专利名称：高精度二线制数显表的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种高精度二线制数显表，属于自动控制系统中电信号的测量及显示装置，特别是二线制数显表。
二线制仪表在自动控制领域得到广泛应用，在二线制系统中的所有仪表之间的联系仅是两根导线，这两根导线既是作为系统中各仪表的电源线，又是信号线。现有的二线制数显表具有电路复杂、精度低、成本高的缺点。如上海某仪表研究所生产的二线制数显表仅电源和信号分离部分的电路(不含A/D转换器及显示部分)就采用30多个分离元件，不仅成本增加，而且使仪表体积无法缩小，限制了其使用范围；美国Pribusin公司的类似产品，二线制3位半液晶数显表TWD-3.5售价为190美元；在中国专利CN2225016Y中公开的″二线制数字显示仪表″其精度低，达到的精度只有0.3％。
本实用新型的目的在于设计一种廉价、精度高、电路简单可靠的高精度二线制数显表。
本实用新型的目的是这样实现的，高精度二线制数显表，包括A/D转换器、液晶显示器，其特点是有一个恒流/稳压电路、电流/电压转换及零位调节电路，恒流/稳压电路、电流/电压转换及零位调节电路的输入端的信号线INPUT与被测电流信号连接，恒流/稳压电路、电流/电压转换及零位调节电路的输出端与A/D转换器连接，输出信号线OUT与电流/电压转换及零位调节电路、A/D转换器相连接为参考地。
按本实用新型提供的高精度二线制数显表不仅电路简单可靠，成本低，不超过100圆人民币，而且精度高，精度可达到0.1％以上。
本实用新型有如下附图图1为高精度二线制数显表的电路框图。
图2为高精度二线制数显表的电路原理图。
下面参照
本实用新型的实施方案，高精度二线制数显表由恒流/稳压电路、电流/电压转换及零位调节电路、A/D转换器、液晶显示器组成，其框图如图1所示。恒流/稳压电路、电流/电压转换及零位调节电路的输入端的信号线INPUT与被测电流信号连接，恒流/稳压电路、电流/电压转换及零位调节电路的输出端与A/D转换器连接，输出信号线OUT与电流/电压转换及零位调节电路、A/D转换器相连接为参考地。从INPUT输入的电流一部分经恒流/稳压电路后为A/D转换器、液晶显示器提供一个稳定的工作电压Vcc，并保证电路负载电流的变化不影响真实信号的提取。输入电流一部分输入电流/电压转换及零位调节电路，将电流信号变换成A/D转换器能够读出的电压信号，同时还实现零位的调节。A/D转换器将输入的模拟信号转换成数字信号并提供液晶显示器所需的数码段信号。
电路原理如图2所示。恒流/稳压电路由恒流二极管J1、可调分流电压稳压器S1、电阻R7、R8、电容C1、C2、C3组成，输入端经R5通过信号线INPUT与被测电流信号连接，输出端C2、R7、S1负端的共接点与A/D转换器工作电压Vcc电源端连接。电流/电压转换及零位调节电路由稳压二极管Z3、Z4、稳压基准Z2、电阻R4、R12、电位器W2组成，R4的一端与恒流/稳压电路的Vcc输出端连接，输入端Z3的阴极与恒流/稳压电路中的R5、C1、J1的共接点A连接，经R5通过信号线INPUT与被测电流信号连接，输出端R6、Z3阳极共接点和R6另一端、Z4阴极共接点分别与A/D转换器的输入端INH、COM连接，W2的调节端与A/D转换器的输入端INL连接，输出信号线OUT与Z4阳极、A/D转换器地端连接为参考地。当INPUT输入信号电流在4mA-20mA之间发生变化时，A、B间的电压VAB也会随之改变，恒流二极管J1保证了VAB的变化不会引起负载电流的变化。因此电阻R6上的电压Vs不会受Vcc上的负载影响而只与信号电流成正比。当INPUT端的输入电流为4mA时，设若J1上的电流为2.4mA，则R6上的电流为1.6mA，电压为Vs＝1.6×R6(mv)。一般要求此时显示为零或具体显示量的下限值，无论Vs为多大，只要它保持恒定不变，就可以通过W2、R12、Z2组成的零位调节电路消除其影响，调节W2可以方便地调节数字显示的零点。恒流/稳压电路中S1、R7、R8组成了一个稳压电路，其上的电压Vcc为A/D转换器，液晶显示器提供稳定的工作电压，同时也起到电流调节的作用。当某种因素导致负载电流增大时，虽然J1限制了电流的变化，但S1上的电流却可以随之减小而保持总电流不变，其上的Vcc也不变化。A/D转换器采用ICL7136A/D转换器，液晶显示器采用三位半数字液晶显示器。
权利要求1.一种高精度二线制数显表，包括A/D转换器、液晶显示器，其特征在于有一个恒流/稳压电路、电流/电压转换及零位调节电路，恒流/稳压电路、电流/电压转换及零位调节电路的输入端的信号线INPUT与被测电流信号连接，恒流/稳压电路、电流/电压转换及零位调节电路的输出端与A/D转换器连接，输出信号线OUT与电流/电压转换及零位调节电路、A/D转换器相连接为参考地。
2.按权利要求1所述的高精度二线制数显表，其特征在于所说的恒流/稳压电路由恒流二极管J1、可调分流电压稳压器S1、电阻R7、R8、电容C1、C2、C3组成，输入端经R5通过信号线INPUT与被测电流信号连接，输出端C2、R7、S1负端的共接点与A/D转换器工作电压Vcc电源端连接。
3.按权利要求1所述的高精度二线制数显表，其特征在于所设的电流/电压转换及零位调节电路由稳压二极管Z3、Z4、稳压基准Z2、电阻R4、R12、电位器W2组成，R4的一端与恒流/稳压电路的Vcc输出端连接，输入端Z3的阴极与恒流/稳压电路中的R5、C1、J1的共接点A连接，经R5通过信号线INPUT与被测电流信号连接，输出端R6、Z3阳极共接点和R6另一端、Z4阴极共接点分别与A/D转换器的输入端INH、COM连接，W2的调节端与A/D转换器的输入端INL连接，输出信号线OUT与Z4阳极、A/D转换器地端连接为参考地。
专利摘要一种高精度二线制数显表,包括A/D转换器、液晶显示器,其特点是有一个恒流/稳压电路、电流/电压转换及零位调节电路,恒流/稳压电路、电流/电压转换及零位调节电路的输入端与被测电流信号连接,输出端与A/D转换器连接,为A/D转换器、液晶显示器提供稳定的Vcc工作电压,并为A/D转换器提供由电流信号转换成能够读出的电压信号,输出信号线OUT与电流/电压转换及零位调节电路、A/D转换器相连接作为参考地。
文档编号G01R13/02GK2370424SQ99231259
公开日2000年3月22日 申请日期1999年3月26日 优先权日1999年3月26日
发明者田逢春 申请人:田逢春, 吴加伦