專(zhuān)利名稱(chēng)：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(jī)對(duì)所測(cè)信號(hào)進(jìn)行采集、處理、并控制顯示的數(shù)字式儀表。
背景技術(shù)：
當(dāng)前所常用的儀表多為機(jī)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(cè)量的信號(hào)變成電壓信號(hào)。該電壓在儀表內(nèi)的線圈中產(chǎn)生相對(duì)應(yīng)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(chǎng)內(nèi)產(chǎn)生庫(kù)侖力，帶動(dòng)線圈轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈再帶動(dòng)上面所固定的指針，從而顯示上述電壓信號(hào)的強(qiáng)度，也即所需測(cè)量信號(hào)的強(qiáng)度。
但從目前的技術(shù)現(xiàn)狀來(lái)看，這種機(jī)械磁電式儀表存在著多種缺陷。第一就是該種儀表的機(jī)械結(jié)構(gòu)，尤其是線圈，需要耗費(fèi)很多金屬。這不僅增加了金屬加工的制造工序，也浪費(fèi)了大量寶貴的金屬材料。第二，此類(lèi)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(huì)使便攜式儀表不便于攜帶，也會(huì)給使用此類(lèi)儀表的設(shè)備增加重量。第三，這種指針式儀表往往需要目測(cè)讀數(shù)。目測(cè)讀數(shù)既不夠準(zhǔn)確，有時(shí)還要經(jīng)過(guò)訓(xùn)練，同時(shí)還要求讀數(shù)有一定的時(shí)間；這個(gè)問(wèn)題在需要快速而精確的讀出某一測(cè)量數(shù)值時(shí)尤為突出。第四，該種儀表不具有存儲(chǔ)功能，測(cè)量過(guò)的一些數(shù)據(jù)如果由于某種原因比如未及時(shí)記錄等需要重新顯現(xiàn)時(shí)，只能重新測(cè)量，而如果被測(cè)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(cè)量相對(duì)穩(wěn)定的數(shù)值。制造或使用過(guò)機(jī)械磁電式儀表的人員都有這種經(jīng)驗(yàn)要儀表的指針基本穩(wěn)定在某一數(shù)值的時(shí)候才能進(jìn)行讀數(shù)。所以如需測(cè)量某一時(shí)間段內(nèi)某些時(shí)間點(diǎn)上的數(shù)值，此類(lèi)儀表就無(wú)法滿足使用者的需要了。第六，一種儀表往往只能測(cè)量一種物理量。而萬(wàn)用表又需要極其復(fù)雜的結(jié)構(gòu)及工藝。第七，此類(lèi)儀表在具有較大重量的同時(shí)，往往還具有較大的體積；這往往是機(jī)械式儀器共有的缺點(diǎn)。以目前的電子技術(shù)水平來(lái)看，此類(lèi)儀表還有很大的縮小體積的空間。第八，目測(cè)讀數(shù)的精度不高，往往需要人為地取舍，造成誤差。第九，機(jī)械部件存在著磨損，這既會(huì)造成測(cè)量精度隨著使用時(shí)間變長(zhǎng)而變差的問(wèn)題，也存在使用壽命不長(zhǎng)的問(wèn)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(chǔ)，可測(cè)量連續(xù)值的非機(jī)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(jià)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(duì)于機(jī)械磁電式儀表來(lái)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(yīng)用本發(fā)明儀表的設(shè)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(guò)數(shù)字直接顯示，也可以同時(shí)由單片機(jī)控制的模擬指針指示，從而減少讀數(shù)時(shí)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(chǔ)功能，能夠存儲(chǔ)一定量的測(cè)量過(guò)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(shí)間段的某些時(shí)間點(diǎn)上對(duì)待測(cè)量進(jìn)行動(dòng)態(tài)測(cè)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(jī)械部件，不會(huì)產(chǎn)生由于機(jī)械部件磨損而產(chǎn)生的誤差，也不會(huì)產(chǎn)生由于機(jī)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(zhǎng)了使用時(shí)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(guò)體積緊湊的電子元件的使用，相對(duì)于傳統(tǒng)機(jī)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(shí)測(cè)量，或僅需通過(guò)修改程序就可以測(cè)量較多的物理量，從而更進(jìn)一步減小體積、重量。
本發(fā)明為達(dá)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(gè)或多于一個(gè)的傳感器，每個(gè)傳感器分別將一個(gè)不同的待測(cè)物理量轉(zhuǎn)化為一個(gè)電壓信號(hào)；與傳感器數(shù)量相同的信號(hào)調(diào)理電路，每一個(gè)上述信號(hào)調(diào)理電路分別接受從每一個(gè)上述傳感器處發(fā)出的信號(hào)并分別將上述信號(hào)進(jìn)行放大；與傳感器數(shù)量相同的低通濾波電路，每一個(gè)上述低通濾波電路接收經(jīng)過(guò)上述信號(hào)調(diào)理電路處理過(guò)的信號(hào)對(duì)噪音干擾進(jìn)行過(guò)濾；一個(gè)信號(hào)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(gè)單片機(jī)，每一個(gè)上述模/數(shù)轉(zhuǎn)換器分別將從每個(gè)上述信號(hào)調(diào)理電路處傳來(lái)的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，再傳送給上述單片機(jī)，上述單片機(jī)中存有預(yù)先按照要求編寫(xiě)好的程序，可以由上述程序控制，進(jìn)行對(duì)上述數(shù)/模轉(zhuǎn)換器處送來(lái)的上述數(shù)字信號(hào)進(jìn)行采集、處理；一個(gè)顯示單元，該顯示單元包括有一個(gè)顯示驅(qū)動(dòng)電路以及一個(gè)被上述顯示驅(qū)動(dòng)電路所驅(qū)動(dòng)的顯示設(shè)備，上述顯示驅(qū)動(dòng)電路由上述單片機(jī)所控制，根據(jù)所測(cè)量的結(jié)果數(shù)據(jù)以及上述單片機(jī)內(nèi)所存儲(chǔ)程序的規(guī)定，來(lái)驅(qū)動(dòng)上述顯示設(shè)備顯示出能夠被使用者所讀出的視覺(jué)信號(hào)；一個(gè)第一穩(wěn)壓器，其由一個(gè)電源提供電能，并能夠向每個(gè)上述傳感器、每個(gè)上述信號(hào)調(diào)理電路、以及每個(gè)上述信號(hào)處理單元提供穩(wěn)定的直流電壓；以及，一個(gè)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(jī)為可編程單片機(jī)，可以對(duì)上述信號(hào)采集的時(shí)間，密度進(jìn)行隨時(shí)的設(shè)置，并對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行存儲(chǔ)。
其中，每一個(gè)上述信號(hào)調(diào)理電路的放大倍數(shù)可調(diào)。
其中，上述顯示設(shè)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(shè)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(jī)自身就帶有模/數(shù)轉(zhuǎn)換功能，這時(shí)上述信號(hào)處理單元就只包括一個(gè)上述單片機(jī)就可以了。
其中，上述顯示設(shè)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(diǎn)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(guò)數(shù)字直接顯示，也可以同時(shí)由單片機(jī)控制的模擬指針指示，從而減少讀數(shù)時(shí)間，增加讀數(shù)精度，能夠存儲(chǔ)一定量的測(cè)量過(guò)的數(shù)值，可以在一定時(shí)間段的某些時(shí)間點(diǎn)上對(duì)待測(cè)量進(jìn)行動(dòng)態(tài)測(cè)量并記錄。其不具有易磨損的機(jī)械部件，不會(huì)產(chǎn)生由于機(jī)械部件磨損而產(chǎn)生的誤差，也不會(huì)產(chǎn)生由于機(jī)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(zhǎng)了使用時(shí)間。


圖1為本發(fā)明之?dāng)?shù)字式儀表最佳實(shí)施例原理圖。
圖2為本發(fā)明另一實(shí)施例的原理圖。
具體實(shí)施例方式
參見(jiàn)圖1，其顯示的是本發(fā)明最佳實(shí)施例的原理圖。本發(fā)明之?dāng)?shù)字式儀表1包括有一個(gè)傳感器11，該傳感器11將待測(cè)物理量轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)。一個(gè)信號(hào)調(diào)理電路12可以接受從傳感器11處發(fā)出的信號(hào)。該信號(hào)調(diào)理電路12的功能是將傳感器11處傳來(lái)的信號(hào)進(jìn)行放大。這個(gè)信號(hào)調(diào)理電路12的放大倍數(shù)為可調(diào)。經(jīng)過(guò)信號(hào)調(diào)理電路12處理過(guò)的信號(hào)可以再經(jīng)過(guò)一個(gè)低通濾波電路13對(duì)噪音干擾進(jìn)行過(guò)濾，然后發(fā)送至一個(gè)信號(hào)處理單元14處。
該信號(hào)處理單元包括有一個(gè)模/數(shù)轉(zhuǎn)換器141和一個(gè)單片機(jī)143。模/數(shù)轉(zhuǎn)換器141將從信號(hào)調(diào)理電路12或者低通濾波電路13處傳來(lái)的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，再傳送給單片機(jī)143。在有些情況下，有些單片機(jī)143自身就帶有模/數(shù)轉(zhuǎn)換功能，這時(shí)信號(hào)處理單元14就只包括一個(gè)單片機(jī)143就可以了。
單片機(jī)143中存有預(yù)先按照要求編寫(xiě)好的程序，可以由這個(gè)程序控制，進(jìn)行對(duì)數(shù)/模轉(zhuǎn)換器141處送來(lái)的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行采集、處理。對(duì)于可編程的單片機(jī)143，還可以對(duì)信號(hào)采集的時(shí)間，密度進(jìn)行隨時(shí)的設(shè)置，并對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行存儲(chǔ)。
經(jīng)過(guò)單片機(jī)143處理過(guò)的測(cè)量結(jié)果數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)一條數(shù)據(jù)線被送至一個(gè)顯示單元15。該顯示單元15包括有一個(gè)顯示驅(qū)動(dòng)電路151以及一個(gè)被該顯示驅(qū)動(dòng)電路151所驅(qū)動(dòng)的顯示設(shè)備153。顯示驅(qū)動(dòng)電路151由單片機(jī)143所控制，根據(jù)所測(cè)量的結(jié)果數(shù)據(jù)以及單片機(jī)143內(nèi)所存儲(chǔ)程序的規(guī)定，來(lái)驅(qū)動(dòng)顯示設(shè)備153顯示出能夠被使用者所讀出的視覺(jué)信號(hào)。
顯示設(shè)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(hào)調(diào)理電路12、以及信號(hào)處理單元14需要一個(gè)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(dòng)也比較大，所以本發(fā)明提供有兩個(gè)單獨(dú)的供電穩(wěn)壓器，即為傳感器11、信號(hào)調(diào)理電路12、以及信號(hào)處理單元14供電的第一穩(wěn)壓器16，以及單獨(dú)為顯示單元15供電的第二穩(wěn)壓器17。
電源可以通過(guò)在便攜式儀表外殼內(nèi)安裝的電池來(lái)提供；在某些固定設(shè)備上所應(yīng)用的本發(fā)明之?dāng)?shù)字式儀表1也可以使用設(shè)備上的電源。
圖2所顯示的是本發(fā)明另外一個(gè)實(shí)施例的原理圖。在本實(shí)施例中，多于一個(gè)的不同信號(hào)分別經(jīng)相應(yīng)數(shù)量的傳感器11’分別傳至對(duì)應(yīng)數(shù)量的信號(hào)調(diào)理電路12’，再可以分別經(jīng)過(guò)對(duì)應(yīng)數(shù)量的低通濾波電路13’，再分別經(jīng)對(duì)應(yīng)數(shù)量的模/數(shù)轉(zhuǎn)換器141’的處理，達(dá)到一個(gè)單片機(jī)143’，在該單片機(jī)143’內(nèi)存有預(yù)先按照要求編寫(xiě)好的程序，可以同時(shí)或分時(shí)對(duì)數(shù)/模轉(zhuǎn)換器141’處送來(lái)的數(shù)字信號(hào)分別進(jìn)行采集、處理。對(duì)于可編程的單片機(jī)143’，還可以對(duì)信號(hào)采集的時(shí)間，密度進(jìn)行隨時(shí)的設(shè)置，并對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行存儲(chǔ)。
經(jīng)過(guò)單片機(jī)143’處理過(guò)的測(cè)量結(jié)果數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)一條數(shù)據(jù)線被送至一個(gè)顯示單元15’。該顯示單元15’包括有一個(gè)顯示驅(qū)動(dòng)電路151’以及一個(gè)被該顯示驅(qū)動(dòng)電路151’所驅(qū)動(dòng)的顯示設(shè)備153’。顯示驅(qū)動(dòng)電路151’由單片機(jī)143’所控制，根據(jù)所測(cè)量的結(jié)果數(shù)據(jù)以及單片機(jī)143’內(nèi)所存儲(chǔ)程序的規(guī)定，來(lái)驅(qū)動(dòng)顯示設(shè)備153’顯示出能夠被使用者所讀出的視覺(jué)信號(hào)。
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(cè)物理量轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)的傳感器，；與傳感器數(shù)量相同的信號(hào)調(diào)理電路，每一個(gè)上述信號(hào)調(diào)理電路分別接受從每一個(gè)上述傳感器處發(fā)出的信號(hào)并分別將上述信號(hào)進(jìn)行放大；與傳感器數(shù)量相同的低通濾波電路，每一個(gè)上述低通濾波電路接收經(jīng)過(guò)上述信號(hào)調(diào)理電路處理過(guò)的信號(hào)對(duì)噪音干擾進(jìn)行過(guò)濾；一個(gè)信號(hào)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(gè)單片機(jī)，每一個(gè)上述模/數(shù)轉(zhuǎn)換器分別將從每個(gè)上述信號(hào)調(diào)理電路處傳來(lái)的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，再傳送給上述單片機(jī)，上述單片機(jī)中存有預(yù)先按照要求編寫(xiě)好的程序，可以由上述程序控制，進(jìn)行對(duì)上述數(shù)/模轉(zhuǎn)換器處送來(lái)的上述數(shù)字信號(hào)進(jìn)行采集、處理；一個(gè)顯示單元，該顯示單元包括有一個(gè)顯示驅(qū)動(dòng)電路以及一個(gè)被上述顯示驅(qū)動(dòng)電路所驅(qū)動(dòng)的顯示設(shè)備，上述顯示驅(qū)動(dòng)電路由上述單片機(jī)所控制，根據(jù)所測(cè)量的結(jié)果數(shù)據(jù)以及上述單片機(jī)內(nèi)所存儲(chǔ)程序的規(guī)定，來(lái)驅(qū)動(dòng)上述顯示設(shè)備顯示出能夠被使用者所讀出的視覺(jué)信號(hào)；一個(gè)第一穩(wěn)壓器，其由一個(gè)電源提供電能，并能夠向每個(gè)上述傳感器、每個(gè)上述信號(hào)調(diào)理電路、以及每個(gè)上述信號(hào)處理單元提供穩(wěn)定的直流電壓；以及，一個(gè)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?dāng)?shù)字式儀表，其特征在于上述單片機(jī)為可編程單片機(jī)，可以對(duì)上述信號(hào)采集的時(shí)間，密度進(jìn)行隨時(shí)的設(shè)置，并對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行存儲(chǔ)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述之?dāng)?shù)字式儀表，其特征在于每一個(gè)上述信號(hào)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?dāng)?shù)字式儀表，其特征在于上述顯示設(shè)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?dāng)?shù)字式儀表，其特征在于上述顯示設(shè)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?dāng)?shù)字式儀表，其特征在于上述單片機(jī)自身就帶有模/數(shù)轉(zhuǎn)換功能，這時(shí)上述信號(hào)處理單元就只包括一個(gè)上述單片機(jī)就可以了。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述之?dāng)?shù)字式儀表，其特征在于上述顯示設(shè)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(gè)傳感器，該傳感器將待測(cè)信號(hào)轉(zhuǎn)化成電壓信號(hào)傳遞給一個(gè)信號(hào)調(diào)理電路進(jìn)行放大。經(jīng)放大的信號(hào)可經(jīng)過(guò)一個(gè)濾波電路后傳至一個(gè)數(shù)/模轉(zhuǎn)換器，再由該數(shù)/模轉(zhuǎn)換器傳給一個(gè)單片機(jī)。該單片機(jī)對(duì)轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行采集、處理，并控制一個(gè)顯示單元進(jìn)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(duì)于傳統(tǒng)的機(jī)械磁電式儀表來(lái)講，減少了金屬材料的使用，減小了體積和重量，增加了測(cè)量精度，延長(zhǎng)了使用壽命。
文檔編號(hào)G01D21/02GK1590972SQ03156249
公開(kāi)日2005年3月9日 申請(qǐng)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(qǐng)人:深圳市恒邦高新技術(shù)有限公司