[實用新型]微型步進電機驅動的線性儀表

有效

• 申請號: 200920126705.2
• 申請日: 2009-03-19
• 公開（公告）號: CN201373751Y
• 公開（公告）日: 2009-12-30
• 發明（設計）人: 袁強;劉進
• 申請（專利權）人: 重慶川儀自動化股份有限公司
• 主分類號: G01D7/00
• 分類號: G01D7/00;G01D3/06;G01P1/08
• 代理公司: 重慶志合專利事務所
• 代理人: 朱茂云

技術領域

本實用新型涉及一種指針式數字儀表，特別是涉及一種微型步進電機驅動的線性儀表。

背景技術

目前，部分柴油發動機以及船舶用的發動機的信號傳輸方式是采用4～20mA電流回路方式傳輸。采用電流傳輸方式便于遠距離傳輸，也有利于系統檢測整個傳輸回路的短路和開路等異常情況。

國內實現電流回路傳輸方式的儀表，一般采用LCD、LED的數碼顯示方式，也有部分采用十字線圈驅動指針的儀表。采用LCD、LED顯示轉速表在有些場合不符合傳統的使用習慣，尤其是用在船舶以及工程機械等運動的設備上，更不符合人們的使用及駕駛習慣；采用傳統的十字線圈驅動機械式儀，表盤刻度一般為非線性，使用壽命短而且一般是非線性方式的指示方式，在惡劣的環境下壽命更短而且指針線性差，不適合人們的線性思維方式。此外，上述儀表的線性調整和零點、滿度調整非常麻煩，一般需要反復調節零點和滿刻度；儀表的線性修正更為麻煩且精度低，必須反復調試才能達到相應的精度要求。

發明內容

針對現有技術的缺陷，本實用新型的目的是提出一種輸入輸出為4～20mA標準信號、步進電機驅動的微型步進電機驅動的線性儀表。

為了達到本實用新型的上述目的，一種微型步進電機驅動的線性儀表，包括：用于供電的電源模塊，與電源模塊相連的電壓轉換模塊、指針及表盤背光模塊，用于處理輸入信號的信號處理模塊，與信號處理模塊相連的單片機及校準模塊，與單片機及校準塊相連的步進電機驅動模塊、D/A轉換及輸出模塊；與步進電機驅動模塊相連的具有線性刻度的表盤；上述電壓轉換模塊與信號處理模塊、單片機及校準模塊、步進電機驅動模塊相連；

上述單片機及校準模塊包括A/D轉換模塊及實現零點調整和滿度調整的校準模塊；

上述A/D轉換模塊與信號處理模塊相連，并輸出至步進電機驅動模塊；

上述校準模塊包括芯片、與芯片相連的采樣模塊、與采樣模塊相連的軟件處理模塊、與軟件處理模塊相連的步進電機驅動模塊。

上述信號處理模塊包括：電流/電壓轉換模塊、電壓放大模塊、濾波模塊。

上述電壓放大模塊中的運算放大器是單電源供電運算放大器。

上述信號處理模塊使用的芯片是輸入信號為4～20mA標準工業信號的芯片。

上述D/A轉換及輸出模塊使用的芯片是輸出信號為4～20mA標準工業信號的芯片。

本實用新型的一種步進電機驅動的指針式數字儀表的輸入輸出均為4～20mA標準工業信號，采用可以小電流信號驅動的步進電機來驅動指針，且表盤刻度是線性的，更符合人們的使用習慣和思維方式，本實用新型還采用快捷的零點校正和滿度校正方式，也具有多點線性擬合的功能，便于改善整個電路的線性，整個電路的供電和處理方式簡單，不需負電源和電路輸出進行限幅，電路結構簡單，成本低但可靠性高。

附圖說明

圖1為本實用新型的一種微型步進電機驅動的線性儀表整體框圖；

圖2為本實用新型的一種微型步進電機驅動的線性儀表的電源和電壓轉換模塊的原理圖；

圖3為本實用新型的一種微型步進電機驅動的線性儀表的信號處理模塊原理圖；

圖4為本實用新型的一種微型步進電機驅動的線性儀表的單片機校準模塊原理圖；

圖5為本實用新型的一種微型步進電機驅動的線性儀表的步進電機驅動模塊原理圖；

圖6為本實用新型的一種微型步進電機驅動的線性儀表的D/A轉換及輸出模塊原理圖；

圖7為本實用新型的一種微型步進電機驅動的線性儀表的指針及表盤背光模塊原理圖。

具體實施方式

為使本實用新型的上述目的、特征和優點能更明顯易理解，下面特結合本實用新型一優選實施例，作詳細說明如下：

如圖1所示的一種步進電機驅動的指針式數字儀表，電源101的電源電壓直接提供給指針及表盤背光模塊102和D/A轉換及輸出模塊103，4～10mA標準工業信號作為輸入信號輸入至信號處理模塊104，信號處理模塊104與單片機及校準模塊105相連，單片機及校準模塊105與步進電機驅動模塊106、D/A轉換及輸出模塊103相連；電源101經電壓轉換模塊107轉換后供給信號處理模塊104、單片機及校準模塊105、步進電機驅動模塊106。