專利名稱：時(shí)鐘式發(fā)光顯示儀表的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型時(shí)鐘式發(fā)光顯示儀表屬于電氣儀表和電子電路技術(shù)領(lǐng)域。
現(xiàn)有技術(shù)中電氣儀表的指針式模擬儀表在對(duì)被測結(jié)果的顯示方面有三點(diǎn)不足①以指鐘的偏轉(zhuǎn)與度盤的對(duì)照讀數(shù)，讀取結(jié)果的速度慢，易出現(xiàn)過失誤差；②指針的慣性，導(dǎo)致對(duì)被測量的響應(yīng)速度慢，因而不能很好地顯示動(dòng)態(tài)量；③指針的示數(shù)會(huì)因儀表位置，外界電磁場等的干擾而產(chǎn)生附加誤差。現(xiàn)有技術(shù)中數(shù)字式顯示儀表，雖然其讀數(shù)的精確度和速度都優(yōu)于指針式儀表，但在顯示方面也有弊?、僮x取結(jié)果一般需識(shí)別四位以上數(shù)字信息，故讀數(shù)速度也不會(huì)很快；②受采樣速度的限制，一般的數(shù)字式儀表也不能很好地顯示動(dòng)態(tài)量；③只能顯示被測量的數(shù)值、不能形象地顯示數(shù)值間隔，故不能快速形象地進(jìn)行顯示值與其它需要值的比較。此外指針式儀表和廣泛使用的LCD顯示數(shù)字儀表均不能在暗環(huán)境中正常讀取測量結(jié)果。
本實(shí)用新型的目的，是設(shè)計(jì)了一種時(shí)鐘式發(fā)光顯示儀表。它對(duì)被測量的大小及其變化的顯示，采用由低功耗(8V、5.9mA)電子電路推動(dòng)，按人們非常熟悉的時(shí)鐘式60分度順序排列，并設(shè)有色彩變化的51位LED發(fā)光顯示，取代現(xiàn)有技術(shù)中電氣儀表的指針式顯示和數(shù)字式顯示，利用電子電路的高響應(yīng)速度和光、色、位置三視覺特征的快速準(zhǔn)確識(shí)別，達(dá)到對(duì)被測量的快速準(zhǔn)確測量和高速響應(yīng)顯示，顯示精度1％，相對(duì)額定誤差0.35％，響應(yīng)速度10－6秒。在暗環(huán)境中也能正常測量讀數(shù)，沒有位置誤差和不受電磁場干擾，克服了現(xiàn)有技術(shù)中儀表在顯示方面的不足。時(shí)鐘式發(fā)光顯示儀表，作為電氣儀表的新型顯示單元，能構(gòu)成測量各種電量和其他模擬量的時(shí)鐘式光顯示儀表，也能直接取代電測儀表中的顯示單元，而成為新型時(shí)鐘式光顯儀表，還可應(yīng)用于電池供電的便攜式儀表。
本實(shí)用新型時(shí)鐘式發(fā)光顯示儀表采取了以下解決方案。為了實(shí)現(xiàn)對(duì)被測量的時(shí)鐘式60分度線性發(fā)光顯示及高速度響應(yīng)，而采用了以CMOS集成電路為主體構(gòu)成的動(dòng)態(tài)掃描多位LED點(diǎn)式(點(diǎn)式／線式)線性電壓顯示驅(qū)動(dòng)電路。該電路以一只10位電平顯示驅(qū)動(dòng)集成電路通過由時(shí)鐘發(fā)生器，脈沖分配器和模擬開關(guān)構(gòu)成的循環(huán)計(jì)數(shù)器的動(dòng)態(tài)掃描，完成六級(jí)50位的線性LED單點(diǎn)(點(diǎn)式／線式)式發(fā)光顯示。高響應(yīng)速度以CMOS電路的響應(yīng)速度為限。為了達(dá)到快速準(zhǔn)確地獲得讀數(shù)，設(shè)置顯示讀數(shù)的LED按人們非常熟悉的時(shí)鐘式60分度順序排列顯示，并且分節(jié)位，一般位、超量程溢出位、電源指示位等不同的顯示點(diǎn)，以不同顏色的LED表示。利用光、色、位置三視覺特征的簡單、形象快速識(shí)別，達(dá)到快而準(zhǔn)地讀取示數(shù)的目的。本實(shí)用新型采用一級(jí)比例運(yùn)算放大器提供多位線性顯示驅(qū)動(dòng)電路的輸入電壓克服了低輸入電壓下顯示誤差較大的缺點(diǎn)；以一只線性電壓顯示驅(qū)動(dòng)集成電路的動(dòng)態(tài)掃描完成多位LED顯示驅(qū)動(dòng)，取代傳統(tǒng)的多只集成電路的鏈接顯示，避免了多只集成電路參數(shù)的離散性帶來的顯示誤差。所有模擬電路部分，均采用矩形同步脈沖方式供電，降低了其靜態(tài)功耗，LED均采用高發(fā)光效率的二極管以脈沖方式供電，降低了功耗且保證了顯示亮度。采用微功耗的CMOS器件和由之構(gòu)成的高效負(fù)電源發(fā)生器。在指示電路中充分利用靜態(tài)功耗。以一只CMOS六反相器振蕩器兼作三部分電路的脈沖源。
本實(shí)用新型時(shí)鐘式發(fā)光顯示儀表將結(jié)合附圖作進(jìn)一步描述。


圖1是本實(shí)用新型時(shí)鐘式發(fā)光顯示儀表的電原理圖。
圖2是本實(shí)用新型時(shí)鐘式發(fā)光顯示儀表的外形示意圖。
參照?qǐng)D1、2，本實(shí)用新型時(shí)鐘式發(fā)光顯示儀表的電路主要有五部分，發(fā)光顯示度盤部分，動(dòng)態(tài)掃描多位LED顯示驅(qū)動(dòng)部分，輸入部分，指示部分和電源部分。動(dòng)態(tài)掃描多位LED顯示驅(qū)動(dòng)部分由LED矩陣、線性電平顯示驅(qū)動(dòng)器IC1，晶體管BG1、BG2、六反相器IC3、脈沖分配器IC4、四雙向模擬開關(guān)IC5、IC6、IC7及相應(yīng)的外圍電路構(gòu)成。動(dòng)態(tài)掃描是由IC3為主體的時(shí)鐘振蕩器驅(qū)動(dòng)IC4和IC5、IC6、IC7組成的循環(huán)計(jì)數(shù)器來完成的。R6、R7、W3用以獲及100mV／位的顯示分度，W4－W8為第二列至第六列LED顯示電壓上下限設(shè)置電位器。在動(dòng)態(tài)掃描作用下，以IC1內(nèi)部基準(zhǔn)電壓為基礎(chǔ)經(jīng)K1－1－K1－6步進(jìn)式選通，形成多擋基準(zhǔn)電壓的步進(jìn)式等間隔展寬，通過與K1－1－K1－6同步的K2－1－K2－6的選通，使與輸入電壓相當(dāng)?shù)腖ED導(dǎo)通發(fā)光，實(shí)現(xiàn)以一級(jí)電平顯示驅(qū)動(dòng)集成電路完成六級(jí)50位的LED發(fā)光顯示。IC1自身的9腳于1腳連接并設(shè)置R9以將其第10位禁止，實(shí)現(xiàn)多位單點(diǎn)顯示。BG1與R3形成受同步脈沖控制的電子開關(guān)，完成對(duì)IC1、IC2的脈沖式供電。六反相器IC3與C1、R4、R5構(gòu)成時(shí)鐘，同時(shí)作為負(fù)電源，同步掃描BG1電子開關(guān)這三部分的公用脈沖源。BG2與R8是與K1－1同步的電子開關(guān)，BG2導(dǎo)通時(shí)的ce間電阻將與K1－1的導(dǎo)通電阻并聯(lián)，以降低第一列LED的顯示誤差。顯示LED均系法向發(fā)光強(qiáng)度比普通管高數(shù)十倍的新型管FG333003、FG313003等，以小電倍獲及正常觀察的需要的亮度。輸入部分由通用運(yùn)放IC2及其外圍電路R1、R2、W1、W2等構(gòu)成的可調(diào)增益比例運(yùn)算放大器，將輸入電壓V1放大為IC1高精度顯示的電壓，調(diào)節(jié)W1與不同的輸入電壓相匹配。顯示部分是通用運(yùn)放IC8為核心的電壓比較器，完成超量程指示(LED51)和電源接通指示(LED01、LED02)，由R10、BG4獲得基準(zhǔn)電壓，以R11、W9從IC2的輸出電壓中獲得比較電壓，調(diào)節(jié)W9使LED50熄滅時(shí)LED51亮。電源包括供電電源Ec和負(fù)電源發(fā)生器，負(fù)電源由時(shí)鐘脈沖至D1、D2、C2、C3的倍壓整流和濾波獲得。
本實(shí)用新型時(shí)鐘式發(fā)光顯示儀表的發(fā)光顯示特點(diǎn)是LED1——LED50按時(shí)鐘式60分度分布在平面暗色圓環(huán)上。分節(jié)位5′、10′、15′………50′為橙色LED(7)。紅色超量程指示(1)LED51，置于55′位上，51′－54′位空缺，以空間間隔形象地表示超量程溢出的意義。其余為綠色LED作一般數(shù)值顯示(3)，LED01和LED02為電源接通指示(2)，倍率指示(4)、擋位選擇開關(guān)(5)，歐姆非均勻標(biāo)度(6)，測試棒插口(8)，歐姆調(diào)零電位器(9)，電源開關(guān)(10)。
權(quán)利要求1.一種時(shí)鐘式發(fā)光顯示儀表，其特征是發(fā)光顯示度盤部分，動(dòng)態(tài)掃描多位LED顯示驅(qū)動(dòng)部分，輸入部分，指示部分和電源五部分構(gòu)成。
2.按照權(quán)利要求1所述的時(shí)鐘式發(fā)光顯示儀表的發(fā)光顯示度盤部分，其特征是色彩變化的LED按時(shí)鐘式60分度分布在平面暗色圓環(huán)上。
3.按照權(quán)利要求1所述的時(shí)鐘式發(fā)光顯示儀表，動(dòng)態(tài)掃描多位LED顯示驅(qū)動(dòng)部分，其特征是由LED矩陣，線性電平顯示驅(qū)動(dòng)器，晶體管、時(shí)鐘發(fā)生器、脈沖分配器、四雙向模擬開關(guān)及相應(yīng)的外圍電路構(gòu)成。
4.按照權(quán)利要求1所述的時(shí)鐘式發(fā)光顯示儀表，輸入部分，其特征是由通用運(yùn)放大器及其外圍電路等構(gòu)成的可調(diào)增益比例運(yùn)算放大器。
5.按照權(quán)利要求1所述的時(shí)鐘式發(fā)光顯示儀表的電源部分，其特征在于供電電源Ec和負(fù)電源發(fā)生器，負(fù)電源由時(shí)鐘脈沖至D1、D2、C2、C3的倍壓整流和濾波獲得。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種時(shí)鐘式發(fā)光顯示儀表，屬電氣儀表及電子電路技術(shù)領(lǐng)域。它由發(fā)光顯示度盤部分，動(dòng)態(tài)掃描多位LED顯示驅(qū)動(dòng)、輸入、指示和電源五部分構(gòu)成。采用高效電子電路推動(dòng)的LED，按人們非常熟悉的時(shí)鐘式60分度順序排列，在平面暗色圓環(huán)上構(gòu)成發(fā)光顯示度盤50分度、顯示精度1％、額定誤差0.35％，能實(shí)現(xiàn)快速準(zhǔn)確讀數(shù)和高速響應(yīng)顯示。它可作為電氣儀表的新型顯示單元。可構(gòu)成測量各種電量和其它模擬量的時(shí)鐘式光顯儀表，或直接取代現(xiàn)有儀表的顯示單元，包括應(yīng)用在電池供電的便攜式儀表。
文檔編號(hào)G01D7/02GK2067398SQ9021381
公開日1990年12月12日 申請(qǐng)日期1990年5月17日 優(yōu)先權(quán)日1990年5月17日
發(fā)明者鄭德佑 申請(qǐng)人:鄭德佑