具有折线特性的表头驱动电路的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种具有折线特性的表头驱动电路，电容C2一端连接交流电源的一端，电容C2另一端连接二极管D2的负极，二极管D2正极连接交流电源的另一端，电容C2另一端还与二极管D1正极连接，二极管D1负极与交流信号源AC另一端之间连接电容C1，二极管D1负极还与电位器RP1一端和电位器RP2一端以及电位器RP3一端连接，电位器RP1另一端连接交流电源另一端，电位器RP2另一端连接表头的正极，表头负极连接交流电源的另一端，电位器RP3另一端连接稳压二极管的负极，稳压二极管正极连接交流电源另一端。本实用新型解决了线性、倒数表头分辨力不均匀的问题，同时成本远低于对数表头。
【专利说明】具有折线特性的表头驱动电路
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及电路参数测量【技术领域】，具体地指一种具有折线特性的表头驱动电路。
【背景技术】
[0002]指针表头常用来指示被测的电压、电流或者电阻，常用的测量用仪表一般有线性刻度表头、倒数刻度表头和对数刻度表头，他们之间的区别主要在于表头驱动电路。线性刻度表头驱动电路最简单，表头驱动电路的输入信号与表头指示值为线性关系。但是当表头指示范围比较大时，刻度低端对应的较小值不易分辨。比如使用线性表头显示O?1000V电压时，刻度的低端的10%区域会非常密集，要准确分辨5V，1V等较小的值是很困难的。倒数刻度表头的输入信号与表头指示值成倒数关系，较小的输入信号对应较大的表头指示值。倒数刻度表头也存在指示值低端不易分辨的问题，比如用倒数刻度表头显示1000?O Ω电阻的时候，5 Ω，10 Ω等电阻不易准确分辨。对数刻度表头在对数刻度表头驱动电路的驱动下，其表头的高端和低端都更容易分辨，但是表头驱动需要较复杂的对数运算电路，生产成本较高。
实用新型内容
[0003]本实用新型的目的就是要提供一种具有折线特性的交流信号输入表头驱动电路，该表头驱动电路在不同交流输入信号范围内采用不同的比例，分段将交流输入信号转换成表头驱动电流，每段之间具有一个阈值，即折线转折点，可以通过设置各个电阻参数的值，灵活的改变表头刻度高端和低端的线性以及拐点值的大小，仅用较低的成本就可提高表头的高端分辨率和低端分辨率。
[0004]为实现此目的，本实用新型所设计的具有折线特性的表头驱动电路，其特征在于:它包括二极管Dl、二极管D2、电容Cl、电容C2、电位器RPl?电位器RP3、稳压二极管Vl和直流电流驱动表头BT1，其中，所述电容C2的一端连接交流信号源AC的一端，电容C2的另一端连接二极管D2的负极，二极管D2的正极连接交流信号源AC的另一端，电容C2的另一端还与二极管Dl的正极连接，二极管Dl的负极与交流信号源AC的另一端之间连接电容Cl，二极管Dl的负极还与电位器RPl的一端和电位器RP2的一端以及电位器RP3的一端连接，电位器RPl的另一端连接交流信号源AC的另一端，电位器RP2的另一端连接直流电流驱动表头BTl的正极，直流电流驱动表头BTl的负极连接交流信号源AC的另一端，电位器RP3的另一端连接稳压二极管Vl的负极，稳压二极管Vl的正极连接交流信号源AC的另一端。
[0005]本实用新型的原理为:首先将交流输入信号整流成直流信号，此直流信号可从电位器RPl分流支路，电位器RP3与稳压二极管Vl构成的分流支路，以及电位器RP2与直流电流驱动表头BTl构成的表头驱动支路流过。通过选择电位器RPl、电位器RP2、电位器RP3与稳压二极管Vl的值，使直流电流驱动表头BTl低端对应的电流输入与刻度指示的关系由电位器RPl支路与电位器RP2支路的参数确定，直流电流驱动表头BTl高端对应的电流输入与刻度指示的关系由电位器RP1、电位器RP2、电位器RP3三个支路参数确定，从而实现了输入电流与输出指示的分段处理，以提高直流电流驱动表头BTl低端的显示分辨力。
[0006]上述技术方案中，二极管D1、电容Cl、二极管D2和电容C2组成半波整流电路，其中二极管Dl和电容Cl将交流正半周整流导通至驱动表头，二极管D2和电容C2提供负半周电流通路，电位器RPl为一分流支路，电位器RP3、稳压二极管Vl构成另一分流支路，电位器RP2与BTl构成直流表头实际驱动电路。
[0007]本发明用较少的器件实现具有折线特性的表头驱动电路，通过设置电位器RPl、i位器RP2和电位器RP3的参数来灵活的改变表头的高端、低端线性和拐点。解决了线性、倒数表头分辨力不均匀的问题，同时构造简单，成本也远低于对数表头。
【专利附图】
【附图说明】
[0008]图1为本实用新型的电路图；
【具体实施方式】
[0009]以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明:
[0010]如图1所示具有折线特性的表头驱动电路，其特征在于:它包括二极管D1、二极管D2、电容Cl、电容C2、电位器RPl?电位器RP3、稳压二极管Vl和直流电流驱动表头BT1，其中，所述电容C2的一端连接交流信号源AC的一端，电容C2的另一端连接二极管D2的负极，二极管D2的正极连接交流信号源AC的另一端，电容C2的另一端还与二极管Dl的正极连接，二极管Dl的负极与交流信号源AC的另一端之间连接电容Cl，二极管Dl的负极还与电位器RPl的一端和电位器RP2的一端以及电位器RP3的一端连接，电位器RPl的另一端连接交流信号源AC的另一端，电位器RP2的另一端连接直流电流驱动表头BTl的正极，直流电流驱动表头BTl的负极连接交流信号源AC的另一端，电位器RP3的另一端连接稳压二极管Vl的负极，稳压二极管Vl的正极连接交流信号源AC的另一端。
[0011]上述技术方案中，它还包括双向抑制二极管D3，所述双向抑制二极管D3的一端连接交流信号源AC的一端，双向抑制二极管D3的另一端连接交流信号源AC的另一端。双向抑制二极管D3起限压保护作用。
[0012]上述技术方案中，所述交流信号源AC的输出范围为O?5mA。
[0013]上述技术方案中，所述直流电流驱动表头BTl为满度为直流ImA的表头。
[0014]希望使用该驱动电路和满度电流为直流ImA的直流电流驱动表头表头BTl显示O?10kV的电压。直流电流驱动表头BTl指示刻度的最左端(即最小信号)为OkV，对应整流后的直流电流为0mA，对应实际驱动直流电流驱动表头BTl的电流为OmA ;直流电流驱动表头BTl指示的最右端(即最大信号)为100kV，对应整流后的直流电流为5mA，对应实际驱动直流电流驱动表头BTl的电流为1mA。
[0015]为将33.3kV以下电压(即电压量程的1/3区域)显示的更清楚，设定该段电压显示区域为表头左2/3弧长部分，则O?33.3kV电压对应的半波整流电流为5mAX 1/3 =
1.667mA，对应的实际表头驱动电流为O?0.667mA。
[0016]将33.3kV?10kV电压区段设定在表头显示弧长的右1/3部分，则33.3?10kV电压对应的半波整流电流为1.667?5mA，对应的实际表头驱动电流为0.667?1mA。
[0017]电位器RP3与稳压二极管Vl分流支路中的稳压二极管Vl选择使用一个常规电压2.5V，其特性为，当稳压二极管Vl两端电压小于2.5V时，稳压管为高阻开路状态；当稳压二极管Vl两端电压超过2.5V时，稳压二极管Vl阻抗下降开始有电流流过稳压二极管VI，并且稳压二极管Vl两端电压固定为2.5V。
[0018]当交流信号源AC从O开始增加时，交流电流通过半波整流，在电容Cl两端形成直流电压。此电压小于2.5V时，电位器RPl分流支路与电位器RP2、直流电流驱动表头BTl支路开始有电流流过，电位器RP3与稳压二极管Vl支路为高阻，没有电流流过。
[0019]当显示电压升高至转折点33.3kV时，电容Cl两端电压需要升高至2.5V才能让电位器RP3支路开始导通，从而实现电压显示区段的转换。此时直流电流驱动表头BTl对应的驱动电流为0.667mA,因此电位器RP2的阻值和直流电流驱动表头BTl的内阻之和设定为
2.5V/0.667mA = 3.748k Ω。
[0020]33.3kV对应的半波整流后的总电流为1.667mA,其中电位器RP2与直流电流驱动表头BTl支路分流为0.667mA,电位器RP3为临界导通没有电流，则电位器RPl支路分流为1.667?0.667 = 1mA。由于电位器RPl与电位器RP2支路并联，此时电压也为2.5V，则电位器RPl的阻值设定为2.5V/lmA = 2.5kQ。
[0021]当显示电压为10kV时，半波整流后的总电流为5mA，其中电位器RP2与直流电流驱动表头BTl支路的电流为满度1mA，此支路两端电压为3.748k Ω XlmA = 3.748V。由于三个支路并联，支路端电压相同，则电位器RPl支路电流为3.748V/2.5kΩ = 1.5mA。电位器RP3与稳压二极管Vl支路分流为5-1-1.5 = 2.5mA。电位器RP3两端电压为本支路端电压与稳压管电压之差，即为3.748-2.5 = 1.248V，则电位器RP3 = 1.248V/2.5mA = 500 Ω。
[0022]调整上述各个电位器的抽头，使各个电位器的阻值达到上述计算出来的值，即可实现电压分段显示的功能，通过设置电位器RP1、电位器RP2和电位器RP3的参数来灵活的改变表头的高端、低端线性和拐点。解决了线性、倒数表头分辨力不均匀的问题。
[0023]本说明书未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
【权利要求】
1.一种具有折线特性的表头驱动电路，其特征在于:它包括二极管D1、二极管D2、电容Cl、电容C2、电位器RPl?电位器RP3、稳压二极管Vl和直流电流驱动表头BT1，其中，所述电容C2的一端连接交流信号源AC的一端，电容C2的另一端连接二极管D2的负极，二极管D2的正极连接交流信号源AC的另一端，电容C2的另一端还与二极管Dl的正极连接，二极管Dl的负极与交流信号源AC的另一端之间连接电容Cl，二极管Dl的负极还与电位器RPl的一端和电位器RP2的一端以及电位器RP3的一端连接，电位器RPl的另一端连接交流信号源AC的另一端，电位器RP2的另一端连接直流电流驱动表头BTl的正极，直流电流驱动表头BTl的负极连接交流信号源AC的另一端，电位器RP3的另一端连接稳压二极管Vl的负极，稳压二极管Vl的正极连接交流信号源AC的另一端。
2.根据权利要求1所述的具有折线特性的表头驱动电路，其特征在于:它还包括双向抑制二极管D3,所述双向抑制二极管D3的一端连接交流信号源AC的一端,双向抑制二极管D3的另一端连接交流信号源AC的另一端。
3.根据权利要求1所述的具有折线特性的表头驱动电路，其特征在于:所述交流信号源AC的输出范围为O?5mA。
4.根据权利要求1所述的具有折线特性的表头驱动电路，其特征在于:所述直流电流驱动表头BTl为满度为直流ImA的表头。
【文档编号】G01R1/38GK204065181SQ201420370453
【公开日】2014年12月31日 申请日期:2014年7月4日 优先权日:2014年7月4日
【发明者】赵坚, 黄志都, 田树军, 陈庆发, 胡晓晖, 胡学军 申请人:广西电网公司电力科学研究院, 武汉市康达电气有限公司