專利名稱：面板嵌入式數(shù)字直流電流表的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種直流電流表，尤其涉及一種面板嵌入式數(shù)字直流電流表，主 要應(yīng)用于高可靠性的工業(yè)控制領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
直流電流表是一種基礎(chǔ)性測量儀器，廣泛應(yīng)用于各個(gè)工控測量領(lǐng)域，目前，直流電 流表主要分為模擬指針式電流表和數(shù)字顯示直流電流表兩種。模擬指針式直流電流表采用 模擬電流表頭驅(qū)動(dòng)指針指示測量值，能夠有效的響應(yīng)連續(xù)變化的被測直流電流，具有良好 的動(dòng)態(tài)測量性能。數(shù)字顯示式電流表采用液晶或數(shù)碼管指示數(shù)字測量值，能夠?qū)Λ@得的測 量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，具有使用簡單，讀數(shù)直觀、壽命長等優(yōu)點(diǎn)。
發(fā)明內(nèi)容技術(shù)問題現(xiàn)有的模擬指針式直流電流表和數(shù)字顯示式直流電流表都存在一定的缺陷。模擬 指針式直流電流表采用模擬電磁式表頭指示測量值，由于模擬電磁式表頭中存在油絲等阻 尼部件，使得其指針偏轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)極其脆弱，不適合應(yīng)用在有較大機(jī)械振動(dòng)的環(huán)境中，特別是當(dāng) 被測電流信號超過電流表的量程，模擬表頭指針將受到?jīng)_擊，常常使得電流表損壞，導(dǎo)致模 擬表頭使用壽命短。數(shù)字顯示直流電流表雖然取消了模擬表頭，改用LED/LCD顯示，能夠?qū)?測量數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，克服了模擬指針式直流電流表由于油絲和被測信號超量程而引起的 儀表損毀問題，但是數(shù)顯直流電流表顯示的是枯糙的數(shù)字，特別是對連續(xù)變化的電流信號 只能以跳動(dòng)的數(shù)字表示，因此不具備指針式電流表對電流信號連續(xù)變化進(jìn)行動(dòng)態(tài)地模擬指 示特性，尤其在顯示方面，不能滿足人們的觀察習(xí)慣。技術(shù)方案為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提出了一種嵌入面板式直流電流表，其技術(shù)方 案如下—種面板嵌入式數(shù)字直流電流表，包括外殼、指示機(jī)構(gòu)、儀表面板、采樣單元、專用 控制芯片，其特征在于指示機(jī)構(gòu)包含一個(gè)儀表用微型儀表步進(jìn)電機(jī)，專用控制芯片采樣電 流數(shù)據(jù)后通過儀表用微型步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)指針指示電流測量值。所述的面板嵌入式數(shù)字直流電流表，其電流表的外殼由面殼和底殼組成，面殼包 括位于面殼上端的長方體部分和位于長方體部分的下端的圓形突起部分，長方體部分上還 包含一個(gè)突出的長方形透明觀察窗，長方體部分與圓形突起部分連為一體，電流表的底殼 包括空心圓柱形殼體部分和矩形殼體部分，圓柱形殼體部分和矩形殼體部分連為一體，面 殼與底殼通過螺絲接合固定，形成前大后小與前方后圓的外形結(jié)構(gòu)。所述的面板嵌入式數(shù)字直流電流表，其儀表面板上鏤刻有電流刻度表盤，電流刻 度表盤上的所有刻度是均勻的，電流表的測量范圍為0安培到10安培。所述的面板嵌入式數(shù)字直流電流表，其儀表用微型步進(jìn)電機(jī)位于儀表面板的背后，其儀表用微型步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)軸穿過儀表面板，再與指針套接。所述的面板嵌入式數(shù)字直流電流表，其儀表面板上，位于電流刻度表盤的右上方 位置裝有一個(gè)電流超限報(bào)警指示燈。所述的面板嵌入式數(shù)字直流電流表，其電流表底殼的底端外部設(shè)置有一個(gè)標(biāo)記有 “ + ”標(biāo)志的正極接線柱，一個(gè)標(biāo)記有“_”標(biāo)志的負(fù)極接線柱，接線柱均為圓柱形螺桿。技術(shù)效果相對于現(xiàn)有直流電流表，本實(shí)用新型具有如下有益技術(shù)效果1、本實(shí)用新型采用微型儀表步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)指針指示測量值，將模擬指針式直流電 流表和數(shù)字顯示直流電流表的優(yōu)點(diǎn)集于一體，所采用的微型儀表用步進(jìn)電機(jī)是一種數(shù)字化 指示器件，內(nèi)部無游絲阻尼元件，能夠?qū)?shù)字脈沖信號直接轉(zhuǎn)化為角位移量，采用儀表步進(jìn) 電機(jī)指示數(shù)據(jù)，既能夠獲得很好的連續(xù)動(dòng)態(tài)指示性能，又能夠提高指示機(jī)構(gòu)的穩(wěn)定性，延長 電流表的壽命，具有較高的可靠性。2、本實(shí)用新型電流表設(shè)計(jì)了一個(gè)前大后小，前方后圓的外形結(jié)構(gòu)，使得直流電流 表能夠嵌入各種儀表機(jī)箱和控制面板上，不僅能夠和其他儀器儀表協(xié)同工作，而且能夠獨(dú) 立運(yùn)行，當(dāng)電流表出現(xiàn)問題時(shí)，可單獨(dú)卸下電流表，不會(huì)影響儀表臺(tái)其他部分的運(yùn)行，裝配 和卸下非常方便。3、本實(shí)用新型設(shè)置了超量程保護(hù)功能，專用控制芯片能夠?qū)Σ蓸訂卧蓸拥臏y量 信號進(jìn)行判斷和預(yù)處理，當(dāng)測量信號超過了直流電流表的量程，專用控制芯片將通過步進(jìn) 電機(jī)驅(qū)動(dòng)指針指示到電流刻度的最大值，并以閃爍方式點(diǎn)亮超限報(bào)警指示燈，提示用戶電 流信號超過量程。超量程保護(hù)功能解決了模擬直流電流表測量超量程信號容易損壞表頭的 問題，并能夠通過儀表盤上的報(bào)警指示燈給予用戶明顯提示。4、本實(shí)用新型電流表的刻度是均勻的，專用控制芯片從采樣單元獲取測量的電流 數(shù)據(jù)，經(jīng)內(nèi)部數(shù)字濾波處理，再由專用控制芯片驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)推動(dòng)指針指示測量值，因此無 須模擬直流電流表采用的非線性補(bǔ)償。

[0019]圖1面板嵌入式_女字j1流電流表外觀圖；[0020]圖2面板嵌入式_女字j流電流表正視圖；[0021]圖3面板嵌入式_女字j1流電流表底視圖；[0022]圖4面板嵌入式_女字j1流電流表側(cè)視圖；[0023]圖5面板嵌入式_女字j流電流表正向側(cè)拆圖[0024]圖6面板嵌入式_女字j1流電流表背向側(cè)拆圖[0025]圖7面板嵌入式_女字j流電流表電原理框圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖說明本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
。本實(shí)用新型的外觀結(jié)構(gòu)如圖1 圖4所示，包括面殼(1)、底殼(2)、透明觀察窗 ⑶、儀表面板⑷、電流刻度盤(5)、儀表用微型步進(jìn)電機(jī)(6)、指針(7)，正極接線柱⑶與 負(fù)極接線柱(9)、電流超限報(bào)警指示燈(10)、專用控制芯片(11)，電流采樣單元(12)，DC/DC變換器(13)部分。儀表外殼由面殼(1)和底殼(2)組成。面殼(1)由長方體部分(Ia)和圓形突起部分(Ib)組成，長方體部分(Ib)較寬，且包含一個(gè)突出的較小的長方形刻度盤面框，圓形突 起部分(Ia)位于長方體部分(Ia)的下部。底殼(2)由圓柱形殼體部分(2b)和矩形殼體 部分(2a)構(gòu)成，矩形殼體部分(2a)由圓柱形殼體部分(2b)的開口端上半部分延展而成， 與圓柱形部分(2b) —同構(gòu)成底殼(2)與面殼(1)的接面。面殼(1)與底殼(2)通過螺釘 固定接合在一起，構(gòu)成本實(shí)用新型直流電流表同時(shí)具有前大后小與前方后圓的外觀特征， 便于嵌入各類儀表機(jī)箱和控制面板上。在面殼(1)的長方體部分(Ia)上設(shè)有一個(gè)長方形 的透明觀察窗(3)，用戶可以通過透明觀察窗(3)查看儀表面板(4)上的指針和直流電流刻 度，從而方便讀取測量的數(shù)據(jù)。在電流表底殼(2)的底端外部設(shè)置有一個(gè)標(biāo)記有“ + ”標(biāo)志 的正極接線柱(8)，一個(gè)標(biāo)記有“_”標(biāo)志的負(fù)極接線柱(9)，接線柱均為圓柱形螺桿，待測的 直流電流信號直接從接線柱(8)串連接入，從接線柱(9)串連接出。本實(shí)用新型的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的側(cè)拆圖如圖5、圖6所示。直流電流表內(nèi)部包括儀表面板 (4)、儀表用微型步進(jìn)電機(jī)(6)、指針(7)部分組成。儀表面板(4)上包含電流刻度(5)和 報(bào)警指示燈(10)，電流刻度盤(5)正對著長方形透明觀察窗(3)，報(bào)警指示燈(10)位于儀 表面板(4)上的電流刻度(5)的右上方。儀表用微型步進(jìn)電機(jī)(6)位于儀表面板(4)的背 后，儀表用微型步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)軸穿過儀表面板(4)再與指針(7)套接。儀表面板(4)上鏤 刻有電流刻度表盤(5)，電流刻度表盤(5)上的所有刻度是均勻的，電流表的測量范圍為0 安培到10安培，最小分度值為0. 25安培。本實(shí)用新型的電原理框圖如圖7，來自采樣單元(12)的直流電流信號直接送專用 控制芯片(11)的A/D轉(zhuǎn)換端，經(jīng)專用控制芯片(11)內(nèi)部數(shù)字濾波處理和工程物理量變換 后，專用控制芯片(11)將當(dāng)前的測量值轉(zhuǎn)換成驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)軸偏轉(zhuǎn)所需的角位移量， 驅(qū)動(dòng)微型步進(jìn)電機(jī)(6)帶動(dòng)指針(7)偏轉(zhuǎn)到電流刻度盤上的相應(yīng)刻度處，指示當(dāng)前測量的 直流電流數(shù)據(jù)，當(dāng)測量值超過量程(大于10A)時(shí)，指針(7)將停留在最大量程刻度處(10A 刻度位置)，同時(shí)專用控制芯片(11)控制點(diǎn)亮超限報(bào)警指示燈(10)。本實(shí)用新型中，電源的供給情況如下，DC/DC變換器(13)與采樣單元(12)和專用 控制芯片(11)直接相連，電流表工作時(shí)，DC/DC變換器(13)從采樣單元(12)獲取能量，然 后轉(zhuǎn)換成專用控制芯片(11)所需的電壓值，并對專用控制芯片(11)供電，所述的專用控制 芯片(11)和儀表用微型步進(jìn)電機(jī)(6)均為低電壓和低功耗的。本實(shí)用新型結(jié)合了模擬指針式直流電流表和數(shù)字顯示式直流電流表的優(yōu)點(diǎn)，既 具備了指針式儀表模擬動(dòng)態(tài)指示性能好的特點(diǎn)，能夠測量并指示連續(xù)變化的電流，又繼承 了數(shù)字儀表能夠進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理的特性，具有可靠性高、壽命長的特點(diǎn)，滿足人們的觀察習(xí) 慣，可廣泛應(yīng)用于高可靠性的工業(yè)控制領(lǐng)域。
權(quán)利要求一種面板嵌入式數(shù)字直流電流表，包括外殼(1)(2)、指示機(jī)構(gòu)(5)(6)(7)、儀表面板(4)、采樣單元(12)、專用控制芯片(11)，其特征在于指示機(jī)構(gòu)包含一個(gè)儀表用微型步進(jìn)電機(jī)(6)，專用控制芯片(11)采樣直流電流數(shù)據(jù)后通過儀表用微型步進(jìn)電機(jī)(6)驅(qū)動(dòng)指針(7)指示電流測量值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的面板嵌入式數(shù)字直流電流表，其特征在于電流表的外殼由面 殼(1)和底殼(2)組成，面殼(1)包括位于面殼上端的長方體部分(Ia)和位于長方體部分 (Ia)的下端的圓形突起部分(lb)，長方體部分(Ia)上還包含一個(gè)突出的長方形透明觀察 窗(3)，長方體部分(Ia)與圓形突起部分(Ib)連為一體，電流表的底殼(2)包括空心圓柱 形殼體部分(2b)和矩形殼體部分(2a)，圓柱形殼體部分(2b)和矩形殼體部分(2a)連為一 體，面殼(1)與底殼(2)通過螺絲接合固定，形成前大后小與前方后圓的外形結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的面板嵌入式數(shù)字直流電流表，其特征在于儀表面板(4)上鏤 刻有電流刻度表盤(5)，電流刻度表盤(5)上的所有刻度是均勻的，電流表的測量范圍為O 安培到10安培。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的面板嵌入式數(shù)字直流電流表，其特征在于儀表用微型步進(jìn)電 機(jī)(6)位于儀表面板(4)的背后，其儀表用微型步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)軸穿過儀表面板(4)再與指 針(7)套接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的面板嵌入式數(shù)字直流電流表，其特征在于儀表面板(4)上，位 于電流刻度表盤(5)的右上方位置裝有一個(gè)電流超限報(bào)警指示燈(10)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的面板嵌入式數(shù)字直流電流表，其特征在于電流表底殼(2)的 底端外部設(shè)置有一個(gè)標(biāo)記有“ + ”標(biāo)志的正極接線柱(8)，一個(gè)標(biāo)記有“_”標(biāo)志的負(fù)極接線柱 (9)，接線柱均為圓柱形螺桿。
專利摘要一種面板嵌入式數(shù)字直流電流表，表殼由面殼(1)和底殼(2)兩部分組成，面殼(1)與底殼(2)接合后形成一個(gè)長方形前端與空心圓柱形后端的外形結(jié)構(gòu)，正負(fù)接線柱(8)(9)位于底殼(2)的底端上，儀表面板(4)的右上方設(shè)有一個(gè)超限報(bào)警指示燈(10)。電路方面，包含采樣單元(12)、專用控制芯片(11)和儀表用微型步進(jìn)電機(jī)(6)，專用控制芯片(11)控制步進(jìn)電機(jī)(6)帶動(dòng)指針(7)在刻度表盤(5)上偏轉(zhuǎn)指示電流值，本實(shí)用新型結(jié)合了模擬指針式直流電流表和數(shù)顯式電流表的優(yōu)點(diǎn)，既具備了指針表動(dòng)態(tài)指示性能好的特點(diǎn)，又繼承了數(shù)字儀表能進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理的特性，可靠性高、壽命長，可廣泛應(yīng)用于高可靠性的工業(yè)控制領(lǐng)域。
文檔編號G01R19/25GK201569700SQ20102003208
公開日2010年9月1日 申請日期2010年1月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月15日
發(fā)明者彭希南, 管于球, 荀慶來, 謝穩(wěn) 申請人:管于球;彭希南