CN2127489Y - 双分辨率位移指示仪 - Google Patents

Abstract

一种用来测量机械位移的指示仪，它由传感器， 比例放大、比较切换、叠加放大、转换等电路和具有不 等分辨率刻度的电流表组成。把传感器的线性输出 转化成非线性电流信号，实现在测量范围内有二个分 辨率的要求，它可通过调整电路中的电位器W₂，使 电流表获得不同的分辨率，可不提高仪表精度来满足 控制和检测的要求，降低生产成本。

Description

本实用新型属于非电量电测技术领域中的一种指示仪，特别是用于测量位移的指示仪。

目前国内生产的非电量电测位移指示仪，它由位移传感器及一个比例放大电路组成，由位移传感器作为位移的一次元件，它的线性输出经比例放大电路后仍为线性输出，因此与之相配的指示表在全量程内只有一个分辩率，要提高某一量程段的分辩率，必须提高全量程的分辩率，这样必然要求提高仪表的精度，导致生产成本增加。

本实用新型的目的是提供一种不必提高仪表的精度，而是适当分配仪表各量程段的分辨率，对于要求低的量程段只给出较低的分辨率，对要求高的量程段给出较高的分辨率，来满足控制和检测的要求。

本实用新型可以通过以下措施实现：它由电源1、位移传感器2、比例放大电路3、转换电路4、指示表5及比较切换电路6、叠加放大电路7组成。比较切换电路6由比较器F₁与二极管D₃、电阻R₁、三极管BG₁的基极串联及串接于三极管BG₁集电极上的并联的继电器J、二极管D₄组成，且比较器F₁的正负两端分别与电位器W₁、W₂及放大器F₃、差放F₄相联；叠加放大电路7由其输出端与加法器F₅之负端相联的放大器F₃，差放F₄与加法器F₅、反相器F₆串联组成，并由继电器接点J′切换到转换电路4；指示表5的表盘上刻有二段不等分辨率的刻度。

该指示仪的工作原理：

由电源1给出位移传感器2及电路所需的±15V电压，位移传感器的输出信号经二极管D₁、D₂检波后由电位器W₁给出电压V₁并经比例放大电路3放大后得V_DT，设比例放大电路3的放大倍数为K₁，则有V_DT＝K₁V₁，V_DT经转换电路4后输给指示表5，此时指示表指示在低分辩率段；由电位器W₂给出比较电压V_a，当V₁＞V_a时，继电器J带电，继电器J的接点J′换向，此时V₁与V_a的差值经差放F₄放大后进入加法器F₅，同时比较电压V_a经放大器F₃放大后也进入加法器F₅，此二信号经加法器F₅相加后经反相器F₆反相后输出V_DT，设放大器F₃的放大倍数也为K₁，差放F₄的放大倍数为K₂，则V_DT＝K₁V_a＋K₂（V₁－V_a），V_DT经转换电路4转换后，输出给指示表5，此时指示表5指示在高分辩率段。

本实用新型和现有技术相比具有如下优点：在生产实践中，对位移测量往往不要求在全量程范围内都有较高的分辩率，而只要求某一量程段有高的分辩率，现有技术为了满足某一量程段高分辩率的要求，必须提高指示仪的精度，导致指示仪的结构复杂，成本增加，本实用新型可以在不提高指示仪精度的情况下，只增加比较切换及叠加放大电路，把指示表的表盘换成有高低二段不等分辩率的表盘，就可满足高分辩率的要求。本实用新型是一种理想的位移指示仪。

下面结合附图对本实用新型作详细描述：

图1为本实用新型电路方框图

1电源、2位移传感器、3比例放大电路、4转换电路、5指示表、6比较切换电路、7叠加放大电路。

图2为本实用新型的电路原理图

1电源、2位移传感器、D₁、D₂检波器、3比例放大电路、4转换电路、5指示表、F₁比较器、J及J′继电器及接点、F₃放大器、F₄差放、F₅加法器、F₆反相器、W₁、W₂电位器。

图3为电路输出特性示例

图4为表盘刻度示例

本实用新型由电源1、位移传感器2、电位器W₁及W₂、检波器D₁及D₂、比例放大电路2，转换电路4、指示表5、比较切换电路6及叠加放大电路7组成。所说的比较切换电路6由比较器F₁经二极管D₃、电阻R₁、与三极管BG₁的基极相串联及串接于三极管BG₁集电极上的并联的继电器J、二极管D₄组成。所说的叠加放大电路7由其输出端与加法器F₅之负端相联的放大器F₃，差放F₄与加法器F₅，反相器F₆串联组成，经继电器的接点J′切换到转换电路4并由指示表5给出指示。由电源1给出位移传感器2及电路所需的±15V电压，位移传感器2的输出经二极管D₁、D₂检波后经电位器W₁接至比较器F₁的正端，电位器W₂接至比较器F₁的负端，比较器F₁的正负端分别与放大器F₃，差放F₄入端相联。所说的指示表5其表盘上刻有二种不等分分辩率的刻度，满量程刻度及每个分辩率所占的刻度可以根据测量的需要，调整电路的输出进行刻制，如图3、4所示，测量的满量程为30mm，表5的输入信号为10mA，而在量程为25时，其表的输入信号为5mA，这样把指示值为10mA的电流表分二段刻制，即把0－5mA这段等分刻成0－25，而把5－10mA这段等分刻成25－30，制成在0－30mm量程范围内有二个不等分分辩率的位移指示表。当位移传感器2的输出信号经D₁、D₂检波后由电位器W₁检得电压V₁，经比例放大电路3放大后得V_DT，经转换电路4转换后输出给指示表5，此时指示表5指示图3之OA段，即低分辩率段，当由电位器W₂给出的比较电压V_a，且V₁＞V_a时，继电器J带电，其接点J′换向，此时V₁－V_a之差值经差放F₄放大后进入加法器F₅，同时比较电压V_a经放大器F₃放大后也进入加法器F₅，此二信号在加法器F₅中相加后经反相器F₆反相后，输出V_DT由转换电路4转换后输出给指示表5，此时指示表指示图3之AB段、OA段及AB段的分辩率可根据需要借调整电位器W₂的电位获得。

本实用新型由于不必提高指示仪的精度，可以满足不同分辩率的要求，因此它的结构简单，易于加工制造，成本低，可广泛应用在各种机械位移测量场合。

Claims (1)

1、一种双分辩率位移指示仪，包括电源1、位移传感器2、二极管D、比例放大电路3、转换电路4和指示表5，其特征在于包括：

a、由比较器F₁、二极管D₃、电阻R₁、三极管BG₁基极相串联及串接于三极管BG₁集电极上的并联的继电器J、二极管D₄组成比较切换电路6，比较器F₁的正负端分别与电位器W₁、W₂及放大器F₃、差放F₄相联；

b、由其输出端与加法器F₅负端相联的放大器F₃、差放F₄与加法器F₅、反相器F₆串联组成叠加放大电路7，并由继电器接点J′切换到转换电路4；

c、指示表5的表盘，其上刻有二段不等分辩率的刻度。

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