專利名稱：雙色指示調節儀表的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種儀表，特別是一種雙色指示調節儀表。
與數字顯示式儀表相比，模擬式儀表的最大優點是視覺響應好，被測參數的大小、動態變化可以一目了然。另外，對某些參數的測量，模擬表的結構較簡單，技術也比較成熟。例如彈簧秤、壓力表等。因而在使用上(特別是用于監視的場合)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，就是說被測參數由裝在表里的一根指針來指示。因而給監測者的視覺反應強度不夠大，監測距離不能太遠。如若同時、長時間監測多個指針式模擬表會容易引起監測者的視覺疲勞，這時安全生產是很不利的。另外，大多數指針式模擬表不具備調節、報警、遙測等功能。儀表的報警功能一般是預先給儀表輸入上限或下限數值，當被測值高于上限或低于下限時，儀表就發出報警信號。然而被測值高于上限或低于下限的差值在一般的儀表里(包括數字顯示儀表)都不能直觀地顯示出來。
本發明的目的在于避免上述現有技術的不足之處而提供一種利用變色二極管隨著被測值的變化而改變顏色，且具有調節、報警和差值顯示功能的雙色指示調節儀表。
本發明的目的可以通過以下措施來達到本發明包括殼體、面板、電源，其特征在于還有檢測電路、比較電路、模擬開關電路、振蕩電路、顯示電路、上、下限報警電路、上、下限給定電路，檢測電路檢測到的信號與上、下限給定電路的輸出一起送到比較電路上進行比較，比較電路的輸出送到振蕩電路及模擬開關電路，模擬開關的輸出送到顯示電路，比較電路的輸出還送到上、下限報警電路。檢測電路中紅外接收管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。
檢測電路是一個無接觸光電式轉角、位移-電壓轉換器，它能將轉角、位移轉換為電壓信號一路進入比較電路，還可引出一路作為遙測輸出，從檢測電路輸出的電壓信號及上、下限給定電路給定的電壓同時加到比較電路上進行比較。比較電路的輸出控制著振蕩電路和模擬開關電路。當信號電壓處于上、下限之間，比較電路輸出控制信號使模擬開關接通信號電壓供顯示電路。當信號電壓高于上限時，比較電路控制振蕩電路，使其起振，從而控制模擬開關交替地接通信號電壓和上限給定值;當信號電壓低于下限時則交替接通信號和下限給值。當上述兩種情況出現時，比較電路能輸出調節信號。
在本儀表里，被測值變化時，其顯示的紅、綠色按比例地隨之變化，而零信號時顯示全綠色(開始一格顯示黃色)，滿信號時則顯示全紅色。
本發明相比現有技術具有如下優點1.由于變色二極管能發出紅、綠兩種反差較大的顏色并能隨著被測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及識別感覺，無論在較暗的環境下或處于較遠的觀測距離都能清楚地觀察。
2.具有上、下限報警功能，當被測值高于上限值或低于下限值時，會自動交替顯示被測值和給定值，形成閃動式差值報警顯示，除了能向監測者提供上、下限報警信息外還能提供其差值信息，使監測功能更為完善。
3.動態反應快、功耗低、壽命長、結構合理、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為本發明的原理方框圖;
圖2為本發明的外形結構示意圖;
圖3為檢測電路的電原理圖;
圖4為比較電路、模擬開關電路、振蕩電路的電壓理圖;
圖5為顯示電路的電原理圖。
本發明下面將結合附圖(實施例)作進一步詳述參照圖1、圖2，本發明由檢測電路1、比較電路2、模擬開關電路3、振蕩電路4、顯示電路5、上、下限報警電路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中雙色發光二極管LED1～LEDn+1并列而成，其形狀可根據儀表的特點或被測參數的特點或儀表的安裝特點及其它要求而設計成條狀、弧狀園形狀或其它形狀(本例設計成條狀)。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2K4都裝在面板8上。檢測電路1中的紅外發射二極管1D1裝在儀表的指針上，其位置與裝在殼體7內的紅外接收管1DUo～1DUn靠近。
參照圖3，檢測電路由(n+1)個單元組成，每個單元包括一個紅外接收管DU、一個非門G組成，另還有一個紅外發射二極管1D1及n個阻值相同的電阻串聯在恒流源1I1上。
當轉動的指針位于某一單元的DU上面時，D發射的紅外光被DU所接收，使DU發射極輸出高電平，經G反相后輸出低電平，而其他反相器開路。
當1Go輸出低電平，將恒流源短路，此時VI輸出零信號電壓，此為零信號狀態。
當Gn輸出低電平，故所有電阻全部串聯到恒流源1I1故此時V1輸出信號電壓V1＝nRI1＝nV。
當某個Gk導通，則V1＝KV，可以看到VI輸出的信號電壓大小與轉角的位置成一一對應關系，完成轉角(P)、位移(D)-電壓(V)轉換功能。
參照圖4，上、下限給定電路6中的2W1、2W2是具有雙滑動觸點的上、下限給定電壓電位器，電位器上端接標準電壓nv，下端接地。上限滑動觸點接比較電路2里1/4IC1中的上限比較器2F1的負輸入端，下限滑動觸點接1/4IC1中的下限比較器2F2的正輸入端，而輸入的信號電壓V1加到2F1的正輸入端及2F2的負輸入端。
當V1處于兩限電壓之間時，兩比較器2F1、2F2都輸出高電平，使模擬開關電路3里1/3IC3中的模擬開關2K1動作，V1′與信號電壓V1相連，V1′送去顯示電路，此時顯示被測信號電壓V1。
當V1高于上限電壓VH時，2F1輸出低電平，2D1截止，2G1起振，交替輸出高、低電平當輸出高電平時，一路使2G5輸出低電平，關閉2K1;另一路使1/3IC3中的2k2動作，使V1′接通VH，顯示電路顯示VH。當2G1輸出低電平時，2K2關閉，而2G5輸出高電平，關閉2K2，而2K1動作，恢復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，產生差值閃動。另外，2F1輸出低電平時，通過上、下限報警電路9中1/5IC2中的2G3及2Q1使2J1動作，2J1-1吸合，輸出上限報警及調節信號。另2G1的振蕩又使上、下限報警電路9中1/4IC1中的2F3交替輸出高、低電平，使2LED1閃動，表明處于高上限狀態。
當V1低于下限電壓VL時，動作原理與高于上限電壓時基本相同，此時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，強制2G1輸出高電平，關閉2K1，2K2動作，V1′接VH，顯示VH，2LED1發光。給定下限的方法是將2K4往下撥，此時顯示VL，正常時2K4處于中間位置。
參照圖5，圖中3R1＝3A2＝……3Rn≡R。在3An的負輸入端加上n伏的基準電壓，由此2A1的負輸入端分得1伏電壓、3A2的負輸入端分得2伏電壓……A1～An都為運算放大器，接成比較器形式，被測電壓V1′都接到比較器的正輸入端。
當V1′小于1V伏時，所有比較器都輸出低電平，所有的三極管3Q1～3Qn都截止，此時變色二極管3LED中的LB發出綠光，只有LR1發出紅光，由于LB與LR組成雙色發光二極管，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1伏＜V1′＜2伏時，3A1輸出高電平，3Q1導通，則LB1熄，LR1亮，3LED1顯示紅色，即顯示面上第一格變為紅色;同時，3LED2中的LB2和LR2都亮，故3LED2顯示黃色。如此類推，當V1′大于nv時，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，被測量的電壓值V1′由紅色的長度顯示出來，其余則顯示綠色，交界處則出現黃點，當交替輸入兩個V1′值(即V1與VH、V1與VL)時，其差值會呈現出紅、綠交替閃動段。
本發明廣泛適用于電參量及非電參量的測量，其中非電參量的測量包括位移、轉角以及壓力、溫度或其它所有可以轉電參量或轉化為位移、轉角的被測參量。
權利要求
1.一種雙色指示調節儀表，包括殼體7、面板8、電源10，其特征在于還有檢測電路1、比較電路2、模擬開關電路3、振蕩電路4、顯示電路5、上、下限報警電路6、上、下限給定電路9，檢測電路1檢測到的信號與上、下限給定電路9的輸出一起送到比較電路2上進行比較，比較電路2的輸出送到振蕩電路4及模擬開關電路3，模擬開關3的輸出送到顯示電路5，比較電路2的輸出還送到上、下限報警電路6。
2.根據權利要求1所述的儀表，其特征在于檢測電路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中運算放大器3A1、3A2……3An的正相輸入端相接。
3.根據權利要求1所述的儀表，其特征在于集成電路IC3采用CD4053。
全文摘要
本發明涉及一種雙色指示調節儀表，它由檢測電路、比較電路、模擬開關電路、振蕩電路、顯示電路、上、下限報警電路、殼體、面板、上、下限給定電路、電源等組成。由于利用檢測電路將儀表指針的位移、轉角轉換成電壓，并經比較電路、模擬開關電路、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。本發明監測功能完善，動態反應快、功耗低、壽命長，適用范圍廣，極易引起人眼的視覺響應及識別感覺，是一種新穎的指示儀表。
文檔編號G01D13/20GK1064936SQ9110169
公開日1992年9月30日 申請日期1991年3月20日 優先權日1991年3月20日
發明者方炳鈞 申請人:方炳鈞
專業數控銑床產品供應商
20年生產經驗，實力工廠，精工品質，質量有保障
