专利名称：电子数字位置显示器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于电子测量仪，涉及光谱仪器或一般机械装置中运动部件空间几何位置的测量显示设备。
众多的机械产品、仪器仪表常常需要对运动部件的空间几何位置进行显示。在分光光度计、光谱仪中，其波长值的指示也是通过正弦杆机构的空间位置来表示的，因为正弦杆机构的空间位置与分光单元的输出光波长成线性关系。为此，许多这类机构及仪器的某些物理量可通过一个空间位置显示器来表示出来。
目前所使用的空间位置显示器可分为机械式和电子显示式两大类、机械式原理简单，结构也不太复杂，因此，在一般的场合使用较多，其缺点是数字显示不够清晰，机械传动机构也较复杂，尤其是无法进行远距离显示以及大屏幕显示。在分光光度计中，由于机构计数器的传动机构所限制，波长显示常常不得不安置在机构联接方便的位置，这样往往给使用操作和读数带来不便，特别是对于数字显示式分光光度计，测量值的电子数字显示与波长值的机械计数器显示显得极不协调。
目前的电量的位置传感器虽然种类很多，如电感式、电容式、编码器式等等，但要实现电子数字位置显示，其电路结构都十分复杂，而且大多数位置传感器属于相对位移传感器，如一些编码传感器，欲实现绝对位置的显示，都必须首先进行初始位置的标定，这给使用带来不便，而且工作也不可靠。
本实用新型的目的是要克服上述现有技术的缺点，特别是针对各类分光光度计或光谱仪的波长电子数字显示的问题，提出一种采用单芯片模数转换集成电路构成的数字位置显示器，它可广泛应用于各类机构空间直线位置或转角的数字显示。
为实现上述目的采取的技术方案采用一只精密电位器P作为被检测机构M的空间位置传感元件，由参考电压源及基准电压供给电路3将电位器P与A/D转换器IC1及显示器2连接成电子数字位置显示器，即被检测机构的空间位置通过电位器产生的电信号再转换成数字量并显示出来。
本实用新型的优点不仅可完全代替传统的机械式计数器，而且电路结构简单实用，显示清晰，便于远距离显示以及大屏幕显示。
图面说明
图1为本实用新型结构方案示意图；图2为本实用新型一种电路连接的实施型式。
参照附图进一步说明技术方案及实施方式如图1所示，物体的线位移或角位移均可通过一定的机构转换为被检测机构M的形式，机构M的转动角保证了物体的空间位置。将机构M的旋转轴与作为空间位置传感器的电位器P的转轴相联接，电位器P经参考电压及基准电压供给电路3与A/D转换器芯片IC1连接，A/D转换器IC1输出端连接显示器2。
电位器P由稳定的参考电压源VR提供工作电压，同时VR经分压提供A/D转换器芯片IC1的基准电压VR1，被检测机构M的空间位置通过电位器P转换为电压信号V1并输入到A/D转换器IC1；由电位器滑动臂输出的电压信号V1的大小与被检测机构空间位置即直线位置X或转角位置θ成线性关系，用A/D转换器IC1组成的数字电压表可显示其输出电位，则由显示器2所显示的数字电压可直接反映被检测机构M所处的空间直线位置X或转角位置θ。
其关系式为X＝A＋BV1θ＝A＋BV1
其中A、B为设定常数，分别为位置显示的初始值和斜率。
图2所示为参考电压源VR及基准电压VR1的供给电路3的原理图。其电子元器件的连接关系稳压管D1一端接地另一端经电阻R1与电源电压V0相接，稳压管D1输出端经串联电阻R2与并联接地电阻R3连接A/D转换器IC1的VREF端；稳压管D1输出端又串接电阻R4、可变电阻W2、电位器P及接地可变电阻W1，同时并联稳压管D2；电位器P输出端连接A/D转换器IC1的V1n端；A/D转换器IC1的输出端连接显示器2。参考电压VR由稳压管D1提供。A/D转换器IC1输出端连接的显示器2为数码管LED或液晶显示器，用数字显示电位器的输出电压，直接反映被检测机构M的空间几何位置。A/D转换器IC1可采用3位A/D转换器，如ICL7107或4位的A/D转换器如IC7135。前者显示值N＝V1/VR1×1000，适用于0～1999的数字位置显示；后者显示值N＝V1/VR1×10000，适用于0～19999的数字位置显示。
本实用新型的两只可变电阻器W1和W2可分别独立地进行调节。可变电阻器W1用于调整位置显示的初始值A，可变电阻器W2用于调整位置显示的斜率B。当W1改变时即调节A值时，电位器P两端所加电位差不变；同样当W2改变时即调节B值时，不改变电位器P的初始电位，从而实现A、B值的不相关调节，这样有利于显示器在实际使用中的装配调整。由于电子数字电压表的基准电压VR1取自参考电压VR的分压，即共用一组参考电压VR，因此显示值仅取决于VR1与V1的比值以及稳压管D2的稳定性，而消除了由于参考电压源VR变化引起的位置读数误差。
应用本实用新型的一个典型例子是使用在分光光度计或单色仪中的光波长的读数显示。在其带有正弦杆机构的波长调节机构中，手轮的转角θ与输出光波长成线性关系。因此，只要将作为角度传感器的多圈电位器P与手轮进行机械耦合，则波长位置将可以方便地实现电子数字显示。
权利要求1.一种电子数字位置显示器，其特征是作为被检测机构M位置传感元件的电位器P通过参考电压源及基准电压供给电路[3]连接A/D转换器芯片(IC)[1]及显示器[2]。
2.根据权利要求1所述的电子数字位置显示器，其特征是是参考电压源VR及基准电压VR1供给电路[3]的电子元器件连接关系稳压管D1一端接地另一端经电阻R1与电源电压Vo相接，稳压管D1输出端经串联电阻R2与并联接地电阻R3连接A/D转换器IC[1]的VREF端；稳压管D1输出端又串接电阻R4、可变电阻W2、电位器P以及接地可变电阻W1，又并联稳压管D2；电位器P输出端连接A/D转换器IC[1]的V1n端；A/D转换器IC[1]的输出端连接显示器[2]。
3.根据权利要求1或2所述的电子数字位置显示器，其特征是显示器[2]为数码管LED或液晶显示器。
4.根据权利要求1或2所述的电子数字位置显示器，其特征是A/D转换器IC[1]采用ICL7107或IC7135。
专利摘要一种电子数字位置显示器，它由用作被检测机构位置传感元件的电位器P通过电路连接与A/D转换器芯片及显示器所组成。由参考电压V
文档编号G01B7/02GK2220059SQ9422198
公开日1996年2月14日 申请日期1994年9月21日 优先权日1994年9月21日
发明者龚健, 殷浩, 李彩凤 申请人:浙江大学