專利名稱：通用數(shù)字式直流電壓表的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種通用數(shù)字式直流電壓表，尤其涉及一種通用數(shù)字指針式直流
電壓表。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的指針式直流電壓表均是模擬儀表，采用磁電式原理驅(qū)動(dòng)其指針，即指針機(jī) 構(gòu)在載流線圈互相作用下產(chǎn)生安培力矩，該力矩克服游絲彈簧等阻尼部件的扭轉(zhuǎn)力矩后， 推動(dòng)指針偏轉(zhuǎn)，其指針偏轉(zhuǎn)角度的大小與指針機(jī)構(gòu)所受的扭轉(zhuǎn)力矩有關(guān)，而扭轉(zhuǎn)力矩的大 小由通過線圈電流的大小決定，因此其指針機(jī)構(gòu)特別容易受到材料、環(huán)境溫度和濕度、制造 工藝等綜合因素的影響，導(dǎo)致有較大誤差，而脆弱的游絲等部件特別容易損壞，可靠性不 高。

發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供了一種數(shù)字式直流電壓表，而且是采用指針指示的經(jīng)久
耐用的數(shù)字式直流電壓表。該儀表采用單片機(jī)為核心控制部件，以微型步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸
來帶動(dòng)指針，從而完全擯棄了磁電式原理的模擬指針驅(qū)動(dòng)方案，實(shí)現(xiàn)直流電壓的數(shù)字化測
量和數(shù)字化指針指示，該儀表可直接嵌入電氣控制柜或儀表機(jī)箱的外表面，完全可以替代
傳統(tǒng)的模擬直流電壓表。 本實(shí)用新型采取的技術(shù)方案是 —種通用數(shù)字式直流電壓表，包括面板蓋、刻度面板、PCB電路板、底殼、指針、微 型步進(jìn)電機(jī)、單片機(jī)，其特征在于方形的刻度面板上鏤刻有一個(gè)刻度表盤，底殼上有一個(gè) 空心的圓柱形臺(tái)階，臺(tái)階內(nèi)安裝有一個(gè)微型步進(jìn)電機(jī)，指針由微型步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸帶動(dòng)。 所述的通用數(shù)字式直流電壓表，其面板蓋與底殼均為方形結(jié)構(gòu)，面板蓋與底殼相 連，在面板蓋與底殼之間包含有方形的刻度面板和PCB電路板。 所述的通用數(shù)字式直流電壓表，其方形的刻度面板上鏤刻有一個(gè)半圓弧形的刻度
表盤，半圓弧形的刻度表盤上的所有刻度都是均勻的，最小刻度分辨率為0. 5V。 所述的通用數(shù)字式直流電壓表，其底殼向外側(cè)伸出一個(gè)中間為空心的圓柱形臺(tái)
階，一個(gè)具有單轉(zhuǎn)動(dòng)軸的微型步進(jìn)電機(jī)嵌入并安裝在空心的圓柱形臺(tái)階內(nèi)，微型步進(jìn)電機(jī)
由單片機(jī)控制，兩者均焊接在PCB電路板上。 所述的通用數(shù)字式直流電壓表，在面板蓋與刻度面板之間有一根指針，指針的一 端穿過刻度面板后直接插入微型步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸上，由微型步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸帶動(dòng)其偏 轉(zhuǎn)。 所述的通用數(shù)字式直流電壓表，其底殼上有一個(gè)用于RS-485通信的DB9芯接插 件。 所述的通用數(shù)字式直流電壓表，其底殼的圓柱形臺(tái)階上還有兩個(gè)用于直流電壓輸 入的端子，一個(gè)是直流電壓(+)的輸入端子、另一個(gè)是直流電壓(_)的輸入端子。[0012] 所述的通用數(shù)字式直流電壓表，其直流電壓輸入信號(hào)從兩個(gè)端子引入，經(jīng)分壓網(wǎng) 絡(luò)后， 一路進(jìn)入信號(hào)調(diào)理電路，再送單片機(jī)的A/D端，另一路送電荷泵供電電路，該電路與 單片機(jī)的電源端口相連。 所述的通用數(shù)字式直流電壓表，其底殼的四角上的分別有四個(gè)安裝螺絲，可以直 接將直流電壓表安裝固定在電控柜或儀表箱的外殼上。
與傳統(tǒng)的模擬指針式直流電壓表相比，本實(shí)用新型的有益效果如下 本實(shí)用新型采用數(shù)字化指針指示技術(shù)，儀表內(nèi)部沒有游絲等易損部件，直流電壓
輸入信號(hào)通過分壓網(wǎng)絡(luò)后送信號(hào)調(diào)理電路進(jìn)行數(shù)字濾波等量化處理，再送單片機(jī)的A/D轉(zhuǎn)
換端，經(jīng)計(jì)算后由單片機(jī)I/O端口直接驅(qū)動(dòng)微型步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸帶動(dòng)指針，其指針在直
流電壓數(shù)字刻度盤上指示當(dāng)前的直流電壓測量值，具有測量精度高、壽命長、可靠性好、滿
足人們觀察習(xí)慣的特點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于各類直流電源、開關(guān)電源箱、直流屏控制柜和工業(yè)控
制領(lǐng)域。

圖1是本實(shí)用新型的外形圖；圖2是本實(shí)用新型的正視圖；圖3是本實(shí)用新型的側(cè)視圖；圖4是本實(shí)用新型的后視圖；圖5是本實(shí)用新型的爆炸外形圖；圖6是本實(shí)用新型的指針、面板與步進(jìn)電機(jī)裝配位置側(cè)視圖圖7是本實(shí)用新型的電原理框圖。
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)用新型所公開的通用數(shù)字式直流電壓表包括面板蓋(1)、刻度面板(2) 、PCB 電路板(3)、底殼(4)、鏤刻在刻度面板(2)上的半圓弧形的數(shù)字刻度表盤(5)、指針(6)、 DB9接插件(7)、直流電壓(+)輸入端(8)、直流電壓(_)輸入端(9)、底殼上向外伸展的一 個(gè)空心圓柱形臺(tái)階(10)、底殼四角上的安裝螺絲(11) (12) (13) (14)、單轉(zhuǎn)動(dòng)軸的微型步進(jìn) 電機(jī)(15)、單片機(jī)(16)、步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)軸(17)。 本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)上是由面板蓋(1)、刻度面板(2) 、 PCB電路板(3)、底殼(4)四大 部分連接而成，其中，面板蓋(1)、刻度面板(2)與底殼(4)均為方形結(jié)構(gòu)，在結(jié)構(gòu)上，面板蓋 (1)與底殼(4)相連，在面板蓋(1)與底殼(4)之間包含有方形的刻度面板(2)和PCB電路 板(3)，在其方形的刻度面板(2)上鏤刻有一個(gè)半圓弧形的刻度表盤(5)，半圓弧形的刻度 表盤(5)上的所有刻度都是均勻的，最小刻度分辨率為0.5V。在底殼(4)上向外側(cè)伸出一 個(gè)中間為空心的圓柱形臺(tái)階(IO)，一個(gè)具有單轉(zhuǎn)動(dòng)軸的微型步進(jìn)電機(jī)(15)嵌入安裝在空 心的圓柱形臺(tái)階(10)內(nèi)，微型步進(jìn)電機(jī)(15)由單片機(jī)(16)控制，兩者均焊接在PCB電路 板(3)上。在面板蓋(1)與刻度面板(2)之間，有一根指針(6)，指針(6)的一端穿過刻度 面板(2)，直接與微型步進(jìn)電機(jī)(15)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸相連。 底殼(4)上有一個(gè)用于RS-485通信的DB9芯接插件(7)，通過該接插件可直接與上位計(jì)算機(jī)之間實(shí)現(xiàn)主從通信，底殼(4)上還有兩個(gè)用于直流電壓信號(hào)輸入的螺旋緊固端 子(8) (9)。 本實(shí)用新型中，待測量的直流電壓輸入信號(hào)分別從直流電壓的(+)輸入端(8)和 直流電壓的(_)輸入端(9)引入，經(jīng)分壓網(wǎng)絡(luò)分壓后分兩路輸出，其中一路進(jìn)入信號(hào)調(diào)理電 路處理，然后送單片機(jī)(16)的A/D轉(zhuǎn)換端進(jìn)行采樣，所述的單片機(jī)(16)是一款低功耗、低 電壓驅(qū)動(dòng)的芯片，可將當(dāng)前測得的電壓值經(jīng)工程量變換后計(jì)算轉(zhuǎn)換成為步進(jìn)電機(jī)(15)轉(zhuǎn) 動(dòng)軸(17)偏轉(zhuǎn)所需的角度位移量；另一路則送電荷泵供電電路，電荷泵供電電路的基本原 理是，通過電容對(duì)電荷的積累效應(yīng)而產(chǎn)生高壓，相當(dāng)于一個(gè)存儲(chǔ)的電源，既作為單片機(jī)(16) 和步進(jìn)電機(jī)(15)的供電電源，又可保證在低電壓輸入或輸入的直流電壓為零時(shí)，電荷泵供 電電路內(nèi)存儲(chǔ)的電源可保證驅(qū)動(dòng)微型步進(jìn)電機(jī)(15)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸偏轉(zhuǎn)，或?qū)崿F(xiàn)指針(6)歸零動(dòng) 作所需的能量，其所述的電荷泵供電電路、微型步進(jìn)電機(jī)(15)、單片機(jī)(16)均焊接在PCB電 路板(3)上。 本實(shí)用新型利用底殼四角上的安裝螺絲(11) (12) (13) (14)，可以直接方便地將其 安裝固定在電控柜或儀表箱的外殼上。 本實(shí)用新型中，所述的實(shí)施方式只是體現(xiàn)本實(shí)用新型技術(shù)方案的優(yōu)選方案，本技 術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員對(duì)其中的某些局部所可能做出的一些變動(dòng)均體現(xiàn)了本實(shí)用新型的原理， 屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求一種通用數(shù)字式直流電壓表，包括面板蓋(1)、刻度面板(2)、PCB電路板(3)、底殼(4)、指針(6)、微型步進(jìn)電機(jī)(15)、單片機(jī)(16)，其特征在于方形的刻度面板(2)上鏤刻有一個(gè)刻度表盤(5)，底殼(4)上有一個(gè)空心的圓柱形臺(tái)階(10)，臺(tái)階內(nèi)安裝有一個(gè)微型步進(jìn)電機(jī)(15)，指針(6)由微型步進(jìn)電機(jī)(15)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸帶動(dòng)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的通用數(shù)字式直流電壓表，其特征在于，面板蓋(1)與底殼(4) 均為方形結(jié)構(gòu)，面板蓋(1)與底殼(4)相連，在面板蓋(1)與底殼(4)之間包含有方形的刻 度面板(2)和PCB電路板(3)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的通用數(shù)字式直流電壓表，其特征在于，方形的刻度面板(2)上 鏤刻有一個(gè)半圓弧形的刻度表盤(5)，半圓弧形的刻度表盤(5)上的所有刻度都是均勻的， 最小刻度分辨率為0. 5V。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的通用數(shù)字式直流電壓表，其特征在于，底殼(4)上向外側(cè)伸出 一個(gè)中間為空心的圓柱形臺(tái)階(IO)，一個(gè)具有單轉(zhuǎn)動(dòng)軸的微型步進(jìn)電機(jī)(15)嵌入安裝在 空心的圓柱形臺(tái)階(10)內(nèi)，微型步進(jìn)電機(jī)(15)由單片機(jī)(16)控制，兩者均焊接在PCB電 路板(3)上。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的通用數(shù)字式直流電壓表，其特征在于，在面板蓋(1)與刻 度面板(2)之間有一根指針(6)，指針(6)的一端穿過刻度面板(2)后直接插入微型步進(jìn)電 機(jī)(15)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸(17)上，由微型步進(jìn)電機(jī)(15)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸帶動(dòng)其偏轉(zhuǎn)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的通用數(shù)字式直流電壓表，其特征在于，底殼(4)上有一個(gè)用于 RS-485通信的DB9芯接插件(7)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的通用數(shù)字式直流電壓表，其特征在于，底殼(4)的圓柱形臺(tái)階 (10)上還有兩個(gè)用于直流電壓輸入的端子，一個(gè)是直流電壓(+)輸入端子(8)、另一個(gè)是直 流電壓(_)輸入端子(9)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的通用數(shù)字式直流電壓表，其特征在于，電壓輸入信號(hào)從端子 (8) (9)引入，經(jīng)分壓網(wǎng)絡(luò)后，一路進(jìn)入信號(hào)調(diào)理電路，再送單片機(jī)(16)的A/D端，另一路送 電荷泵供電電路，該電路與單片機(jī)的電源端口相連。
9. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的通用數(shù)字式直流電壓表，其特征在于，底殼(4)的四角上的分 別有安裝螺絲(11) (12) (13) (14)，可以直接將直流電壓表安裝固定在電控柜或儀表箱的外 殼上。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種通用數(shù)字式直流電壓表，包括面板蓋、刻度面板、PCB電路板、底殼、指針、微型步進(jìn)電機(jī)、單片機(jī)，其特征在于，方形的刻度面板上鏤刻有一個(gè)半圓弧形狀的數(shù)字刻度表，底殼上有一個(gè)空心的圓柱形臺(tái)階，臺(tái)階內(nèi)安裝有一個(gè)微型步進(jìn)電機(jī)，在面板蓋與刻度面板之間有一根指針，指針穿過刻度面板后由微型步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸帶動(dòng)，微型步進(jìn)電機(jī)則由單片機(jī)控制，底蓋上有一個(gè)DB9芯接插件，可直接與上位計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)RS-485通信，還有兩個(gè)用于直流電壓輸入的端子。該表可直接嵌入安裝在直流電源、開關(guān)電源箱、電氣控制柜的外殼，與傳統(tǒng)的模擬指針式直流電壓表相比，本實(shí)用新型具有測量精度高、壽命長、可靠性好的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01R19/25GK201548613SQ20092025953
公開日2010年8月11日 申請(qǐng)日期2009年12月8日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月8日
發(fā)明者彭希南, 彭程 申請(qǐng)人:彭希南