儀表系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本公開總體上涉及儀表。具體地，本公開涉及以數(shù)字源信號的模擬顯示為特征的 儀表系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 模擬儀表（gauge)在許多行業(yè)中（從過程管理到HVAC再到航空）是非常流行的。 一些較常見的儀表包括對照背景刻度盤的指示針。指示針相對于刻度盤的位置表示對狀況 的測量。所顯示的狀況通常是過程或系統(tǒng)的狀況。
[0003] 慣用方式的一個示例是使用儀表來顯示過程流體的壓力。在典型示例中，只有通 過用可以以非電學(xué)形式（例如，氣動地（pneumatically))向儀表傳輸信號的設(shè)備獲取壓力 讀數(shù)，來完成該操作。儀表中的機械設(shè)備使用接收到的氣動壓力來驅(qū)動機械裝置，其中所述 機械裝置最終相對于刻度旋轉(zhuǎn)指示針，以指示測量到的值。
[0004] 目前，由于不斷增加的可負擔(dān)性和技術(shù)改進，開發(fā)并推廣了產(chǎn)生電輸出信號的傳 感器。這種類型傳感器的慣用方式是向數(shù)字顯示器（例如，液晶顯示器（LCD)或發(fā)光二極 管（LED)顯示器）傳輸電信號，以便顯示傳感器的測量值。盡管有效，但是這種類型的儀表 對于特定應(yīng)用是次優(yōu)的。例如，通常將儀表安裝在戶外，在戶外中，IXD和LED顯示器在直 接陽光下的可讀性較差。
[0005] 已嘗試與產(chǎn)生電信號的傳感器一起使用模擬儀表顯示器；然而，這些嘗試方案使 用昂貴的并且效率較低的組件。需要一種更低成本的并且更有效的模擬儀表，所述模擬儀 表能夠與產(chǎn)生電信號的傳感器一同使用。 【實用新型內(nèi)容】
[0006] 在一個實施例中，儀表系統(tǒng)包括根據(jù)感測到的參數(shù)產(chǎn)生傳感器信號的傳感器。儀 表系統(tǒng)還包括電機和儀表，所述儀表具有刻度盤和由電機驅(qū)動的可移動指示針，并基于指 示針相對于刻度盤的位置來顯示感測到的參數(shù)的計算值。儀表系統(tǒng)還包括：位置傳感器，產(chǎn) 生代表感測到的指示針位置的位置反饋信號；以及控制器，基于傳感器信號和位置反饋信 號，向電機提供驅(qū)動命令。
[0007] 優(yōu)選地，所述控制器產(chǎn)生依據(jù)感測到的參數(shù)的輸出信號。
[0008] 優(yōu)選地，所述儀表系統(tǒng)還包括無線收發(fā)機，與所述控制器電學(xué)連接，其中由所述無 線收發(fā)機無線傳輸所述輸出信號。
[0009] 優(yōu)選地，所述輸出信號被傳輸?shù)降诙x表顯示器。
[0010] 優(yōu)選地，所述第二儀表顯示器是模擬顯示器。
[0011] 優(yōu)選地，所述儀表系統(tǒng)還包括狀態(tài)指示器，基于位置反饋信號與傳感器信號的比 較，指示位置反饋信號和計算值是否對準(zhǔn)。
[0012] 優(yōu)選地，狀態(tài)指示器還指示儀表系統(tǒng)的其它錯誤。
[0013] 優(yōu)選地，狀態(tài)指示器包括單個或多個LED。
[0014] 優(yōu)選地，所述傳感器是壓力傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器、水平傳感器、振動傳 感器、光傳感器、聲傳感器和力傳感器中的至少一個。
[0015] 在另一實施例中，儀表系統(tǒng)包括根據(jù)感測到的參數(shù)產(chǎn)生傳感器信號的多個傳感 器。儀表系統(tǒng)還包括儀表裝置，所述儀表裝置包括：電機；儀表，具有刻度盤和由電機驅(qū)動 的可移動指示針，并且基于指示針相對于刻度盤的位置顯示感測到的參數(shù)的計算值；以及 位置傳感器，基于感測到的指示針位置來產(chǎn)生位置反饋信號。儀表系統(tǒng)還包括控制器，所述 控制器基于計算出的值和位置反饋信號，向儀表裝置的電機提供驅(qū)動命令。
[0016] 優(yōu)選地，所述控制器基于傳感器信號和位置反饋信號之一，向電機提供驅(qū)動命令。
[0017] 優(yōu)選地，所述儀表系統(tǒng)還包括顯示選擇設(shè)備，用于選擇顯示哪個傳感器的計算值。
[0018] 優(yōu)選地，所述儀表系統(tǒng)還包括多個儀表裝置，其中每個儀表裝置的電機基于傳感 器信號和來自所述儀表裝置的位置傳感器的位置反饋信號，從控制器接收驅(qū)動信號。
[0019] 優(yōu)選地，所述儀表系統(tǒng)還包括一個或更多個無線收發(fā)機，與所述控制器電學(xué)連接， 其中由所述無線收發(fā)機無線傳輸所述傳感器信號。
[0020] 優(yōu)選地，所述儀表系統(tǒng)還包括狀態(tài)指示器，指示傳感器信號和反饋信號是否對準(zhǔn)。
[0021] 優(yōu)選地，狀態(tài)指示器指示儀表系統(tǒng)的其它錯誤。
[0022] 優(yōu)選地，狀態(tài)指示器包括單個或多個LED。
[0023] 優(yōu)選地，每個儀表裝置還包括：顯示選擇設(shè)備，用于選擇顯示哪個計算值。
[0024] 優(yōu)選地，至少一個傳感器是壓力傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器、水平傳感器、振 動傳感器、光傳感器、聲傳感器和力傳感器中的至少一個。
[0025] 另一實施例包括一種在具有刻度盤和可移動指示針的儀表上顯示測量值的方法。 產(chǎn)生代表感測到的參數(shù)的傳感器信號。此外，產(chǎn)生依據(jù)所述傳感器信號的計算值，然后通過 相對于刻度盤來移動指示針，使用所述計算值來顯示感測到的參數(shù)的測量值。還產(chǎn)生代表 感測到的指示針位置的位置反饋信號，并驅(qū)動電機以便基于所述計算值和所述位置反饋信 號來移動指示針。
【附圖說明】
[0026] 圖1是示出了根據(jù)本公開實施例的儀表系統(tǒng)的實施例的正視圖。
[0027] 圖2A和2B是示出了本公開的兩個儀表系統(tǒng)的部分側(cè)向截面圖。
[0028] 圖3是示出了根據(jù)本公開實施例的儀表系統(tǒng)的實施例的框圖。
[0029] 圖4A和4B是示出了圖1的儀表系統(tǒng)的兩個操作情況的正視圖。
[0030] 圖5是示出了根據(jù)另一實施例的儀表系統(tǒng)的實施例的框圖。
[0031] 圖6是根據(jù)附加實施例的儀表系統(tǒng)的實施例的框圖。
【具體實施方式】
[0032] 根據(jù)本公開，通過結(jié)合DC或AC電機以及控制系統(tǒng)使用反饋位置傳感器，可以創(chuàng) 建更經(jīng)濟并且更有效的模擬儀表系統(tǒng)，所述模擬儀表系統(tǒng)能夠顯示根據(jù)電信號得到的測量 值。這種模擬儀表系統(tǒng)不僅相對于現(xiàn)有技術(shù)節(jié)約了成本，而且提供了準(zhǔn)確顯示的測量值，具 有指示錯誤或組件故障的能力。此外，在系統(tǒng)中集成無線收發(fā)機允許儀表系統(tǒng)與無線網(wǎng)絡(luò) 進行通信。
[0033] 圖1是示出了儀表系統(tǒng)10的實施例的透視圖，其中所述儀表系統(tǒng)10包括外殼12、 聯(lián)接器（coupling) 13和傳感器囊（capsule) 14。外殼12包括狀態(tài)指示器16、指示針18、驅(qū) 動軸20和刻度盤22 (包括刻度盤標(biāo)記或指示24和刻度盤緊固件26)。
[0034] 外殼12的輪廓是圓形，如圖1所示，然而可以使用例如方形、矩形或橢圓形的任意 其它形狀。在該實施例中，外殼12和聯(lián)接器13作為完全一體化的組件（例如，注模塑料裝 置）彼此相連或通過緊固設(shè)備（例如，外螺紋和內(nèi)螺紋連接）彼此相連。傳感器囊14通過 外螺紋和內(nèi)螺紋連接與聯(lián)接器13相連，但是還可以通過任意其它連接設(shè)備附連到聯(lián)接器 13。
[0035] 狀態(tài)指示器16、指示針18、驅(qū)動軸20和刻度盤22全部在外殼12中。盡管將狀態(tài) 指示器16顯示為位于刻度盤22的表面上，但是可以將其附連到外殼12的任意部分。將指 示針18附連到驅(qū)動軸20。驅(qū)動軸20的近端結(jié)束在指示針18中，或在驅(qū)動軸20穿過指示 針18之后立刻結(jié)束。驅(qū)動軸20的遠端穿過刻度盤22,延續(xù)到儀表系統(tǒng)10中的其它組件。
[0036] 刻度盤標(biāo)記或指示24被附著在刻度盤22,其中可以將所述刻度盤標(biāo)記或指示24 繪制或印刷在刻度盤22上?？潭缺P標(biāo)記或指示24還可以通過任意連接方法（例如，膠連 或塑焊）施加到刻度盤22。刻度盤標(biāo)記或指示24可以圍繞刻度盤22的外周長圓周式地均 勻隔開?？潭缺P標(biāo)記或指示24可以包括主標(biāo)記集和次標(biāo)記集，如圖1所示。
[0037] 外殼12包圍并保護外殼12中的所有組件。傳感器囊14可以附連到系統(tǒng)過程聯(lián) 接器（未示出），使得傳感器囊14中的傳感器可以獲取過程的測量值。在一個實施例中，傳 感器囊14可以包括壓力傳感器，其中所述壓力傳感器可以裝入在壓力端口處的過程系統(tǒng)。 然后，所述壓力傳感器可以測量所述系統(tǒng)過程的壓力，將測量值轉(zhuǎn)換為電信號，并發(fā)送所 述信號。附于刻度盤22正面的狀態(tài)指示器16視覺指示儀表系統(tǒng)10的狀態(tài)。
[0038] 儀表系統(tǒng)10顯示對計算值的視覺呈現(xiàn)。電機沿順時針或逆時針方向旋轉(zhuǎn)驅(qū)動軸 20。轉(zhuǎn)而，驅(qū)動軸20沿相同方向旋轉(zhuǎn)指示針18。指示針18相對于刻度盤22旋轉(zhuǎn)，而刻度盤 標(biāo)記或指示24不旋轉(zhuǎn)?？潭缺P標(biāo)記或指示24表示測量值的單位的主步長（major s