专利名称：面板嵌入式数字直流电流表的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种直流电流表，尤其涉及一种面板嵌入式数字直流电流表，主 要应用于高可靠性的工业控制领域。
背景技术：
直流电流表是一种基础性测量仪器，广泛应用于各个工控测量领域，目前，直流电 流表主要分为模拟指针式电流表和数字显示直流电流表两种。模拟指针式直流电流表采用 模拟电流表头驱动指针指示测量值，能够有效的响应连续变化的被测直流电流，具有良好 的动态测量性能。数字显示式电流表采用液晶或数码管指示数字测量值，能够对获得的测 量数据进行分析处理，具有使用简单，读数直观、寿命长等优点。
发明内容技术问题现有的模拟指针式直流电流表和数字显示式直流电流表都存在一定的缺陷。模拟 指针式直流电流表采用模拟电磁式表头指示测量值，由于模拟电磁式表头中存在油丝等阻 尼部件，使得其指针偏转机构极其脆弱，不适合应用在有较大机械振动的环境中，特别是当 被测电流信号超过电流表的量程，模拟表头指针将受到冲击，常常使得电流表损坏，导致模 拟表头使用寿命短。数字显示直流电流表虽然取消了模拟表头，改用LED/LCD显示，能够对 测量数据进行预处理，克服了模拟指针式直流电流表由于油丝和被测信号超量程而引起的 仪表损毁问题，但是数显直流电流表显示的是枯糙的数字，特别是对连续变化的电流信号 只能以跳动的数字表示，因此不具备指针式电流表对电流信号连续变化进行动态地模拟指 示特性，尤其在显示方面，不能满足人们的观察习惯。技术方案为解决上述技术问题，本实用新型提出了一种嵌入面板式直流电流表，其技术方 案如下—种面板嵌入式数字直流电流表，包括外壳、指示机构、仪表面板、采样单元、专用 控制芯片，其特征在于指示机构包含一个仪表用微型仪表步进电机，专用控制芯片采样电 流数据后通过仪表用微型步进电机驱动指针指示电流测量值。所述的面板嵌入式数字直流电流表，其电流表的外壳由面壳和底壳组成，面壳包 括位于面壳上端的长方体部分和位于长方体部分的下端的圆形突起部分，长方体部分上还 包含一个突出的长方形透明观察窗，长方体部分与圆形突起部分连为一体，电流表的底壳 包括空心圆柱形壳体部分和矩形壳体部分，圆柱形壳体部分和矩形壳体部分连为一体，面 壳与底壳通过螺丝接合固定，形成前大后小与前方后圆的外形结构。所述的面板嵌入式数字直流电流表，其仪表面板上镂刻有电流刻度表盘，电流刻 度表盘上的所有刻度是均勻的，电流表的测量范围为0安培到10安培。所述的面板嵌入式数字直流电流表，其仪表用微型步进电机位于仪表面板的背后，其仪表用微型步进电机转动轴穿过仪表面板，再与指针套接。所述的面板嵌入式数字直流电流表，其仪表面板上，位于电流刻度表盘的右上方 位置装有一个电流超限报警指示灯。所述的面板嵌入式数字直流电流表，其电流表底壳的底端外部设置有一个标记有 “ + ”标志的正极接线柱，一个标记有“_”标志的负极接线柱，接线柱均为圆柱形螺杆。技术效果相对于现有直流电流表，本实用新型具有如下有益技术效果1、本实用新型采用微型仪表步进电机驱动指针指示测量值，将模拟指针式直流电 流表和数字显示直流电流表的优点集于一体，所采用的微型仪表用步进电机是一种数字化 指示器件，内部无游丝阻尼元件，能够将数字脉冲信号直接转化为角位移量，采用仪表步进 电机指示数据，既能够获得很好的连续动态指示性能，又能够提高指示机构的稳定性，延长 电流表的寿命，具有较高的可靠性。2、本实用新型电流表设计了一个前大后小，前方后圆的外形结构，使得直流电流 表能够嵌入各种仪表机箱和控制面板上，不仅能够和其他仪器仪表协同工作，而且能够独 立运行，当电流表出现问题时，可单独卸下电流表，不会影响仪表台其他部分的运行，装配 和卸下非常方便。3、本实用新型设置了超量程保护功能，专用控制芯片能够对采样单元采样的测量 信号进行判断和预处理，当测量信号超过了直流电流表的量程，专用控制芯片将通过步进 电机驱动指针指示到电流刻度的最大值，并以闪烁方式点亮超限报警指示灯，提示用户电 流信号超过量程。超量程保护功能解决了模拟直流电流表测量超量程信号容易损坏表头的 问题，并能够通过仪表盘上的报警指示灯给予用户明显提示。4、本实用新型电流表的刻度是均勻的，专用控制芯片从采样单元获取测量的电流 数据，经内部数字滤波处理，再由专用控制芯片驱动步进电机推动指针指示测量值，因此无 须模拟直流电流表采用的非线性补偿。
[0019]图1面板嵌入式_女字j1流电流表外观图；[0020]图2面板嵌入式_女字j流电流表正视图；[0021]图3面板嵌入式_女字j1流电流表底视图；[0022]图4面板嵌入式_女字j1流电流表侧视图；[0023]图5面板嵌入式_女字j流电流表正向侧拆图[0024]图6面板嵌入式_女字j1流电流表背向侧拆图[0025]图7面板嵌入式_女字j流电流表电原理框图。
具体实施方式
以下结合附图说明本实用新型的具体实施方式
。本实用新型的外观结构如图1 图4所示，包括面壳(1)、底壳(2)、透明观察窗 ⑶、仪表面板⑷、电流刻度盘(5)、仪表用微型步进电机(6)、指针(7)，正极接线柱⑶与 负极接线柱(9)、电流超限报警指示灯(10)、专用控制芯片(11)，电流采样单元(12)，DC/DC变换器(13)部分。仪表外壳由面壳(1)和底壳(2)组成。面壳(1)由长方体部分(Ia)和圆形突起部分(Ib)组成，长方体部分(Ib)较宽，且包含一个突出的较小的长方形刻度盘面框，圆形突 起部分(Ia)位于长方体部分(Ia)的下部。底壳(2)由圆柱形壳体部分(2b)和矩形壳体 部分(2a)构成，矩形壳体部分(2a)由圆柱形壳体部分(2b)的开口端上半部分延展而成， 与圆柱形部分(2b) —同构成底壳(2)与面壳(1)的接面。面壳(1)与底壳(2)通过螺钉 固定接合在一起，构成本实用新型直流电流表同时具有前大后小与前方后圆的外观特征， 便于嵌入各类仪表机箱和控制面板上。在面壳(1)的长方体部分(Ia)上设有一个长方形 的透明观察窗(3)，用户可以通过透明观察窗(3)查看仪表面板(4)上的指针和直流电流刻 度，从而方便读取测量的数据。在电流表底壳(2)的底端外部设置有一个标记有“ + ”标志 的正极接线柱(8)，一个标记有“_”标志的负极接线柱(9)，接线柱均为圆柱形螺杆，待测的 直流电流信号直接从接线柱(8)串连接入，从接线柱(9)串连接出。本实用新型的内部结构的侧拆图如图5、图6所示。直流电流表内部包括仪表面板 (4)、仪表用微型步进电机(6)、指针(7)部分组成。仪表面板(4)上包含电流刻度(5)和 报警指示灯(10)，电流刻度盘(5)正对着长方形透明观察窗(3)，报警指示灯(10)位于仪 表面板(4)上的电流刻度(5)的右上方。仪表用微型步进电机(6)位于仪表面板(4)的背 后，仪表用微型步进电机转动轴穿过仪表面板(4)再与指针(7)套接。仪表面板(4)上镂 刻有电流刻度表盘(5)，电流刻度表盘(5)上的所有刻度是均勻的，电流表的测量范围为0 安培到10安培，最小分度值为0. 25安培。本实用新型的电原理框图如图7，来自采样单元(12)的直流电流信号直接送专用 控制芯片(11)的A/D转换端，经专用控制芯片(11)内部数字滤波处理和工程物理量变换 后，专用控制芯片(11)将当前的测量值转换成驱动步进电机转动轴偏转所需的角位移量， 驱动微型步进电机(6)带动指针(7)偏转到电流刻度盘上的相应刻度处，指示当前测量的 直流电流数据，当测量值超过量程(大于10A)时，指针(7)将停留在最大量程刻度处(10A 刻度位置)，同时专用控制芯片(11)控制点亮超限报警指示灯(10)。本实用新型中，电源的供给情况如下，DC/DC变换器(13)与采样单元(12)和专用 控制芯片(11)直接相连，电流表工作时，DC/DC变换器(13)从采样单元(12)获取能量，然 后转换成专用控制芯片(11)所需的电压值，并对专用控制芯片(11)供电，所述的专用控制 芯片(11)和仪表用微型步进电机(6)均为低电压和低功耗的。本实用新型结合了模拟指针式直流电流表和数字显示式直流电流表的优点，既 具备了指针式仪表模拟动态指示性能好的特点，能够测量并指示连续变化的电流，又继承 了数字仪表能够进行数据预处理的特性，具有可靠性高、寿命长的特点，满足人们的观察习 惯，可广泛应用于高可靠性的工业控制领域。
权利要求一种面板嵌入式数字直流电流表，包括外壳(1)(2)、指示机构(5)(6)(7)、仪表面板(4)、采样单元(12)、专用控制芯片(11)，其特征在于指示机构包含一个仪表用微型步进电机(6)，专用控制芯片(11)采样直流电流数据后通过仪表用微型步进电机(6)驱动指针(7)指示电流测量值。
2.根据权利要求1所述的面板嵌入式数字直流电流表，其特征在于电流表的外壳由面 壳(1)和底壳(2)组成，面壳(1)包括位于面壳上端的长方体部分(Ia)和位于长方体部分 (Ia)的下端的圆形突起部分(lb)，长方体部分(Ia)上还包含一个突出的长方形透明观察 窗(3)，长方体部分(Ia)与圆形突起部分(Ib)连为一体，电流表的底壳(2)包括空心圆柱 形壳体部分(2b)和矩形壳体部分(2a)，圆柱形壳体部分(2b)和矩形壳体部分(2a)连为一 体，面壳(1)与底壳(2)通过螺丝接合固定，形成前大后小与前方后圆的外形结构。
3.根据权利要求1所述的面板嵌入式数字直流电流表，其特征在于仪表面板(4)上镂 刻有电流刻度表盘(5)，电流刻度表盘(5)上的所有刻度是均勻的，电流表的测量范围为O 安培到10安培。
4.根据权利要求1所述的面板嵌入式数字直流电流表，其特征在于仪表用微型步进电 机(6)位于仪表面板(4)的背后，其仪表用微型步进电机转动轴穿过仪表面板(4)再与指 针(7)套接。
5.根据权利要求1所述的面板嵌入式数字直流电流表，其特征在于仪表面板(4)上，位 于电流刻度表盘(5)的右上方位置装有一个电流超限报警指示灯(10)。
6.根据权利要求1所述的面板嵌入式数字直流电流表，其特征在于电流表底壳(2)的 底端外部设置有一个标记有“ + ”标志的正极接线柱(8)，一个标记有“_”标志的负极接线柱 (9)，接线柱均为圆柱形螺杆。
专利摘要一种面板嵌入式数字直流电流表，表壳由面壳(1)和底壳(2)两部分组成，面壳(1)与底壳(2)接合后形成一个长方形前端与空心圆柱形后端的外形结构，正负接线柱(8)(9)位于底壳(2)的底端上，仪表面板(4)的右上方设有一个超限报警指示灯(10)。电路方面，包含采样单元(12)、专用控制芯片(11)和仪表用微型步进电机(6)，专用控制芯片(11)控制步进电机(6)带动指针(7)在刻度表盘(5)上偏转指示电流值，本实用新型结合了模拟指针式直流电流表和数显式电流表的优点，既具备了指针表动态指示性能好的特点，又继承了数字仪表能进行数据预处理的特性，可靠性高、寿命长，可广泛应用于高可靠性的工业控制领域。
文档编号G01R19/25GK201569700SQ20102003208
公开日2010年9月1日 申请日期2010年1月15日 优先权日2010年1月15日
发明者彭希南, 管于球, 荀庆来, 谢稳 申请人:管于球;彭希南