專利名稱：雙色指示調(diào)節(jié)儀表的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種儀表，特別是一種雙色指示調(diào)節(jié)儀表。
與數(shù)字顯示式儀表相比，模擬式儀表的最大優(yōu)點(diǎn)是視覺響應(yīng)好，被測(cè)參數(shù)的大小、動(dòng)態(tài)變化可以一目了然。另外，對(duì)某些參數(shù)的測(cè)量，模擬表的結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，技術(shù)也比較成熟。例如彈簧秤、壓力表等。因而在使用上(特別是用于監(jiān)視的場(chǎng)合)大部分地方仍使用模擬表。
目前幾乎所有的模擬表都是指針式。所謂指針式，就是說(shuō)被測(cè)參數(shù)由裝在表里的一根指針來(lái)指示。因而給監(jiān)測(cè)者的視覺反應(yīng)強(qiáng)度不夠大，監(jiān)測(cè)距離不能太遠(yuǎn)。如若同時(shí)、長(zhǎng)時(shí)間監(jiān)測(cè)多個(gè)指針式模擬表會(huì)容易引起監(jiān)測(cè)者的視覺疲勞，這時(shí)安全生產(chǎn)是很不利的。另外，大多數(shù)指針式模擬表不具備調(diào)節(jié)、報(bào)警、遙測(cè)等功能。儀表的報(bào)警功能一般是預(yù)先給儀表輸入上限或下限數(shù)值，當(dāng)被測(cè)值高于上限或低于下限時(shí)，儀表就發(fā)出報(bào)警信號(hào)。然而被測(cè)值高于上限或低于下限的差值在一般的儀表里(包括數(shù)字顯示儀表)都不能直觀地顯示出來(lái)。
本發(fā)明的目的在于避免上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處而提供一種利用變色二極管隨著被測(cè)值的變化而改變顏色，且具有調(diào)節(jié)、報(bào)警和差值顯示功能的雙色指示調(diào)節(jié)儀表。
本發(fā)明的目的可以通過以下措施來(lái)達(dá)到本發(fā)明包括殼體、面板、電源，其特征在于還有檢測(cè)電路、比較電路、模擬開關(guān)電路、振蕩電路、顯示電路、上、下限報(bào)警電路、上、下限給定電路，檢測(cè)電路檢測(cè)到的信號(hào)與上、下限給定電路的輸出一起送到比較電路上進(jìn)行比較，比較電路的輸出送到振蕩電路及模擬開關(guān)電路，模擬開關(guān)的輸出送到顯示電路，比較電路的輸出還送到上、下限報(bào)警電路。檢測(cè)電路中紅外接收管1DU1～1DUn的射極分別和非門1Go～1Gn的輸入端相接，1Go的輸出端分別通過1R1、1R11R2、1R11R21R3……1R11R21R3……1Rn和非門1G1～1Gn的輸出端相接，并與比較電路中1/4IC1的2F1的正相輸入端及2F2的反相輸入端相接，2F1的輸出端通過2D1、開關(guān)2K4接振蕩電路中1/5IC2非門2G1的輸入端，2F2的輸出端通過2D2、2K4接1/5IC2中非門2G2的輸入端，2G1、2G2的輸出端分別與模擬開關(guān)電路中1/3IC3的2K2、2K3的3、8腳相接，并分別通過2D3、2D4及非門2G5與1/3IC3中2K1的5腳相接，IC3的2、6、9腳相接，并與顯示電路中運(yùn)算放大器3A1、3A2……3An的正相輸入端相接。集成電路IC3采用CD4053。
檢測(cè)電路是一個(gè)無(wú)接觸光電式轉(zhuǎn)角、位移-電壓轉(zhuǎn)換器，它能將轉(zhuǎn)角、位移轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)一路進(jìn)入比較電路，還可引出一路作為遙測(cè)輸出，從檢測(cè)電路輸出的電壓信號(hào)及上、下限給定電路給定的電壓同時(shí)加到比較電路上進(jìn)行比較。比較電路的輸出控制著振蕩電路和模擬開關(guān)電路。當(dāng)信號(hào)電壓處于上、下限之間，比較電路輸出控制信號(hào)使模擬開關(guān)接通信號(hào)電壓供顯示電路。當(dāng)信號(hào)電壓高于上限時(shí)，比較電路控制振蕩電路，使其起振，從而控制模擬開關(guān)交替地接通信號(hào)電壓和上限給定值;當(dāng)信號(hào)電壓低于下限時(shí)則交替接通信號(hào)和下限給值。當(dāng)上述兩種情況出現(xiàn)時(shí)，比較電路能輸出調(diào)節(jié)信號(hào)。
在本儀表里，被測(cè)值變化時(shí)，其顯示的紅、綠色按比例地隨之變化，而零信號(hào)時(shí)顯示全綠色(開始一格顯示黃色)，滿信號(hào)時(shí)則顯示全紅色。
本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)具有如下優(yōu)點(diǎn)1.由于變色二極管能發(fā)出紅、綠兩種反差較大的顏色并能隨著被測(cè)值的變化而按比例地隨之變化，故能給人以醒目愉快印象，極易引起人眼的視覺響應(yīng)及識(shí)別感覺，無(wú)論在較暗的環(huán)境下或處于較遠(yuǎn)的觀測(cè)距離都能清楚地觀察。
2.具有上、下限報(bào)警功能，當(dāng)被測(cè)值高于上限值或低于下限值時(shí)，會(huì)自動(dòng)交替顯示被測(cè)值和給定值，形成閃動(dòng)式差值報(bào)警顯示，除了能向監(jiān)測(cè)者提供上、下限報(bào)警信息外還能提供其差值信息，使監(jiān)測(cè)功能更為完善。
3.動(dòng)態(tài)反應(yīng)快、功耗低、壽命長(zhǎng)、結(jié)構(gòu)合理、外形美觀、功能齊全、適用范圍廣，是一種新穎的指示儀表。


圖1為本發(fā)明的原理方框圖;
圖2為本發(fā)明的外形結(jié)構(gòu)示意圖;
圖3為檢測(cè)電路的電原理圖;
圖4為比較電路、模擬開關(guān)電路、振蕩電路的電壓理圖;
圖5為顯示電路的電原理圖。
本發(fā)明下面將結(jié)合附圖(實(shí)施例)作進(jìn)一步詳述參照?qǐng)D1、圖2，本發(fā)明由檢測(cè)電路1、比較電路2、模擬開關(guān)電路3、振蕩電路4、顯示電路5、上、下限報(bào)警電路6、殼體7、面板8、上、下限給定電路9、電源10等組成。面板8中的顯示面由顯示電路5中雙色發(fā)光二極管LED1～LEDn+1并列而成，其形狀可根據(jù)儀表的特點(diǎn)或被測(cè)參數(shù)的特點(diǎn)或儀表的安裝特點(diǎn)及其它要求而設(shè)計(jì)成條狀、弧狀園形狀或其它形狀(本例設(shè)計(jì)成條狀)。另上、下限給定電路9中的電位器2W1、2W2及振蕩電路4中的開關(guān)2K4都裝在面板8上。檢測(cè)電路1中的紅外發(fā)射二極管1D1裝在儀表的指針上，其位置與裝在殼體7內(nèi)的紅外接收管1DUo～1DUn靠近。
參照?qǐng)D3，檢測(cè)電路由(n+1)個(gè)單元組成，每個(gè)單元包括一個(gè)紅外接收管DU、一個(gè)非門G組成，另還有一個(gè)紅外發(fā)射二極管1D1及n個(gè)阻值相同的電阻串聯(lián)在恒流源1I1上。
當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)的指針位于某一單元的DU上面時(shí)，D發(fā)射的紅外光被DU所接收，使DU發(fā)射極輸出高電平，經(jīng)G反相后輸出低電平，而其他反相器開路。
當(dāng)1Go輸出低電平，將恒流源短路，此時(shí)VI輸出零信號(hào)電壓，此為零信號(hào)狀態(tài)。
當(dāng)Gn輸出低電平，故所有電阻全部串聯(lián)到恒流源1I1故此時(shí)V1輸出信號(hào)電壓V1＝nRI1＝nV。
當(dāng)某個(gè)Gk導(dǎo)通，則V1＝KV，可以看到VI輸出的信號(hào)電壓大小與轉(zhuǎn)角的位置成一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，完成轉(zhuǎn)角(P)、位移(D)-電壓(V)轉(zhuǎn)換功能。
參照?qǐng)D4，上、下限給定電路6中的2W1、2W2是具有雙滑動(dòng)觸點(diǎn)的上、下限給定電壓電位器，電位器上端接標(biāo)準(zhǔn)電壓nv，下端接地。上限滑動(dòng)觸點(diǎn)接比較電路2里1/4IC1中的上限比較器2F1的負(fù)輸入端，下限滑動(dòng)觸點(diǎn)接1/4IC1中的下限比較器2F2的正輸入端，而輸入的信號(hào)電壓V1加到2F1的正輸入端及2F2的負(fù)輸入端。
當(dāng)V1處于兩限電壓之間時(shí)，兩比較器2F1、2F2都輸出高電平，使模擬開關(guān)電路3里1/3IC3中的模擬開關(guān)2K1動(dòng)作，V1′與信號(hào)電壓V1相連，V1′送去顯示電路，此時(shí)顯示被測(cè)信號(hào)電壓V1。
當(dāng)V1高于上限電壓VH時(shí)，2F1輸出低電平，2D1截止，2G1起振，交替輸出高、低電平當(dāng)輸出高電平時(shí)，一路使2G5輸出低電平，關(guān)閉2K1;另一路使1/3IC3中的2k2動(dòng)作，使V1′接通VH，顯示電路顯示VH。當(dāng)2G1輸出低電平時(shí)，2K2關(guān)閉，而2G5輸出高電平，關(guān)閉2K2，而2K1動(dòng)作，恢復(fù)V1′接通V1，顯示V1。如此交替顯示VH和V1，從后述的顯示電路可知，產(chǎn)生差值閃動(dòng)。另外，2F1輸出低電平時(shí)，通過上、下限報(bào)警電路9中1/5IC2中的2G3及2Q1使2J1動(dòng)作，2J1-1吸合，輸出上限報(bào)警及調(diào)節(jié)信號(hào)。另2G1的振蕩又使上、下限報(bào)警電路9中1/4IC1中的2F3交替輸出高、低電平，使2LED1閃動(dòng)，表明處于高上限狀態(tài)。
當(dāng)V1低于下限電壓VL時(shí)，動(dòng)作原理與高于上限電壓時(shí)基本相同，此時(shí)2F2、2D2、2G2、2K3、2G4、2Q2、2J2、2F4、2LED2代替2F1、2D1、2G1、2K2、2G3、2Q1、2J1、2F3、2LED1。另外2G2的振蕩頻率較2G1的振蕩頻率低。
給定上限電壓VH的方法是將2K4往上撥，強(qiáng)制2G1輸出高電平，關(guān)閉2K1，2K2動(dòng)作，V1′接VH，顯示VH，2LED1發(fā)光。給定下限的方法是將2K4往下?lián)?，此時(shí)顯示VL，正常時(shí)2K4處于中間位置。
參照?qǐng)D5，圖中3R1＝3A2＝……3Rn≡R。在3An的負(fù)輸入端加上n伏的基準(zhǔn)電壓，由此2A1的負(fù)輸入端分得1伏電壓、3A2的負(fù)輸入端分得2伏電壓……A1～An都為運(yùn)算放大器，接成比較器形式，被測(cè)電壓V1′都接到比較器的正輸入端。
當(dāng)V1′小于1V伏時(shí)，所有比較器都輸出低電平，所有的三極管3Q1～3Qn都截止，此時(shí)變色二極管3LED中的LB發(fā)出綠光，只有LR1發(fā)出紅光，由于LB與LR組成雙色發(fā)光二極管，故LB1與LR1(即3LED1)共同顯示出黃色，即面板8上顯示面第一格顯示黃色;當(dāng)1伏＜V1′＜2伏時(shí)，3A1輸出高電平，3Q1導(dǎo)通，則LB1熄，LR1亮，3LED1顯示紅色，即顯示面上第一格變?yōu)榧t色;同時(shí)，3LED2中的LB2和LR2都亮，故3LED2顯示黃色。如此類推，當(dāng)V1′大于nv時(shí)，3An輸出高電平，3Qn通，則3LEDn+1中的LBn+1和LRn+1都亮，顯示黃色，即顯示面上最后一格顯示黃色，其余顯示紅色。
可以看到，被測(cè)量的電壓值V1′由紅色的長(zhǎng)度顯示出來(lái)，其余則顯示綠色，交界處則出現(xiàn)黃點(diǎn)，當(dāng)交替輸入兩個(gè)V1′值(即V1與VH、V1與VL)時(shí)，其差值會(huì)呈現(xiàn)出紅、綠交替閃動(dòng)段。
本發(fā)明廣泛適用于電參量及非電參量的測(cè)量，其中非電參量的測(cè)量包括位移、轉(zhuǎn)角以及壓力、溫度或其它所有可以轉(zhuǎn)電參量或轉(zhuǎn)化為位移、轉(zhuǎn)角的被測(cè)參量。
權(quán)利要求
1.一種雙色指示調(diào)節(jié)儀表，包括殼體7、面板8、電源10，其特征在于還有檢測(cè)電路1、比較電路2、模擬開關(guān)電路3、振蕩電路4、顯示電路5、上、下限報(bào)警電路6、上、下限給定電路9，檢測(cè)電路1檢測(cè)到的信號(hào)與上、下限給定電路9的輸出一起送到比較電路2上進(jìn)行比較，比較電路2的輸出送到振蕩電路4及模擬開關(guān)電路3，模擬開關(guān)3的輸出送到顯示電路5，比較電路2的輸出還送到上、下限報(bào)警電路6。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的儀表，其特征在于檢測(cè)電路1中紅外接收管1DU1～1DUn的射極分別和非門1Go～1Gn的輸入端相接，1Go的輸出端分別通過1R1、1R11R2、1R11R21R3……1R11R21R3……1Rn和非門1G1～1Gn的輸出端相接，并與比較電路2中1/4IC1的2F1的正相輸入端及2F2的反相輸入端相接，2F1的輸出端通過2D1、開關(guān)2K4接振蕩電路4中1/5IC2非門2G1的輸入端，2F2的輸出端通過2D2、2K4接1/5IC2中非門2G2的輸入端，2G1、2G2的輸出端分別與模擬開關(guān)電路3中1/3IC3的2K2、2K3的3、8腳相接，并分別通過2D3、2D4及非門2G5與1/3IC3中2K1的5腳相接，IC3的2、6、9腳相接，并與顯示電路5中運(yùn)算放大器3A1、3A2……3An的正相輸入端相接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的儀表，其特征在于集成電路IC3采用CD4053。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種雙色指示調(diào)節(jié)儀表，它由檢測(cè)電路、比較電路、模擬開關(guān)電路、振蕩電路、顯示電路、上、下限報(bào)警電路、殼體、面板、上、下限給定電路、電源等組成。由于利用檢測(cè)電路將儀表指針的位移、轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)換成電壓，并經(jīng)比較電路、模擬開關(guān)電路、顯示電路等處理，且在儀表面板上裝了一排LED變色二極管，故使其能隨著被測(cè)值的變化而按比例地隨之改變，從而給人以醒目和愉快的印象。本發(fā)明監(jiān)測(cè)功能完善，動(dòng)態(tài)反應(yīng)快、功耗低、壽命長(zhǎng)，適用范圍廣，極易引起人眼的視覺響應(yīng)及識(shí)別感覺，是一種新穎的指示儀表。
文檔編號(hào)G01D13/20GK1064936SQ9110169
公開日1992年9月30日 申請(qǐng)日期1991年3月20日 優(yōu)先權(quán)日1991年3月20日
發(fā)明者方炳鈞 申請(qǐng)人:方炳鈞