CN101839932B - 测量设备 - Google Patents

Abstract

一种测量设备2，包括一个单进程测量单元21、一个输入单元22、一个具有参数显示区的显示单元24、一个分别连接测量单元21、输入单元22和显示单元24的控制单元23，其中，控制单元23对来自输入单元22的一个切换信号敏感，使所述的测量单元21交替执行一个主参数测量和一个副参数测量，使所述的参数显示区用于呈现所述的主参数测量和副参数测量的测量结果。本发明测量设备2在测量一个参数或多个参数的时候均利用一个显示单元24来进行显示，因此资源利用率较高且方便使用。

Description

测量设备

技术领域

本发明涉及到测量领域，特别是涉及到电变量测量领域。 

背景技术

测量技术是支持现代科学技术和工业发展的重要基础，精确高效的测量可以缩短完成科学研究以及工业设计所需的时间。数字万用表是一种常见的测量设备，一般用于测量电路节点之间电压、电流、电阻等参数。但是，如果使用者想要获得电路同样位置上的两个的参数时，则需要利用一台万用表先后两次测量，或者利用两台万用表同时进行测量。这样造成时间的浪费或者成本的增加。为了克服上述的问题，业界研制出了具有可同时测量多个参数功能的万用表。 

在已经公开的现有技术当中，申请号为87106298的中国专利(审定号为CN1013519B)即公开了一种可以解决上述问题的双功能数字万用表。该中国专利的内容在此引用到本说明书说一并作为参考。下面结合附图简单介绍该中国专利中的数字万用表。 

请参照图1，是申请号为87106298的中国专利公开的数字万用表的模块结构示意图。所述的数字万用表1包括一个测量电路11、一个微处理器12、一个显示驱动器13、一个主显示器14和一个副显示器15。该测量电路11、微处理器12、和显示驱动器13依序电连接，该显示驱动器13同时分别电连接到该主显示器14和副显示器15。 

该测量电路11为一个单进程测量电路，其每次只能测量多个待测量参数当中的一个。该测量电路11包括多个输入端111，用于向该测量电路11输入多个不同的信号。该测量电路11可以接收在输入端111上提供的输入信号，并可以测量一个输入端111上的多个参数或者多个输入端11上的多个参数。 

具体而言，该测量电路11可以对该多个输入端111的信号执行一个或多个适当的测量，获得对应的测量结果，并将测量结果转换成数字形式，提供给该微处理器12处理。例如，该测量电路可以测量输入信号的峰值、频率、电流、某一阻抗两端的电压等等。 

该微处理器12将该测量电路11输出的信号变换成显示用的适当格式。该 显示驱动器13接收来自该微处理器12的信号，并在该微处理器12的控制下将该信号传送到适当的显示器上。 

该数字万用表1的具体工作步骤为： 

步骤1.所述的测量电路11进行主参数测量并读回主参数值； 

步骤2.所述的测量电路11进行副参数测量并读回副参数值； 

步骤3.将主参数值和副参数值分别显示在主显示器14和副显示器15上； 

步骤4.不断重复步骤1～3。 

可见，虽然所述的数字万用表1实现了多个参数的测量和显示，但是，由于所述的数字万用表1配备的是两个独立的显示器，使得在使用者仅测量一个参数的情况下，所述的副显示器15只能处于关闭状态。因此，所述的副显示器15资源利用率较低。而且副显示器15占用一定的面积，使得主显示器14面积有限，因此令所述的数字万用表1不便使用。 

发明内容

为了解决现有技术数字万用表资源利用率较低、不便使用的问题，有必要提供一种资源利用率较高，且方便使用的单进程测量设备。 

本发明的一种测量设备，包括一个单进程测量单元、一个输入单元、一个显示单元、一个分别连接所述的测量单元、输入单元和显示单元的控制单元，其中，所述的控制单元对来自所述的输入单元的一个切换信号敏感，使所述的测量单元交替执行一个主参数测量和一个副参数测量，使所述的显示单元用于呈现所述的主参数测量和副参数测量的测量结果， 

所述的测量设备具有一个单显示模式和一个多显示模式，所述的显示单元包括一个主参数区和一个副参数区，当所述的测量设备处于所述的单显示模式下，所述的主参数区和副参数区合并在一起用于显示所述的主参数测量的测量结果；当所述的测量设备处于所述的多显示模式下，所述的主参数区用于显示所述的主参数测量的测量结果，所述的副参数区用于显示所述的副参数测量的测量结果。 

本发明测量设备可以是数字万用表、数字多用表、电压电流表等具有单进程测量功能的测量设备。 

本发明的单进程测量单元具有测试多个参数的测量功能，但是在一个时刻，该单进程测量单元只能针对多个参数中的一个进行测量。在该控制单元的控制下通过切换该单进程测量单元的测量功能来实现多参数测量。 

本发明的输入单元可以是物理键盘、触控键盘或触控屏。 

本发明的显示单元可以是液晶显示屏、等离子显示屏、电润湿式显示屏或电子纸。 

在本发明测量设备中，在所述的测量单元交替执行主参数测量和副参数测 量时，所述的控制单元可以同步的使所述的参数显示区交替呈现所述的主参数测量和副参数测量的测量结果。 

本发明测量设备中所述的输入单元可以包括一个用于产生所述的切换信号的切换按键。 

在本发明测量设备中，所述的参数显示区可以突出呈现所述的主参数的测量结果。 

由于本发明的测量设备仅具有一个显示单元，在测量一个参数或多个参数的时候均利用一个显示单元来进行显示，因此资源利用率较高且方便使用。 

附图说明：

图1是一种传统的数字万用表的模块结构示意图。 

图2是本发明测量设备的较佳实施方式的模块结构示意图。 

图3是图2所示测量设备当中单进程测量设备的具体模块结构示意图。 

图4是图2所示的测量设备的正面结构示意图。 

图5是图4所示测量设备中显示单元在单显模式下的放大示意图。 

图6是图4所示测量设备中显示单元在多显模式下的放大示意图。 

图7是图2所示测量设备当中控制单元控制该显示单元的操作流程图。 

图8是图2所示测量设备工作状态下的步骤流程图。 

具体实施方式：

为了进一步说明本发明的一种测量设备，下面列举本发明的较佳实施例。 

本实施例当中的测量设备是以数字万用表为例说明，但是本发明并不限于数字万用表。本发明的测量设备还包括数字多用表、电压电流表等其他具有单进程测量功能的测量设备。 

该测量设备具有一个单显模式和一个多显模式。该单显模式是指该测量设备仅仅测量并显示一个主参数；该多显模式是指该测量设备测量并显示多个参数。本实施例为了描述方便而仅仅作为举例，令该多显模式只测量并显示两个参数，即一个主参数和一个副参数。但是本发明的测量设备的多显模式并不限制在测量并显示两个参数，还可以是两个以上的参数。 

请参照图2，是本发明测量设备的较佳实施方式的模块结构示意图。所述的 单进程测量设备2包括一个单进程测量单元21、一个输入单元22、一个控制单元23和一个显示单元24。该单进程测量单元21、该控制单元23和该显示单元24依次电连接，该输入单元22电连接到该控制单元23。 

请一起参照图2和图3，图3是图2所示测量设备当中单进程测量单元21的具体模块结构示意图。该单进程测量单元21具有测试多个参数的测量功能，但是在一个时刻，该单进程测量单元21只能针对多个参数中的一个进行测量。 

作为一个实施例，该单进程测量单元21包括一个输入端211、一个第一开关矩阵212、多个功能电路213、一个第二开关矩阵214、一个量程电路215和一个模数转换器216。 

该输入端211可以通过导线连接探针、探头、表笔或者鳄鱼夹等装置，用于将待测的电信号输入到多个功能电路213，以实现被测参数的测量。 

该多个功能电路213分别用于测量并获得不同的参数，并输出一个代表该参数的模拟信号。 

如图3所示，在本实施例当中，该多个功能电路213的数量为三个，且分别为一个用于测量直流电压的直流电压电路、一个用于测量交流电压的交流电压电路和一个用于测量电阻的欧姆电路。 

作为另一个实施例，本发明的多个功能电路的个数可以比图3中的少，反之也可以包含更多的功能电路，例如可以进一步包括电容电路，电感电路等等。 

作为另一个实施例，为了实现电路设计的方便、节约成本或者其他目的，本发明的单一一个功能电路可以具有一个以上的功能。例如图3当中的交流电压电路可以替换为用于测量交流电压或者电流的交流电压-交流电流电路，图3当中的欧姆电路可以替换为一个用于测量电阻或电容的欧姆-电容电路。 

该第一开关矩阵212和该第二开关矩阵214用于在该控制单元23的控制下将适当的功能电路213电连接到该输入端211和该量程电路215之间，来改变该单进程测量单元21的测量功能，进而实现对应参数的测量。 

该量程电路215主要用于在该控制单元23的控制下改变测量参数的量程。该电路215还可以包含滤波电路，用于对功能电路213输出的模拟信号进行滤波。 

该模数转换器216接收来自该功能电路213的模拟信号后，将其转换为数字信号发送到该控制单元23来进行处理。 

当然，发明的单进程测量单元21还可以具有更多实现其他功能的电路。作为一个举例，单进程测量单元21可以具有一个参考电压基准，用于为量程电路215、功能电路213以及模数转换器216提供参考电压准位。作为另一举例，单进程测量单元21还可以具有一个恒流源参考基准，用于为测量电容的功能电路213提供恒流来对待测电容进行恒流充放电，进而实现电容的测量。 

作为另一个实施例，本发明的另一种单进程测量单元和该单进程测量单元21相比区别在于：还可以具有多个输入端。该多个输入端用于向该单进程测量单元输入多个待测量信号。通过开关矩阵的切换便可以将适当的功能电路连接到适当的输入端，来测量该输入端上对应的参数。 

请一起参照图2和图4，图4为图2所示的测量设备的正面结构示意图。该输入单元22为具有多个按键221的键盘。该多个按键221包括多个测量功能按键223和一个切换按键225。该多个测量功能按键223用于选择需要测量的参数的类型，例如选择需要测量直流电压、电阻、交流频率或电容。该切换按键225用于切换单显模式和多显模式。具体而言，通过触动该切换按键225，该输入单元22会选择性的产生一个使该测量设备2进入多显模式的第一切换信号或一个使该测量设备2进入单显模式的第二切换信号输出到该控制单元23。 

作为另一个实施例，本发明的输入单元22还可以是具有多个触控按键的触摸屏，例如电阻式触摸屏、电容式触摸屏、电感式触摸屏以及红外式触摸屏。该多个触控按键同样包括多个测量功能按键和一个切换按键。利用手指、磁性笔、或者其他物体触碰或者靠近对应的触碰点，即表示触动该按键而使该测量设备2进行对应的操作。 

作为另一个实施例，本发明的切换按键还可以是一个多功能按键。作为一个举例，长时间按压该切换按键超过一特定时间即表示触动切换按键，短时间按压该切换按键小于另一个特定时间即表示触动其他功能。作为另一个举例，同时按下多个按键的组合即表示触动切换按键。 

请一起参照图2、图5和图6，图5是图4所示测量设备中显示单元在单显模式下的放大示意图；图6是图4所示测量设备中显示单元在多显模式下的放大示意图。该显示单元24为一个单个的液晶显示屏，例如单色液晶显示屏、全彩色液晶显示屏。该显示单元24具有一个状态栏241、一个菜单栏243、一个主参数显示区245和一个副参数显示区247。该状态栏241用于显示主参数的测量功能、测量量程、测量速度、数学运算功能、本地模式、远程控制模式、LXI 连接方式、测量运行状态标志、传感器数据不可信任标志等等。该菜单栏243用于显示当前可用的菜单项，方便用户的操作。在该单显模式下，该主参数显示区245和该副参数显示区247共同用来显示主参数。在该多显模式下，该主参数显示区245用来显示主参数，该副参数显示区247用来显示副参数。 

作为其他的实施例，该显示单元24还可以是等离子显示屏、电润湿式显示屏、可绕性显示屏等具备图形显示能力的器件。 

该控制单元23为一个中央处理器(CPU)，其可以根据来自该输入单元22的第一切换信号和第二切换信号控制该单进程测量单元21和该显示单元24的工作。 

当然，所述的控制单元23也可以是由单片微处理器构成、也可以是由数字信号处理单元(DSP)构成，也可以是由FPGA门阵电路构成，在某些时候，也可以是由处理器，如DSP和FPGA混合组成的中央处理单元。 

请一起参照图2和图7，图7是图2所示测量设备当中控制单元控制该显示单元的操作流程图。在本发明的测量设备2当中，该控制单元23控制该显示单元24的方法与现有技术不同，具体步骤为： 

一、线程挂起 

当该控制单元23控制其他元件(例如该单进程测量单元21)而暂时不需要刷新该显示单元24所显示的参数的时候即是所谓的线程挂起。 

二、判断刷新显示 

当该控制单元23需要刷新该显示单元24所显示的参数的时候，则进行下面的步骤；如果不需要刷新，那么回到步骤“线程挂起”。 

三、开始刷新 

四、判断是否多显 

当该测量设备2处于单显模式时，该控制单元23则调用单显界面刷新程序来控制该显示单元24显示该主参数。 

当该测量设备2处于多显模式时，该控制单元23则调用多显界面刷新程序来控制该显示单元24显示该主参数和该副参数。 

五、刷新显示完成。 

请一起参照图2、图5、图6、以及图8，图8是图2所示测量设备2工作状态下的步骤流程图。下面结合图8整体性的说明该测量设备2各部分的功能 和运作原理。 

当使用者仅需要测量单一的主参数时，可以触动该切换按键225，例如使切换按键225处于按下状态，进而使该测量设备2进入单显模式。该输入单元22产生该第一切换信号，并将其发送到该控制单元23。控制单元23根据该第一切换信号控制该单进程测量单元21选择对应的功能电路223接入该输入端221实现对主参数测量。该控制单元23则调用单显界面刷新程序，来控制该显示单元24将主参数显示区245和副参数显示区247合并在一起用来显示该主参数的测量结果。 

举例而言，请参照图5，在该单显模式下，假设用户需要测量的主参数为直流电压，测得的结果为“2.000，22V”，那么位于显示单元24左侧的主参数显示区245用于显示测得结果的一部分内容，即显示“2.00”字样。位于右侧显示单元24右侧的副参数显示区247用于显示测得结果的另外一部分内容，即显示“0，22V”字样。这样使两个显示区245、247共同用来显示主参数。 

当使用者需要测量一个主参数和一个副参数时，可以再次触动该切换按键225，例如使切换按键225处于弹出状态，进而使该测量设备2从单显模式进入到多显模式中。该输入单元22对该切换按键225的触动敏感而产生该第二切换信号，并将其发送到该控制单元23。此后，使用者需要通过该输入单元22设置一个需要测量的副参数。这样，该控制单元23接收到该第二切换信号时该测量单元21当前所测量的参数即为主参数，而将接收到该第二切换信号后，使用者为该测量单元21设置的参数为副参数。该控制单元23控制该单进程测量单元21交替执行主参数测量和副参数测量的同时，所述的控制单元23同步的使该主显示区245和该副显示区247交替刷新呈现该主参数和副参数当前的测量结果。 

请参照图6，在该多显模式下，假设用户需要测量的主参数为直流电压，测得的结果为“1.99999V”；用户需要测量的副参数为交流电压，测得的结果为“1.00001V”。那么位于显示单元24左侧的主参数显示区245用于显示主参数的测得结果的全部，即显示“1.99999V”字样。位于右侧显示单元24右侧的副参数显示区247用于显示副参数测得结果的全部，即显示“1.00001V”字样。这样使该主参数显示区245用来显示主参数，该副参数显示区247用来显示副参数。 

由图6可见，副参数显示区247不仅可以用于显示副参数测量的结果，还可以用于显示副参数的类型“ACV”字样，即交流电压。当然，副参数显示区247 还可以在用于显示副参数测量结果的基础上，同时显示其他相关内容，本发明并不对此作出限制。 

更为具体而言，该控制单元22根据该第二切换信号控制该单进程测量单元21和该显示单元24按照以下步骤工作： 

步骤S1.该控制单元23控制该单进程测量单元21切换到主参数对应的测量功能来进行测量； 

步骤S2.该控制单元23获取主参数测量结果，转换成显示格式后将其显示在该显示单元24的主参数显示区245； 

步骤S3.该控制单元23控制该单进程测量单元21切换到副参数对应的测量功能来进行测量； 

步骤S4.该控制单元23获取副参数测量结果，转换成显示格式后将其显示在该显示单元24的副参数显示区247； 

步骤S5.重复步骤S1～S4。 

作为一个实施例，在多显模式下，使用者主要关注的还是主参数测量结果，副参数测量结果仅仅可能作为一个参照。因此，与在本实施例当中，在该显示单元24上，突出呈现该主参数的测量结果。也就是说，将该主参数的测量结果相对于该副参数的测量结果突出呈现出来，例如使的该主参数显示区245的面积大于该副参数显示区247，使得该主参数显示区245的亮度大于该副参数显示区247，使得该主参数显示区245的色彩相对于该副参数显示区247更为鲜艳等等。 

作为一个实施例，一方面由于副参数测量结果一般仅用于参照，另一方面由于该显示单元24用来显示的面积有限，如果副参数测量功能过于复杂将需要更多的显示面积来显示副参数的状态信息。因此，该测量单元21执行主参数测量时，可以选择手动测量设置手段和自动测量设置手段之一对测量单元21进行测量设置；在该测量单元执行副参数测量时，仅可以采用自动设置手段对测量单元进行测量设置。 

表一为该测量设备2主参数和副参数可以测量的类型，标识“√”所在的行和列所对应的主、副参数显示功能表示该测量设备2可以同时测量和现实的主、副参数。 

其中，DCV表示直流电压，DCI表示直流电流，ACV表示交流电压，ACI表 示交流电流，FREQ表示频率，PERIOD表示周期，2WR表示二线电阻，4WR表示四线电阻，CAP表示电容。 

本发明的该测量设备2由于利用一个显示单元24显示一个或多个参数，因此无论在单显模式还是多显模式下都不会造成资源浪费，提高了资源的利用率。而且该显示单元24在该单显模式下，该主参数显示区245和该副参数显示区247共同用来显示主参数，在该多显模式下，该主参数显示区245用来显示主参数，该副参数显示区247用来显示副参数，进一步提高资源利用率，使用更为方便。 

而且，本发明的该测量设备2由于主参数和副参数为交替刷新显示，使得该主参数和副参数的实时性较好，即测量精确度更高。 

另外，本发明的该测量设备2由于在所述的测量单元执行主参数测量时，可以选择手动测量设置手段和自动测量设置手段之一对测量单元进行测量设置；在所述的测量单元执行副参数测量时，采用自动设置手段对测量单元进行测量设置，因此可以节约系统资源。 

Claims (6)

1.一种测量设备，包括：

一个单进程测量单元、

一个输入单元、

一个显示单元和

一个分别连接所述的测量单元、输入单元和显示单元的控制单元，

其特征在于，

所述的控制单元对来自所述的输入单元的一个切换信号敏感，使所述的测量单元交替执行一个主参数测量和一个副参数测量，使所述的显示单元用于呈现所述的主参数测量和副参数测量的测量结果，

所述的测量设备具有一个单显示模式和一个多显示模式，所述的显示单元包括一个主参数显示区和一个副参数显示区，当所述的测量设备处于所述的单显示模式下，所述的主参数显示区和副参数显示区合并在一起用于显示所述的主参数测量的测量结果；当所述的测量设备处于所述的多显示模式下，所述的主参数显示区用于显示所述的主参数测量的测量结果，所述的副参数显示区用于显示所述的副参数测量的测量结果。

2.根据权利要求1所述的测量设备，其特征在于：对所述的测量单元执行主参数测量时，选择手动测量设置手段和自动测量设置手段之一对测量单元进行测量设置；对所述的测量单元执行副参数测量时，采用自动设置手段对测量单元进行测量设置。

3.根据权利要求1或2所述的测量设备，其特征在于：所述的控制单元接收到所述的切换信号时，使所述的测量单元当前测量的参数为主参数；使接收到所述的切换信号以后，为所述的测量单元设置的参数为副参数。

4.根据权利要求1所述的测量设备，其特征在于：在所述的测量单元交替执行主参数测量和副参数测量时，所述的控制单元同步的使所述的主参数显示区和副参数显示区交替刷新显示所述的主参数测量和副参数测量的测量结果。

5.根据权利要求1所述的测量设备，其特征在于：所述的输入单元包括一个用于产生所述的切换信号的切换按键。

6.根据权利要求1所述的测量设备，其特征在于：在所述的主参数显示区中，突出呈现所述的主参数的测量结果。

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