CN2773622Y - 数字化指针式高度表指示器模块 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种数字化指针式高度表指示器模块，包括输入接口电路、微处理控制电路、驱动电路、步进电机、指示单元，输入接口电路接收由高度测量部分输出的高度测量值，并经过电平变换后送入微处理控制电路，微处理控制电路对输入的高度数据信号进行运算、比较和控制并经过驱动电路进行放大后送入步进电机，步进电机控制指示单元上的指针在刻度盘上滑动并指示飞行器的真实高度。本实用新型实现了全数字化运算、控制和信号处理，因此，测量的稳定性和可靠性好且精确可控。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种数字化指针式高度表指示器模块。应用于航空高度测量领域。本指示器模块作为独立单体与高度测量部分连接，组成完整的测量系统。完成高度测量结果显示、高度表整体自检显示、系统功能设置和预设告警高度值指示。本实用新型既可用于航空高度表中，也可以用于其它需要用模拟指针方式显示数字化检测量的领域。
背景技术
高度表应用于航空高度测量，高度表指示器模块作为独立单体与高度测量部分连接，组成完整的测量系统，完成高度测量结果显示、高度表整体自检显示、系统功能设置和预设告警高度值指示。传统的高度表指示器模块的工作原理均为模拟方式，请结合图1所示，指示器模块是一个独立的单元，其输入信号是高度测量系统提供的与飞行器真实高度成一定函数关系的直流电压，即高度信号电压。此电压输入到指示器之后，先送给指针驱动比较电路，指针驱动比较电路把高度信号电压与指针电位器滑臂上的基准电压进行比较。当飞行器高度变化时，则产生电压差，电压差的极性决定飞行器是爬高还是下降，这一电压差经调制后送到伺服放大器进行放大，放大后的信号驱动伺服电机，伺服电机通过一套减速齿轮带动指针电位器滑臂到平衡位置，直至失调信号为零，伺服电机停转，此时指针在刻度盘上所指的刻度就是飞行器的真实高度。
传统的指示器模块的工作原理均为模拟方式，输入接口为模拟电量接口，模拟电量运算和控制，模拟驱动及含有大量齿轮传动的机电式工作方式。它们存在的缺点是，首先模拟电量接口的精度差，其量值随距离而变，因此稳定性、一致性和可匹配性差。其次，模拟驱动及含有大量齿轮传动的机电式工作方式在显示精度、基准标定、量程线性、维护调试和性能的稳定性等方面存在难以克服的问题。再就是模拟电路大多由分立元件组成，指示器模块显得结构繁琐且调试困难。
发明内容
本实用新型的目的是针对传统的高度表指示器存在的上述缺点，提供一种数字化指针式高度表指示器模块，以实现全数字化运算、控制和信号处理，来提高度表测量的精确度和稳定性。
为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
该数字化指针式高度表指示器模块包括输入接口电路、微处理控制电路、驱动电路、步进电机、指示单元
输入接口电路接收由高度测量部分输出的高度测量值，并经过电平变换后送入微处理控制电路，微处理控制电路对输入的高度数据信号进行运算、比较和控制并经过驱动电路进行放大后送入步进电机，步进电机控制指示单元上的指针在刻度盘上滑动并指示飞行器的真实高度。
由于本实用新型采用了以上的技术方案，本实用新型具有以下优点：
采用微处理器控制，实现全数字化运算、控制和信号处理。
采用步进电机驱动指针转动，实现模拟显示，完全解决磁场和材料热变形引发的精度、稳定性和可靠性差以及全量程线性差等问题。
采用数字化通用协议接口，接口匹配性好，而且，测量电量匹配，测量量程和指针偏转范围可灵活设置并精确可控。
全数字化运算，可对输入参量特性作补偿处理，实现理想精确的指示。
附图说明
图1为传统的高度表指示器模块的原理框图。
图2为本实用新型的高度表指示器模块的原理框图。
图3为本实用新型的高度表指示器模块的电原理示意图。
具体实施方式
请参阅图2所示，在结构上，本实用新型的数字化指针式高度表指示器模块包括输入接口电路、微处理控制电路、驱动电路、步进电机、指示单元
输入接口电路接收由高度测量部分输出的高度测量值，并经过电平变换后送入微处理控制电路，微处理控制电路对输入的高度数据信号进行运算、比较和控制并经过驱动电路进行放大后送入步进电机，步进电机控制指示单元上的指针在刻度盘上滑动并指示飞行器的真实高度。
所述的驱动电路为一步进电机集成驱动电路，该驱动电路控制步进电机的起动、运转和停止。
所述的指示单元包括指针、刻度表盘，指针和刻度表盘为一整体，步进电机的旋转轴带动指针正转或反转。
本高度表指示器模块是一个独立的部分，其输入信号是由高度测量部分提供的经接口输入的与飞机真实高度对应的数据信号，该信号输入本指示器后，先经过电平变换，随后输入微处理控制电路。
在微处理控制电路中，对输入的高度数据进行运算、比较和判断，并按要求的方式、精度和格式，进行指示所需的驱动数据运算，然后将最终的指示驱动数据输入指示驱动电路。
驱动电路将由微处理控制电路输入的指示驱动数据按高精度步进电机的要求进行变换和功率放大，以达到直接驱动步进电机的功能。其他所需的特殊的指示控制信号，也是经由驱动电路实现对步进电机的特别控制。
指示单元由高精度步进马达、指针、刻度表盘和指示灯以及数字荧光显示管等组成，它是本系统的视觉界面。高度测量值、预设告警高度值、告警状态信息和系统自检信息都通过该单元呈现给操作者。
下面请再参阅图3所示，对本实用新型基本电路原理描述如下：
本指示器模块采用微处理器和标准RS232C通信协议的接口电路。输入信号RXI是用正负电压来表示逻辑状态的RS-232C电平，经过满足RS232C通信协议的集成电路芯片U1后，转换成能够同微处理控制电路接口相连的TTL电平(以高低电平表示逻辑状态)，经过接口电路U1的输出端RO进入微处理控制电路U2的输入端RXD。反之微处理控制电路的输出端TXD也可以经过U1的输入端RIN到U1的输出端TXI将TTL电平转换成RS-232C电平。
在微处理控制电路中，微处理器U2对输入的高度数据信息进行比较和判断，并按一定的参数设置要求进行数学运算，将与飞行器真实高度成一定函数关系的输入数字信号转变成一系列的频率脉冲信号，通过微处理器的P1.6口送入步进电机集成驱动电路U3的f(scx)端，同时控制电机转动方向的控制信号通过微处理器U2的P1.7口送入步进电机集成驱动电路U3的C/CC端。
步进电机集成驱动电路U3将脉冲序列f(scx)转变成一定的电流信号通过U3的四个输出端OUT1-OUT4进入步进电机U4的四个输入端1-4，继而控制步进电机U4按要求起动、运转和停止；同时供给步进电机以足够的功率，使其能带动指针。
步进电机U4在驱动电路U3的驱动控制下，用旋转轴带动指针正转或反转。
指示器单元U5由指针、刻度表盘等组成。是本系统的视觉界面。飞行器的真实高度通过该单元来展示，当步进电机停止转动时，指针在刻度盘上所指的刻度就是飞行器的真实高度。
本实用新型的指示器模块用于航空高度表指示器中，也可以用于其它需要用模拟指针方式显示数字化检测量的领域。
Claims (3)
1、一种数字化指针式高度表指示器模块，
其特征在于：
该指示器模块包括输入接口电路、微处理控制电路、驱动电路、步进电机、指示单元
输入接口电路接收由高度测量部分输出的高度测量值，并经过电平变换后送入微处理控制电路，微处理控制电路对输入的高度数据信号进行运算、比较和控制并经过驱动电路进行放大后送入步进电机，步进电机控制指示单元上的指针在刻度盘上滑动并指示飞行器的真实高度。
2、如权利要求1所述的数字化指针式高度表指示器模块，
其特征在于：
所述的驱动电路为一步进电机集成驱动电路，该驱动电路控制步进电机的起动、运转和停止。
3、如权利要求1所述的数字化指针式高度表指示器模块，
其特征在于：
所述的指示单元包括指针、刻度表盘，指针和刻度表盘为一整体，步进电机的旋转轴带动指针正转或反转。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN 200520039648 CN2773622Y (zh) | 2005-02-07 | 2005-02-07 | 数字化指针式高度表指示器模块 |
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| CN 200520039648 CN2773622Y (zh) | 2005-02-07 | 2005-02-07 | 数字化指针式高度表指示器模块 |
Publications (1)
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| CN2773622Y true CN2773622Y (zh) | 2006-04-19 |
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| CN (1) | CN2773622Y (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107942847A (zh) * | 2018-01-14 | 2018-04-20 | 华东交通大学 | 一种指针式风压表指示状态模拟的新方法 |
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2005
- 2005-02-07 CN CN 200520039648 patent/CN2773622Y/zh not_active Expired - Fee Related
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