专利名称：时钟式发光显示仪表的制作方法
技术领域：
本实用新型时钟式发光显示仪表属于电气仪表和电子电路技术领域。
现有技术中电气仪表的指针式模拟仪表在对被测结果的显示方面有三点不足①以指钟的偏转与度盘的对照读数，读取结果的速度慢，易出现过失误差；②指针的惯性，导致对被测量的响应速度慢，因而不能很好地显示动态量；③指针的示数会因仪表位置，外界电磁场等的干扰而产生附加误差。现有技术中数字式显示仪表，虽然其读数的精确度和速度都优于指针式仪表，但在显示方面也有弊病①读取结果一般需识别四位以上数字信息，故读数速度也不会很快；②受采样速度的限制，一般的数字式仪表也不能很好地显示动态量；③只能显示被测量的数值、不能形象地显示数值间隔，故不能快速形象地进行显示值与其它需要值的比较。此外指针式仪表和广泛使用的LCD显示数字仪表均不能在暗环境中正常读取测量结果。
本实用新型的目的，是设计了一种时钟式发光显示仪表。它对被测量的大小及其变化的显示，采用由低功耗(8V、5.9mA)电子电路推动，按人们非常熟悉的时钟式60分度顺序排列，并设有色彩变化的51位LED发光显示，取代现有技术中电气仪表的指针式显示和数字式显示，利用电子电路的高响应速度和光、色、位置三视觉特征的快速准确识别，达到对被测量的快速准确测量和高速响应显示，显示精度1％，相对额定误差0.35％，响应速度10－6秒。在暗环境中也能正常测量读数，没有位置误差和不受电磁场干扰，克服了现有技术中仪表在显示方面的不足。时钟式发光显示仪表，作为电气仪表的新型显示单元，能构成测量各种电量和其他模拟量的时钟式光显示仪表，也能直接取代电测仪表中的显示单元，而成为新型时钟式光显仪表，还可应用于电池供电的便携式仪表。
本实用新型时钟式发光显示仪表采取了以下解决方案。为了实现对被测量的时钟式60分度线性发光显示及高速度响应，而采用了以CMOS集成电路为主体构成的动态扫描多位LED点式(点式／线式)线性电压显示驱动电路。该电路以一只10位电平显示驱动集成电路通过由时钟发生器，脉冲分配器和模拟开关构成的循环计数器的动态扫描，完成六级50位的线性LED单点(点式／线式)式发光显示。高响应速度以CMOS电路的响应速度为限。为了达到快速准确地获得读数，设置显示读数的LED按人们非常熟悉的时钟式60分度顺序排列显示，并且分节位，一般位、超量程溢出位、电源指示位等不同的显示点，以不同颜色的LED表示。利用光、色、位置三视觉特征的简单、形象快速识别，达到快而准地读取示数的目的。本实用新型采用一级比例运算放大器提供多位线性显示驱动电路的输入电压克服了低输入电压下显示误差较大的缺点；以一只线性电压显示驱动集成电路的动态扫描完成多位LED显示驱动，取代传统的多只集成电路的链接显示，避免了多只集成电路参数的离散性带来的显示误差。所有模拟电路部分，均采用矩形同步脉冲方式供电，降低了其静态功耗，LED均采用高发光效率的二极管以脉冲方式供电，降低了功耗且保证了显示亮度。采用微功耗的CMOS器件和由之构成的高效负电源发生器。在指示电路中充分利用静态功耗。以一只CMOS六反相器振荡器兼作三部分电路的脉冲源。
本实用新型时钟式发光显示仪表将结合附图作进一步描述。
图1是本实用新型时钟式发光显示仪表的电原理图。
图2是本实用新型时钟式发光显示仪表的外形示意图。
参照图1、2，本实用新型时钟式发光显示仪表的电路主要有五部分，发光显示度盘部分，动态扫描多位LED显示驱动部分，输入部分，指示部分和电源部分。动态扫描多位LED显示驱动部分由LED矩阵、线性电平显示驱动器IC1，晶体管BG1、BG2、六反相器IC3、脉冲分配器IC4、四双向模拟开关IC5、IC6、IC7及相应的外围电路构成。动态扫描是由IC3为主体的时钟振荡器驱动IC4和IC5、IC6、IC7组成的循环计数器来完成的。R6、R7、W3用以获及100mV／位的显示分度，W4－W8为第二列至第六列LED显示电压上下限设置电位器。在动态扫描作用下，以IC1内部基准电压为基础经K1－1－K1－6步进式选通，形成多挡基准电压的步进式等间隔展宽，通过与K1－1－K1－6同步的K2－1－K2－6的选通，使与输入电压相当的LED导通发光，实现以一级电平显示驱动集成电路完成六级50位的LED发光显示。IC1自身的9脚于1脚连接并设置R9以将其第10位禁止，实现多位单点显示。BG1与R3形成受同步脉冲控制的电子开关，完成对IC1、IC2的脉冲式供电。六反相器IC3与C1、R4、R5构成时钟，同时作为负电源，同步扫描BG1电子开关这三部分的公用脉冲源。BG2与R8是与K1－1同步的电子开关，BG2导通时的ce间电阻将与K1－1的导通电阻并联，以降低第一列LED的显示误差。显示LED均系法向发光强度比普通管高数十倍的新型管FG333003、FG313003等，以小电倍获及正常观察的需要的亮度。输入部分由通用运放IC2及其外围电路R1、R2、W1、W2等构成的可调增益比例运算放大器，将输入电压V1放大为IC1高精度显示的电压，调节W1与不同的输入电压相匹配。显示部分是通用运放IC8为核心的电压比较器，完成超量程指示(LED51)和电源接通指示(LED01、LED02)，由R10、BG4获得基准电压，以R11、W9从IC2的输出电压中获得比较电压，调节W9使LED50熄灭时LED51亮。电源包括供电电源Ec和负电源发生器，负电源由时钟脉冲至D1、D2、C2、C3的倍压整流和滤波获得。
本实用新型时钟式发光显示仪表的发光显示特点是LED1——LED50按时钟式60分度分布在平面暗色圆环上。分节位5′、10′、15′………50′为橙色LED(7)。红色超量程指示(1)LED51，置于55′位上，51′－54′位空缺，以空间间隔形象地表示超量程溢出的意义。其余为绿色LED作一般数值显示(3)，LED01和LED02为电源接通指示(2)，倍率指示(4)、挡位选择开关(5)，欧姆非均匀标度(6)，测试棒插口(8)，欧姆调零电位器(9)，电源开关(10)。
权利要求1.一种时钟式发光显示仪表，其特征是发光显示度盘部分，动态扫描多位LED显示驱动部分，输入部分，指示部分和电源五部分构成。
2.按照权利要求1所述的时钟式发光显示仪表的发光显示度盘部分，其特征是色彩变化的LED按时钟式60分度分布在平面暗色圆环上。
3.按照权利要求1所述的时钟式发光显示仪表，动态扫描多位LED显示驱动部分，其特征是由LED矩阵，线性电平显示驱动器，晶体管、时钟发生器、脉冲分配器、四双向模拟开关及相应的外围电路构成。
4.按照权利要求1所述的时钟式发光显示仪表，输入部分，其特征是由通用运放大器及其外围电路等构成的可调增益比例运算放大器。
5.按照权利要求1所述的时钟式发光显示仪表的电源部分，其特征在于供电电源Ec和负电源发生器，负电源由时钟脉冲至D1、D2、C2、C3的倍压整流和滤波获得。
专利摘要本实用新型公开了一种时钟式发光显示仪表，属电气仪表及电子电路技术领域。它由发光显示度盘部分，动态扫描多位LED显示驱动、输入、指示和电源五部分构成。采用高效电子电路推动的LED，按人们非常熟悉的时钟式60分度顺序排列，在平面暗色圆环上构成发光显示度盘50分度、显示精度1％、额定误差0.35％，能实现快速准确读数和高速响应显示。它可作为电气仪表的新型显示单元。可构成测量各种电量和其它模拟量的时钟式光显仪表，或直接取代现有仪表的显示单元，包括应用在电池供电的便携式仪表。
文档编号G01D7/02GK2067398SQ9021381
公开日1990年12月12日 申请日期1990年5月17日 优先权日1990年5月17日
发明者郑德佑 申请人:郑德佑