专利名称：双色指示调节仪表的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种仪表，特别是一种双色指示调节仪表。
与数字显示式仪表相比，模拟式仪表的最大优点是视觉响应好，被测参数的大小、动态变化可以一目了然。另外，对某些参数的测量，模拟表的结构较简单，技术也比较成熟。例如弹簧秤、压力表等。因而在使用上(特别是用于监视的场合)大部分地方仍使用模拟表。
目前几乎所有的模拟表都是指针式。所谓指针式，就是说被测参数由装在表里的一根指针来指示。因而给监测者的视觉反应强度不够大，监测距离不能太远。如若同时、长时间监测多个指针式模拟表会容易引起监测者的视觉疲劳，这时安全生产是很不利的。另外，大多数指针式模拟表不具备调节、报警、遥测等功能。仪表的报警功能一般是预先给仪表输入上限或下限数值，当被测值高于上限或低于下限时，仪表就发出报警信号。然而被测值高于上限或低于下限的差值在一般的仪表里(包括数字显示仪表)都不能直观地显示出来。
本发明的目的在于避免上述现有技术的不足之处而提供一种利用变色二极管随着被测值的变化而改变颜色，且具有调节、报警和差值显示功能的双色指示调节仪表。
本发明的目的可以通过以下措施来达到本发明包括壳体、面板、电源，其特征在于还有检测电路、比较电路、模拟开关电路、振荡电路、显示电路、上、下限报警电路、上、下限给定电路，检测电路检测到的信号与上、下限给定电路的输出一起送到比较电路上进行比较，比较电路的输出送到振荡电路及模拟开关电路，模拟开关的输出送到显示电路，比较电路的输出还送到上、下限报警电路。检测电路中红外接收管1DU1～1DUn的射极分别和非门1Go～1Gn的输入端相接，1Go的输出端分别通过1R1、1R11R2、1R11R21R3……1R11R21R3……1Rn和非门1G1～1Gn的输出端相接，并与比较电路中1/4IC1的2F1的正相输入端及2F2的反相输入端相接，2F1的输出端通过2D1、开关2K4接振荡电路中1/5IC2非门2G1的输入端，2F2的输出端通过2D2、2K4接1/5IC2中非门2G2的输入端，2G1、2G2的输出端分别与模拟开关电路中1/3IC3的2K2、2K3的3、8脚相接，并分别通过2D3、2D4及非门2G5与1/3IC3中2K1的5脚相接，IC3的2、6、9脚相接，并与显示电路中运算放大器3A1、3A2……3An的正相输入端相接。集成电路IC3采用CD4053。
检测电路是一个无接触光电式转角、位移-电压转换器，它能将转角、位移转换为电压信号一路进入比较电路，还可引出一路作为遥测输出，从检测电路输出的电压信号及上、下限给定电路给定的电压同时加到比较电路上进行比较。比较电路的输出控制着振荡电路和模拟开关电路。当信号电压处于上、下限之间，比较电路输出控制信号使模拟开关接通信号电压供显示电路。当信号电压高于上限时，比较电路控制振荡电路，使其起振，从而控制模拟开关交替地接通信号电压和上限给定值;当信号电压低于下限时则交替接通信号和下限给值。当上述两种情况出现时，比较电路能输出调节信号。
在本仪表里，被测值变化时，其显示的红、绿色按比例地随之变化，而零信号时显示全绿色(开始一格显示黄色)，满信号时则显示全红色。
本发明相比现有技术具有如下优点1.由于变色二极管能发出红、绿两种反差较大的颜色并能随着被测值的变化而按比例地随之变化，故能给人以醒目愉快印象，极易引起人眼的视觉响应及识别感觉，无论在较暗的环境下或处于较远的观测距离都能清楚地观察。
2.具有上、下限报警功能，当被测值高于上限值或低于下限值时，会自动交替显示被测值和给定值，形成闪动式差值报警显示，除了能向监测者提供上、下限报警信息外还能提供其差值信息，使监测功能更为完善。
3.动态反应快、功耗低、寿命长、结构合理、外形美观、功能齐全、适用范围广，是一种新颖的指示仪表。
图1为本发明的原理方框图;
图2为本发明的外形结构示意图;
图3为检测电路的电原理图;
图4为比较电路、模拟开关电路、振荡电路的电压理图;
图5为显示电路的电原理图。
本发明下面将结合附图(实施例)作进一步详述参照图1、图2，本发明由检测电路1、比较电路2、模拟开关电路3、振荡电路4、显示电路5、上、下限报警电路6、壳体7、面板8、上、下限给定电路9、电源10等组成。面板8中的显示面由显示电路5中双色发光二极管LED1～LEDn+1并列而成，其形状可根据仪表的特点或被测参数的特点或仪表的安装特点及其它要求而设计成条状、弧状园形状或其它形状(本例设计成条状)。另上、下限给定电路9中的电位器2W1、2W2及振荡电路4中的开关2K4都装在面板8上。检测电路1中的红外发射二极管1D1装在仪表的指针上，其位置与装在壳体7内的红外接收管1DUo～1DUn靠近。
参照图3，检测电路由(n+1)个单元组成，每个单元包括一个红外接收管DU、一个非门G组成，另还有一个红外发射二极管1D1及n个阻值相同的电阻串联在恒流源1I1上。
当转动的指针位于某一单元的DU上面时，D发射的红外光被DU所接收，使DU发射极输出高电平，经G反相后输出低电平，而其他反相器开路。
当1Go输出低电平，将恒流源短路，此时VI输出零信号电压，此为零信号状态。
当Gn输出低电平，故所有电阻全部串联到恒流源1I1故此时V1输出信号电压V1＝nRI1＝nV。
当某个Gk导通，则V1＝KV，可以看到VI输出的信号电压大小与转角的位置成一一对应关系，完成转角(P)、位移(D)-电压(V)转换功能。
参照图4，上、下限给定电路6中的2W1、2W2是具有双滑动触点的上、下限给定电压电位器，电位器上端接标准电压nv，下端接地。上限滑动触点接比较电路2里1/4IC1中的上限比较器2F1的负输入端，下限滑动触点接1/4IC1中的下限比较器2F2的正输入端，而输入的信号电压V1加到2F1的正输入端及2F2的负输入端。
当V1处于两限电压之间时，两比较器2F1、2F2都输出高电平，使模拟开关电路3里1/3IC3中的模拟开关2K1动作，V1′与信号电压V1相连，V1′送去显示电路，此时显示被测信号电压V1。
当V1高于上限电压VH时，2F1输出低电平，2D1截止，2G1起振，交替输出高、低电平当输出高电平时，一路使2G5输出低电平，关闭2K1;另一路使1/3IC3中的2k2动作，使V1′接通VH，显示电路显示VH。当2G1输出低电平时，2K2关闭，而2G5输出高电平，关闭2K2，而2K1动作，恢复V1′接通V1，显示V1。如此交替显示VH和V1，从后述的显示电路可知，产生差值闪动。另外，2F1输出低电平时，通过上、下限报警电路9中1/5IC2中的2G3及2Q1使2J1动作，2J1-1吸合，输出上限报警及调节信号。另2G1的振荡又使上、下限报警电路9中1/4IC1中的2F3交替输出高、低电平，使2LED1闪动，表明处于高上限状态。
当V1低于下限电压VL时，动作原理与高于上限电压时基本相同，此时2F2、2D2、2G2、2K3、2G4、2Q2、2J2、2F4、2LED2代替2F1、2D1、2G1、2K2、2G3、2Q1、2J1、2F3、2LED1。另外2G2的振荡频率较2G1的振荡频率低。
给定上限电压VH的方法是将2K4往上拨，强制2G1输出高电平，关闭2K1，2K2动作，V1′接VH，显示VH，2LED1发光。给定下限的方法是将2K4往下拨，此时显示VL，正常时2K4处于中间位置。
参照图5，图中3R1＝3A2＝……3Rn≡R。在3An的负输入端加上n伏的基准电压，由此2A1的负输入端分得1伏电压、3A2的负输入端分得2伏电压……A1～An都为运算放大器，接成比较器形式，被测电压V1′都接到比较器的正输入端。
当V1′小于1V伏时，所有比较器都输出低电平，所有的三极管3Q1～3Qn都截止，此时变色二极管3LED中的LB发出绿光，只有LR1发出红光，由于LB与LR组成双色发光二极管，故LB1与LR1(即3LED1)共同显示出黄色，即面板8上显示面第一格显示黄色;当1伏＜V1′＜2伏时，3A1输出高电平，3Q1导通，则LB1熄，LR1亮，3LED1显示红色，即显示面上第一格变为红色;同时，3LED2中的LB2和LR2都亮，故3LED2显示黄色。如此类推，当V1′大于nv时，3An输出高电平，3Qn通，则3LEDn+1中的LBn+1和LRn+1都亮，显示黄色，即显示面上最后一格显示黄色，其余显示红色。
可以看到，被测量的电压值V1′由红色的长度显示出来，其余则显示绿色，交界处则出现黄点，当交替输入两个V1′值(即V1与VH、V1与VL)时，其差值会呈现出红、绿交替闪动段。
本发明广泛适用于电参量及非电参量的测量，其中非电参量的测量包括位移、转角以及压力、温度或其它所有可以转电参量或转化为位移、转角的被测参量。
权利要求
1.一种双色指示调节仪表，包括壳体7、面板8、电源10，其特征在于还有检测电路1、比较电路2、模拟开关电路3、振荡电路4、显示电路5、上、下限报警电路6、上、下限给定电路9，检测电路1检测到的信号与上、下限给定电路9的输出一起送到比较电路2上进行比较，比较电路2的输出送到振荡电路4及模拟开关电路3，模拟开关3的输出送到显示电路5，比较电路2的输出还送到上、下限报警电路6。
2.根据权利要求1所述的仪表，其特征在于检测电路1中红外接收管1DU1～1DUn的射极分别和非门1Go～1Gn的输入端相接，1Go的输出端分别通过1R1、1R11R2、1R11R21R3……1R11R21R3……1Rn和非门1G1～1Gn的输出端相接，并与比较电路2中1/4IC1的2F1的正相输入端及2F2的反相输入端相接，2F1的输出端通过2D1、开关2K4接振荡电路4中1/5IC2非门2G1的输入端，2F2的输出端通过2D2、2K4接1/5IC2中非门2G2的输入端，2G1、2G2的输出端分别与模拟开关电路3中1/3IC3的2K2、2K3的3、8脚相接，并分别通过2D3、2D4及非门2G5与1/3IC3中2K1的5脚相接，IC3的2、6、9脚相接，并与显示电路5中运算放大器3A1、3A2……3An的正相输入端相接。
3.根据权利要求1所述的仪表，其特征在于集成电路IC3采用CD4053。
全文摘要
本发明涉及一种双色指示调节仪表，它由检测电路、比较电路、模拟开关电路、振荡电路、显示电路、上、下限报警电路、壳体、面板、上、下限给定电路、电源等组成。由于利用检测电路将仪表指针的位移、转角转换成电压，并经比较电路、模拟开关电路、显示电路等处理，且在仪表面板上装了一排LED变色二极管，故使其能随着被测值的变化而按比例地随之改变，从而给人以醒目和愉快的印象。本发明监测功能完善，动态反应快、功耗低、寿命长，适用范围广，极易引起人眼的视觉响应及识别感觉，是一种新颖的指示仪表。
文档编号G01D13/20GK1064936SQ9110169
公开日1992年9月30日 申请日期1991年3月20日 优先权日1991年3月20日
发明者方炳钧 申请人:方炳钧