具有折線特性的表頭驅(qū)動電路的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種具有折線特性的表頭驅(qū)動電路，電容C2一端連接交流電源的一端，電容C2另一端連接二極管D2的負(fù)極，二極管D2正極連接交流電源的另一端，電容C2另一端還與二極管D1正極連接，二極管D1負(fù)極與交流信號源AC另一端之間連接電容C1，二極管D1負(fù)極還與電位器RP1一端和電位器RP2一端以及電位器RP3一端連接，電位器RP1另一端連接交流電源另一端，電位器RP2另一端連接表頭的正極，表頭負(fù)極連接交流電源的另一端，電位器RP3另一端連接穩(wěn)壓二極管的負(fù)極，穩(wěn)壓二極管正極連接交流電源另一端。本實用新型解決了線性、倒數(shù)表頭分辨力不均勻的問題，同時成本遠(yuǎn)低于對數(shù)表頭。
【專利說明】具有折線特性的表頭驅(qū)動電路

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及電路參數(shù)測量【技術(shù)領(lǐng)域】，具體地指一種具有折線特性的表頭驅(qū)動電路。

【背景技術(shù)】
[0002]指針表頭常用來指示被測的電壓、電流或者電阻，常用的測量用儀表一般有線性刻度表頭、倒數(shù)刻度表頭和對數(shù)刻度表頭，他們之間的區(qū)別主要在于表頭驅(qū)動電路。線性刻度表頭驅(qū)動電路最簡單，表頭驅(qū)動電路的輸入信號與表頭指示值為線性關(guān)系。但是當(dāng)表頭指示范圍比較大時，刻度低端對應(yīng)的較小值不易分辨。比如使用線性表頭顯示O?1000V電壓時，刻度的低端的10%區(qū)域會非常密集，要準(zhǔn)確分辨5V，1V等較小的值是很困難的。倒數(shù)刻度表頭的輸入信號與表頭指示值成倒數(shù)關(guān)系，較小的輸入信號對應(yīng)較大的表頭指示值。倒數(shù)刻度表頭也存在指示值低端不易分辨的問題，比如用倒數(shù)刻度表頭顯示1000?O Ω電阻的時候，5 Ω，10 Ω等電阻不易準(zhǔn)確分辨。對數(shù)刻度表頭在對數(shù)刻度表頭驅(qū)動電路的驅(qū)動下，其表頭的高端和低端都更容易分辨，但是表頭驅(qū)動需要較復(fù)雜的對數(shù)運(yùn)算電路，生產(chǎn)成本較高。
實用新型內(nèi)容
[0003]本實用新型的目的就是要提供一種具有折線特性的交流信號輸入表頭驅(qū)動電路，該表頭驅(qū)動電路在不同交流輸入信號范圍內(nèi)采用不同的比例，分段將交流輸入信號轉(zhuǎn)換成表頭驅(qū)動電流，每段之間具有一個閾值，即折線轉(zhuǎn)折點(diǎn)，可以通過設(shè)置各個電阻參數(shù)的值，靈活的改變表頭刻度高端和低端的線性以及拐點(diǎn)值的大小，僅用較低的成本就可提高表頭的高端分辨率和低端分辨率。
[0004]為實現(xiàn)此目的，本實用新型所設(shè)計的具有折線特性的表頭驅(qū)動電路，其特征在于:它包括二極管Dl、二極管D2、電容Cl、電容C2、電位器RPl?電位器RP3、穩(wěn)壓二極管Vl和直流電流驅(qū)動表頭BT1，其中，所述電容C2的一端連接交流信號源AC的一端，電容C2的另一端連接二極管D2的負(fù)極，二極管D2的正極連接交流信號源AC的另一端，電容C2的另一端還與二極管Dl的正極連接，二極管Dl的負(fù)極與交流信號源AC的另一端之間連接電容Cl，二極管Dl的負(fù)極還與電位器RPl的一端和電位器RP2的一端以及電位器RP3的一端連接，電位器RPl的另一端連接交流信號源AC的另一端，電位器RP2的另一端連接直流電流驅(qū)動表頭BTl的正極，直流電流驅(qū)動表頭BTl的負(fù)極連接交流信號源AC的另一端，電位器RP3的另一端連接穩(wěn)壓二極管Vl的負(fù)極，穩(wěn)壓二極管Vl的正極連接交流信號源AC的另一端。
[0005]本實用新型的原理為:首先將交流輸入信號整流成直流信號，此直流信號可從電位器RPl分流支路，電位器RP3與穩(wěn)壓二極管Vl構(gòu)成的分流支路，以及電位器RP2與直流電流驅(qū)動表頭BTl構(gòu)成的表頭驅(qū)動支路流過。通過選擇電位器RPl、電位器RP2、電位器RP3與穩(wěn)壓二極管Vl的值，使直流電流驅(qū)動表頭BTl低端對應(yīng)的電流輸入與刻度指示的關(guān)系由電位器RPl支路與電位器RP2支路的參數(shù)確定，直流電流驅(qū)動表頭BTl高端對應(yīng)的電流輸入與刻度指示的關(guān)系由電位器RP1、電位器RP2、電位器RP3三個支路參數(shù)確定，從而實現(xiàn)了輸入電流與輸出指示的分段處理，以提高直流電流驅(qū)動表頭BTl低端的顯示分辨力。
[0006]上述技術(shù)方案中，二極管D1、電容Cl、二極管D2和電容C2組成半波整流電路，其中二極管Dl和電容Cl將交流正半周整流導(dǎo)通至驅(qū)動表頭，二極管D2和電容C2提供負(fù)半周電流通路，電位器RPl為一分流支路，電位器RP3、穩(wěn)壓二極管Vl構(gòu)成另一分流支路，電位器RP2與BTl構(gòu)成直流表頭實際驅(qū)動電路。
[0007]本發(fā)明用較少的器件實現(xiàn)具有折線特性的表頭驅(qū)動電路，通過設(shè)置電位器RPl、i位器RP2和電位器RP3的參數(shù)來靈活的改變表頭的高端、低端線性和拐點(diǎn)。解決了線性、倒數(shù)表頭分辨力不均勻的問題，同時構(gòu)造簡單，成本也遠(yuǎn)低于對數(shù)表頭。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1為本實用新型的電路圖；

【具體實施方式】
[0009]以下結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明:
[0010]如圖1所示具有折線特性的表頭驅(qū)動電路，其特征在于:它包括二極管D1、二極管D2、電容Cl、電容C2、電位器RPl?電位器RP3、穩(wěn)壓二極管Vl和直流電流驅(qū)動表頭BT1，其中，所述電容C2的一端連接交流信號源AC的一端，電容C2的另一端連接二極管D2的負(fù)極，二極管D2的正極連接交流信號源AC的另一端，電容C2的另一端還與二極管Dl的正極連接，二極管Dl的負(fù)極與交流信號源AC的另一端之間連接電容Cl，二極管Dl的負(fù)極還與電位器RPl的一端和電位器RP2的一端以及電位器RP3的一端連接，電位器RPl的另一端連接交流信號源AC的另一端，電位器RP2的另一端連接直流電流驅(qū)動表頭BTl的正極，直流電流驅(qū)動表頭BTl的負(fù)極連接交流信號源AC的另一端，電位器RP3的另一端連接穩(wěn)壓二極管Vl的負(fù)極，穩(wěn)壓二極管Vl的正極連接交流信號源AC的另一端。
[0011]上述技術(shù)方案中，它還包括雙向抑制二極管D3，所述雙向抑制二極管D3的一端連接交流信號源AC的一端，雙向抑制二極管D3的另一端連接交流信號源AC的另一端。雙向抑制二極管D3起限壓保護(hù)作用。
[0012]上述技術(shù)方案中，所述交流信號源AC的輸出范圍為O?5mA。
[0013]上述技術(shù)方案中，所述直流電流驅(qū)動表頭BTl為滿度為直流ImA的表頭。
[0014]希望使用該驅(qū)動電路和滿度電流為直流ImA的直流電流驅(qū)動表頭表頭BTl顯示O?10kV的電壓。直流電流驅(qū)動表頭BTl指示刻度的最左端(即最小信號)為OkV，對應(yīng)整流后的直流電流為0mA，對應(yīng)實際驅(qū)動直流電流驅(qū)動表頭BTl的電流為OmA ;直流電流驅(qū)動表頭BTl指示的最右端(即最大信號)為100kV，對應(yīng)整流后的直流電流為5mA，對應(yīng)實際驅(qū)動直流電流驅(qū)動表頭BTl的電流為1mA。
[0015]為將33.3kV以下電壓(即電壓量程的1/3區(qū)域)顯示的更清楚，設(shè)定該段電壓顯示區(qū)域為表頭左2/3弧長部分，則O?33.3kV電壓對應(yīng)的半波整流電流為5mAX 1/3 =
1.667mA，對應(yīng)的實際表頭驅(qū)動電流為O?0.667mA。
[0016]將33.3kV?10kV電壓區(qū)段設(shè)定在表頭顯示弧長的右1/3部分，則33.3?10kV電壓對應(yīng)的半波整流電流為1.667?5mA，對應(yīng)的實際表頭驅(qū)動電流為0.667?1mA。
[0017]電位器RP3與穩(wěn)壓二極管Vl分流支路中的穩(wěn)壓二極管Vl選擇使用一個常規(guī)電壓2.5V，其特性為，當(dāng)穩(wěn)壓二極管Vl兩端電壓小于2.5V時，穩(wěn)壓管為高阻開路狀態(tài)；當(dāng)穩(wěn)壓二極管Vl兩端電壓超過2.5V時，穩(wěn)壓二極管Vl阻抗下降開始有電流流過穩(wěn)壓二極管VI，并且穩(wěn)壓二極管Vl兩端電壓固定為2.5V。
[0018]當(dāng)交流信號源AC從O開始增加時，交流電流通過半波整流，在電容Cl兩端形成直流電壓。此電壓小于2.5V時，電位器RPl分流支路與電位器RP2、直流電流驅(qū)動表頭BTl支路開始有電流流過，電位器RP3與穩(wěn)壓二極管Vl支路為高阻，沒有電流流過。
[0019]當(dāng)顯示電壓升高至轉(zhuǎn)折點(diǎn)33.3kV時，電容Cl兩端電壓需要升高至2.5V才能讓電位器RP3支路開始導(dǎo)通，從而實現(xiàn)電壓顯示區(qū)段的轉(zhuǎn)換。此時直流電流驅(qū)動表頭BTl對應(yīng)的驅(qū)動電流為0.667mA,因此電位器RP2的阻值和直流電流驅(qū)動表頭BTl的內(nèi)阻之和設(shè)定為
2.5V/0.667mA = 3.748k Ω。
[0020]33.3kV對應(yīng)的半波整流后的總電流為1.667mA,其中電位器RP2與直流電流驅(qū)動表頭BTl支路分流為0.667mA,電位器RP3為臨界導(dǎo)通沒有電流，則電位器RPl支路分流為1.667?0.667 = 1mA。由于電位器RPl與電位器RP2支路并聯(lián)，此時電壓也為2.5V，則電位器RPl的阻值設(shè)定為2.5V/lmA = 2.5kQ。
[0021]當(dāng)顯示電壓為10kV時，半波整流后的總電流為5mA，其中電位器RP2與直流電流驅(qū)動表頭BTl支路的電流為滿度1mA，此支路兩端電壓為3.748k Ω XlmA = 3.748V。由于三個支路并聯(lián)，支路端電壓相同，則電位器RPl支路電流為3.748V/2.5kΩ = 1.5mA。電位器RP3與穩(wěn)壓二極管Vl支路分流為5-1-1.5 = 2.5mA。電位器RP3兩端電壓為本支路端電壓與穩(wěn)壓管電壓之差，即為3.748-2.5 = 1.248V，則電位器RP3 = 1.248V/2.5mA = 500 Ω。
[0022]調(diào)整上述各個電位器的抽頭，使各個電位器的阻值達(dá)到上述計算出來的值，即可實現(xiàn)電壓分段顯示的功能，通過設(shè)置電位器RP1、電位器RP2和電位器RP3的參數(shù)來靈活的改變表頭的高端、低端線性和拐點(diǎn)。解決了線性、倒數(shù)表頭分辨力不均勻的問題。
[0023]本說明書未作詳細(xì)描述的內(nèi)容屬于本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員公知的現(xiàn)有技術(shù)。
【權(quán)利要求】
1.一種具有折線特性的表頭驅(qū)動電路，其特征在于:它包括二極管D1、二極管D2、電容Cl、電容C2、電位器RPl?電位器RP3、穩(wěn)壓二極管Vl和直流電流驅(qū)動表頭BT1，其中，所述電容C2的一端連接交流信號源AC的一端，電容C2的另一端連接二極管D2的負(fù)極，二極管D2的正極連接交流信號源AC的另一端，電容C2的另一端還與二極管Dl的正極連接，二極管Dl的負(fù)極與交流信號源AC的另一端之間連接電容Cl，二極管Dl的負(fù)極還與電位器RPl的一端和電位器RP2的一端以及電位器RP3的一端連接，電位器RPl的另一端連接交流信號源AC的另一端，電位器RP2的另一端連接直流電流驅(qū)動表頭BTl的正極，直流電流驅(qū)動表頭BTl的負(fù)極連接交流信號源AC的另一端，電位器RP3的另一端連接穩(wěn)壓二極管Vl的負(fù)極，穩(wěn)壓二極管Vl的正極連接交流信號源AC的另一端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有折線特性的表頭驅(qū)動電路，其特征在于:它還包括雙向抑制二極管D3,所述雙向抑制二極管D3的一端連接交流信號源AC的一端,雙向抑制二極管D3的另一端連接交流信號源AC的另一端。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有折線特性的表頭驅(qū)動電路，其特征在于:所述交流信號源AC的輸出范圍為O?5mA。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有折線特性的表頭驅(qū)動電路，其特征在于:所述直流電流驅(qū)動表頭BTl為滿度為直流ImA的表頭。
【文檔編號】G01R1/38GK204065181SQ201420370453
【公開日】2014年12月31日 申請日期:2014年7月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月4日
【發(fā)明者】趙堅, 黃志都, 田樹軍, 陳慶發(fā), 胡曉暉, 胡學(xué)軍 申請人:廣西電網(wǎng)公司電力科學(xué)研究院, 武漢市康達(dá)電氣有限公司