示單元，該顯示單元包括有一個顯示驅(qū)動電路以及一個被上述顯示驅(qū)動電路所驅(qū)動的顯示設備，上述顯示驅(qū)動電路由上述單片機所控制，根據(jù)所測量的結(jié)果數(shù)據(jù)以及上述單片機內(nèi)所存儲程序的規(guī)定，來驅(qū)動上述顯示設備顯示出能夠被使用者所讀出的視覺信號；一個第一穩(wěn)壓器，其由一個電源提供電能，并能夠向每個上述傳感器、每個上述信號調(diào)理電路、以及每個上述信號處理單元提供穩(wěn)定的直流電壓；以及，一個第二穩(wěn)壓器，其由上述電源提供電能，并能夠向上述顯示單元提供直流電壓。
其中，上述單片機為可編程單片機，可以對上述信號采集的時間，密度進行隨時的設置，并對測量結(jié)果進行存儲。
其中，每一個上述信號調(diào)理電路的放大倍數(shù)可調(diào)。
其中，上述顯示設備為能夠顯示出數(shù)字的發(fā)光二極管組。
其中，上述顯示設備既有能夠顯示數(shù)字的液晶屏、發(fā)光二極管組，也有組成模擬指針的液晶條或者發(fā)光二極管。
其中，上述單片機自身就帶有模/數(shù)轉(zhuǎn)換功能，這時上述信號處理單元就只包括一個上述單片機就可以了。
其中，上述顯示設備可以為液晶顯示屏。
本發(fā)明一種數(shù)字式儀表，其優(yōu)點是其不需使用金屬結(jié)構(gòu)以及金屬線圈，從而可以節(jié)省大量金屬材料，體積小，重量輕，方便攜帶，其讀數(shù)既可以通過數(shù)字直接顯示，也可以同時由單片機控制的模擬指針指示，從而減少讀數(shù)時間，增加讀數(shù)精度，能夠存儲一定量的測量過的數(shù)值，可以在一定時間段的某些時間點上對待測量進行動態(tài)測量并記錄。其不具有易磨損的機械部件，不會產(chǎn)生由于機械部件磨損而產(chǎn)生的誤差，也不會產(chǎn)生由于機械部件磨損而產(chǎn)生的使用壽命縮短，從而增加了使用精度，延長了使用時間。


圖1為本發(fā)明之數(shù)字式儀表最佳實施例原理圖。
圖2為本發(fā)明另一實施例的原理圖。
具體實施例方式
參見圖1，其顯示的是本發(fā)明最佳實施例的原理圖。本發(fā)明之數(shù)字式儀表1包括有一個傳感器11，該傳感器11將待測物理量轉(zhuǎn)化為電壓信號。一個信號調(diào)理電路12可以接受從傳感器11處發(fā)出的信號。該信號調(diào)理電路12的功能是將傳感器11處傳來的信號進行放大。這個信號調(diào)理電路12的放大倍數(shù)為可調(diào)。經(jīng)過信號調(diào)理電路12處理過的信號可以再經(jīng)過一個低通濾波電路13對噪音干擾進行過濾，然后發(fā)送至一個信號處理單元14處。
該信號處理單元包括有一個模/數(shù)轉(zhuǎn)換器141和一個單片機143。模/數(shù)轉(zhuǎn)換器141將從信號調(diào)理電路12或者低通濾波電路13處傳來的模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，再傳送給單片機143。在有些情況下，有些單片機143自身就帶有模/數(shù)轉(zhuǎn)換功能，這時信號處理單元14就只包括一個單片機143就可以了。
單片機143中存有預先按照要求編寫好的程序，可以由這個程序控制，進行對數(shù)/模轉(zhuǎn)換器141處送來的數(shù)字信號進行采集、處理。對于可編程的單片機143，還可以對信號采集的時間，密度進行隨時的設置，并對測量結(jié)果進行存儲。
經(jīng)過單片機143處理過的測量結(jié)果數(shù)據(jù)，經(jīng)過一條數(shù)據(jù)線被送至一個顯示單元15。該顯示單元15包括有一個顯示驅(qū)動電路151以及一個被該顯示驅(qū)動電路151所驅(qū)動的顯示設備153。顯示驅(qū)動電路151由單片機143所控制，根據(jù)所測量的結(jié)果數(shù)據(jù)以及單片機143內(nèi)所存儲程序的規(guī)定，來驅(qū)動顯示設備153顯示出能夠被使用者所讀出的視覺信號。
顯示設備可以為液晶顯示屏，也可以為能夠顯示出數(shù)字的發(fā)光二極管組，也可以為由液晶條或者發(fā)光二極管所組成的模擬指針；還可以既有能夠顯示數(shù)字的液晶屏、發(fā)光二極管組，也有組成模擬指針的液晶條或者發(fā)光二極管。
仍如圖1所示，由于在本發(fā)明的數(shù)字式儀表1中，傳感器11、信號調(diào)理電路12、以及信號處理單元14需要一個穩(wěn)定的直流電壓，而顯示單元15往往耗電電流比較大而電壓波動也比較大，所以本發(fā)明提供有兩個單獨的供電穩(wěn)壓器，即為傳感器11、信號調(diào)理電路12、以及信號處理單元14供電的第一穩(wěn)壓器16，以及單獨為顯示單元15供電的第二穩(wěn)壓器17。
電源可以通過在便攜式儀表外殼內(nèi)安裝的電池來提供；在某些固定設備上所應用的本發(fā)明之數(shù)字式儀表1也可以使用設備上的電源。
圖2所顯示的是本發(fā)明另外一個實施例的原理圖。在本實施例中，多于一個的不同信號分別經(jīng)相應數(shù)量的傳感器11’分別傳至對應數(shù)量的信號調(diào)理電路12’，再可以分別經(jīng)過對應數(shù)量的低通濾波電路13’，再分別經(jīng)對應數(shù)量的模/數(shù)轉(zhuǎn)換器141’的處理，達到一個單片機143’，在該單片機143’內(nèi)存有預先按照要求編寫好的程序，可以同時或分時對數(shù)/模轉(zhuǎn)換器141’處送來的數(shù)字信號分別進行采集、處理。對于可編程的單片機143’，還可以對信號采集的時間，密度進行隨時的設置，并對測量結(jié)果進行存儲。
經(jīng)過單片機143’處理過的測量結(jié)果數(shù)據(jù)，經(jīng)過一條數(shù)據(jù)線被送至一個顯示單元15’。該顯示單元15’包括有一個顯示驅(qū)動電路151’以及一個被該顯示驅(qū)動電路151’所驅(qū)動的顯示設備153’。顯示驅(qū)動電路151’由單片機143’所控制，根據(jù)所測量的結(jié)果數(shù)據(jù)以及單片機143’內(nèi)所存儲程序的規(guī)定，來驅(qū)動顯示設備153’顯示出能夠被使用者所讀出的視覺信號。
權(quán)利要求
1.一種數(shù)字式儀表，其特征在于它包括有能將不同的待測物理量轉(zhuǎn)化為電壓信號的傳感器，；與傳感器數(shù)量相同的信號調(diào)理電路，每一個上述信號調(diào)理電路分別接受從每一個上述傳感器處發(fā)出的信號并分別將上述信號進行放大；與傳感器數(shù)量相同的低通濾波電路，每一個上述低通濾波電路接收經(jīng)過上述信號調(diào)理電路處理過的信號對噪音干擾進行過濾；一個信號處理單元，其包括有與傳感器數(shù)量相同的數(shù)/模轉(zhuǎn)換器和一個單片機，每一個上述模/數(shù)轉(zhuǎn)換器分別將從每個上述信號調(diào)理電路處傳來的模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，再傳送給上述單片機，上述單片機中存有預先按照要求編寫好的程序，可以由上述程序控制，進行對上述數(shù)/模轉(zhuǎn)換器處送來的上述數(shù)字信號進行采集、處理；一個顯示單元，該顯示單元包括有一個顯示驅(qū)動電路以及一個被上述顯示驅(qū)動電路所驅(qū)動的顯示設備，上述顯示驅(qū)動電路由上述單片機所控制，根據(jù)所測量的結(jié)果數(shù)據(jù)以及上述單片機內(nèi)所存儲程序的規(guī)定，來驅(qū)動上述顯示設備顯示出能夠被使用者所讀出的視覺信號；一個第一穩(wěn)壓器，其由一個電源提供電能，并能夠向每個上述傳感器、每個上述信號調(diào)理電路、以及每個上述信號處理單元提供穩(wěn)定的直流電壓；以及，一個第二穩(wěn)壓器，其由上述電源提供電能，并能夠向上述顯示單元提供直流電壓。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述之數(shù)字式儀表，其特征在于上述單片機為可編程單片機，可以對上述信號采集的時間，密度進行隨時的設置，并對測量結(jié)果進行存儲。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述之數(shù)字式儀表，其特征在于每一個上述信號調(diào)理電路的放大倍數(shù)可調(diào)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述之數(shù)字式儀表，其特征在于上述顯示設備為能夠顯示出數(shù)字的發(fā)光二極管組。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述之數(shù)字式儀表，其特征在于上述顯示設備既有能夠顯示數(shù)字的液晶屏、發(fā)光二極管組，也有組成模擬指針的液晶條或者發(fā)光二極管。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述之數(shù)字式儀表，其特征在于上述單片機自身就帶有模/數(shù)轉(zhuǎn)換功能，這時上述信號處理單元就只包括一個上述單片機就可以了。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述之數(shù)字式儀表，其特征在于上述顯示設備可以為液晶顯示屏。
全文摘要
一種數(shù)字式儀表，包括有一個傳感器，該傳感器將待測信號轉(zhuǎn)化成電壓信號傳遞給一個信號調(diào)理電路進行放大。經(jīng)放大的信號可經(jīng)過一個濾波電路后傳至一個數(shù)/模轉(zhuǎn)換器，再由該數(shù)/模轉(zhuǎn)換器傳給一個單片機。該單片機對轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號進行采集、處理，并控制一個顯示單元進行顯示以便使用者閱讀。由于電子材料的使用，本發(fā)明相對于傳統(tǒng)的機械磁電式儀表來講，減少了金屬材料的使用，減小了體積和重量，增加了測量精度，延長了使用壽命。
文檔編號G01D21/02GK1590972SQ03156249
公開日2005年3月9日 申請日期2003年9月2日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月2日
發(fā)明者陳勝功 申請人:深圳市恒邦高新技術(shù)有限公司