TW436626B - Simplified user interface and control system for a multimeter - Google Patents

Description

經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4 3 钰6 2 6 a? ___B7_* 五、發明説明（彳） 發明領域 本主題發明關於一般用於多用電錶之使用者介面及控 制系統的領域，而尤其關於具有軟鍵之多用電錶。 發明背景 一多用電錶，如其名稱所暗示，是一種儀器可以測量 數個不同的參數，例如電壓，電流，電阻，及一輸入信號 之頻率。現代的多用電錶已變得相當先進並且有時可以測 量電容，負載因數，及溫度。也常見其多用電錶可自動地 選擇顯示之適當範圍。 不幸地，這些現存之多功能多用電錶的前面板上之使 用者介面變得越來越凌亂，混淆，且不易使用。此凌亂之 —原因是其需用以選擇且執行可用功能之按鈕（即，鍵） 及輸入終端的數目。例如 > 常見於其選擇器旋鈕具有三個 位置用於AMPS (安培）功能（即，A，mA，及μΑ) ，及至少雨個位置用於Volts (伏特）功能（AC及DC) 。除了 VOLTs及COMMON (共同）輸入連接器之 外，通常有兩個AMP s輸入連接器（即，AMP s及 m A )。因此 > 使用者被提供以許多混淆的說明，按鈕與 旋鈕，及輸入，而從其中他必須選擇以執行所要的功能。 已知可使用所謂的>軟鍵# ，來減少所需之按鈕數目 ，藉由改變鄰近按鈕之顯示螢幕上之說明。顯示裝置需爲 足夠多功能以顯示多數不同的軟鍵說明。此系統通常利用 一種C R Τ或一種點矩陣L C D以致其緊鄰按鈕之區域可 本紙張尺度適用中國國家梯準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） 1^----------Ο------.1Τ------C (請先《讀背面之注意事項再填寫本I·) -4 - 4 3 6 6 2 6 A7 ____B7_— 五、發明説明（2 ) {請先閲讀背*之注意事項再填寫本頁) 被淸除而一新的說明可被顯示，當欲改變鍵之功能時。不 幸地，於手持裝置中，例如多用電錶，CRT是不實際的 ，因其重量，尺寸，及耐久性，而種點矩陣L C D也是不 實際的，因其使用所將承擔之附加的複雜性及成本。對於 一多用電錶，所需的是一種使用介面，其保有多功能之能 力但能克服以上所提之困難。 發明槪述 一種用於電子測試及測量裝置之簡化的使用者介面， 包括一分段的L C D裝置及用以實施一種軟鍵（softkey) 系統的多數鍵之裝配，結合以一單一AMP s (安培）輸 入連接器及一旋轉式選擇器，該選擇器對於每個待測之參 數只具有一唯一位置。分段的L C D裝置包含，於鄰近一 鍵之每個位置，多數代表欲控制之一垂直排列之功能列的 區段。 經濟部智慧財產局貝工消費合作社印製 本發明之另一方面是其一單一安培連接器被使用以接 收待測之電流’且測量發生於延伸自豪微安培至安培之範 圍。 於本發明之一實施例中，電子測試及測量裝置之外殼 被製成具有覆蓋L C D螢幕之一部份的手指狀突起以產生 顯示之L C D軟鍵分離線之連續的外觀。 圖示簡單說明 圖1顯示依據本發明之一數位多用電錶（D M'M )。 ί紙張尺度適用中關家標準（CNS ) A4規格（21GX297公釐) 43662 6 A7 B7 五'發明説明6 ) 經濟部智慧財產局K工消費合作社印製 圖 2 顯 i示使 用 示 〇 圖 3 顯 丨示 用 於 輸 入 轉 換 裝 配 0 元件 對 照 表 1 0 0 數 位 多 1 1 0 外 殼 或 1 2 0 L C D 1 3 0 a 軟 鍵 1 3 0 b 軟 鍵 1 3 0 c 軟 鍵 1 3 0 d 軟 鍵 1 4 0 輸 入 連 1 5 0 功 能 選 1 5 1 按 鈕 1 5 3 按 鈕 1 5 5 按 鈕 1 5 7 按 鈕 1 5 9 按 鈕 1 6 0 按 鈕 1 7 0 a 手 指 狀 1 7 0 b 手 指 狀 1 7 0 c 手指狀 以圖1之多用電錶 圖1之多用電錶的 用電錶 容器 顯示 接器 擇開關 突起 突起 突起 之一分段的LCD顯 Μ P s連接器之一 - -----^----—— (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規格（210XM7公釐） -6 - ^3662 6 A7 ________ 五、發明説明G ) 2 2 0 L C D顯示 2 2 1 軟鍵說明 I---ΓI-..IIίII (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 223 軟鍵說明 225 軟鍵說明 227 軟鍵說明 2 3 1 線區段 2 3 3 線區段 2 3 5 線區段 2 3 7 線區段 305 旋轉開關 310 控制微處理器 3 2 0 轉換FET (場效電晶體） 3 2 2 轉換FET (場效電晶體） 3 2 4 轉換FET (場效電晶體） 3 2 6 轉換FET (場效電晶體） 3 3 0 定標電阻 332 定標電阻 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 3 3 6 定 標 電 阻 3 4 0 A / D 轉換器 3 7 0 a 軟 鍵 按 鈕 3 7 0 b 軟 鍵 按 鈕 3 7 0 c 軟 鍵 按 鈕 3 7 0 d 軟 鍵 按 鈕 本紙张尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） _ 7 _ 43662^ A7 ______B7 __ 五、發明説明fc ) 發明之詳細說明 參考圖1，具有使用者介面之一數位多用電錶DMM 100包括一外殼或容器110，和一 LCD顯示120 ，及軟鍵 130a，130b，130c，及 13〇d« 同樣重要地注意其圖1之DMM只需一單一輸入連接器 1 4 0 ’標示爲A，以接收待由A Μ P s功能所測量之電 流。重要的是注意其電流測量被執行於延伸自豪微安培至 安培之範圍。同時注意其旋轉的功能選擇開關15 0對於 每個待執行之功能只具有單一位置。只有五個其他的按鈕 151，153 > 155，157,及 159，其被用來 使用DMM之進一步功能。一第六按鈕1 6〇啓動一背後 燈以提供於昏暗燈光下之較不費力的觀看。這些元件之組 合提供一種乾淨，易於使用，而不會令人生厭的人性介面 〇 顯現所有顯示的區段之一分段的L CD顯示2 2 0被 呈現於圖2之中。LCD顯示220是圖1之LCD顯示 1 2 0之一圖示的顯現，以強調需用以構成一現代DMM 之區段的大量及複雜的排列。事實上，區段之數目確實是 大於可定址點之數目。即，用於此特定分段的L CD顯示 之定址排列是四X四十之可定址點，雖然所需之區段的實 際數目是一百八十。此問題被克服以實現其某些區段於特 定功能中總是被成對地顯示，以及其那些區段可被連接在 —起。 如以上所指出，——點矩陣L C D可被淸除與重寫於鄰 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) λ4規格（210X297公麓) 7^ r-----S，衣-- (請先聞讀背面之注—項再填寫本頁) 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 4366 2 6 ^ A7 B7 五、發明説明fe ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本I) 近一按鈕之區域以產生一種A軟鍵〃，其依據一顯示之說 明而改變它的功能。一分段的顯示無法被淸除；其區段被 固定於原處3爲了解決此問題，便提供一垂直排列之軟鍵 說明列221，223，225 ’及227於緊接在軟鍵 按鈕 130a ，130b，130c，130d 之上的區 域中。於每個垂直群組中只有一個說明將被顯示於一既定 時刻。爲了關連這些說明群組與一特定的鍵，可能會認爲 其可以一線區段來包圍其說明。不幸地，這是不可能的， 因爲於一分段的L C D顯示裝置中，線無法橫越。即，區 段位址線及區段顯示線均需被謹慎地繞徑以避免接觸。因 此，假如說明區段之群組被包圍以一線區段，則通至個別 說明區段之位址線將無法橫越包圍之線區段，而導致無效 的說明區段。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 此障礙被克服，藉由只以三邊來引出圍繞軟鍵說明區 段周圍之線區段231， 233， 235， 237 ，如圖2中所顯示。如此可致能位址線延伸到軟鍵說明區 段卻不會橫越任何顯示線，而仍提供一編組符號於說明周 圍以將它們結合與相同的鍵。不幸地’部份環繞線區段之 打開的底部被認爲是比完全環繞的線區段還不美觀的。此 問題被克服，藉由利用手指狀突起1 7 〇 a ’ 1 7 0 b ’ 1 7 0 c，其稍微地覆蓋螢幕區域’而掩飾其環繞爲不完 全之事實。此結果是手指狀突起與L C D部份環繞線區段 之看得見部份結合以、欺騙眼睛"而呈現出較美觀的外表 本紙張尺度逋用中國國家標準（CNS ) A4规格（2丨0X297公釐） _g. 4^62β Α7 Β7 五、發明説明t ) 分段的L C D裝置之使用引發關於L C D的更新率之 另一問題。當考慮一分段的L C D之使用於一多用電錶顯 示裝置時1所需之大量的區段快速地變得很明顯。每個區 段需被重複地更新，且大量的區段需要一基本之時間量以 完全更新所有的區段並回復至第一個以重新開始。此外， 已發現到需小心提供一適宜之更新率以避免介於區段照明 與一般室內燈光閃爍之間擾人的跳動，由於5 OH z或 60Hz之電力線頻率。 參考圖3，用以選擇測量功能之_旋轉開關3 0 5可 被簡化爲只選擇基本功能之種類（例如，A Μ P s ， VOLTs)，而非更普通之特定功能（例如，AMPs ，m A，），因爲待測之信號並未被稱合經由旋轉開關。 而是，旋轉開關3 0 5爲一輸入至其控制確實測量之一控 制微處理器310。四個軟鍵按鈕（即，開關）370a ，37 0b，370c，及370d被耦合至微處理器 310且被使用以進一步定義其至微處理器310之輸入 來選擇特定之所欲的測量功能 爲回應通至AMP s位置 之旋轉開關305之轉動，以及軟鍵按鈕370a · 370b，370c，及370d其中之一的按壓，故控 制微處理器3 1 0便控制轉換F E T s (場效電晶體） 320，322，324，及326以與定標電阻（ scaling resistors) 330，332，及 33 6 協力來選擇 適宣的測量範圍。供應於單一 AMP s輸入之信號電流流 經保險絲350, 一個以上之控制轉換FETs '3 2 0 本紙張尺度逋用中國國家揉率（CNS } Α4规格（210X297公釐） ---.--Λ.衣 II (請先閱讀背面之注$項再填寫本頁) ,ΐτ' 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -10- 經濟部智慧財產局貝工消費合作社印製 -11 - 43662^ b7 五、發明説明6 ) - 322， 324，及326與一個以上之定標電阻 330，332，及336以最後於A/D轉換器340 之輸入產生一電壓，其代表待測之電流的量* A/D輸入 信號之數位的表示被耦合至微處理器控制器310以顯示 •於圖2之顯示螢幕2 2 0上。 每個圖3之F E T開關包含用於輸入保護之一旁路二 極體。這些二極體之一特徵爲其它們是高品質的，因它們 能處理高電流並且它們展現極低的反向漏電·>注意其轉換 FETs320及32均爲N通道FETs ，但是其 F E T 3 2 2被連接於與它的一般定向反向的（即，相反 地）。即，FET3 2 0之源極終端被直接耦合至FET 3 2 2之汲極終端，F ET3 2 0之汲極終端被直接耦合 至F E T 3 2 2之源極終端，而閘極終端被耦合一起且驅 動以微處理器控制器3 1 0。此FET3 2 2之反向的目 的是利用內保護二極體以免受來自那些由F E T 3 2 0中 之二極體所處理的相反極性突波。圖3之電路亦具有額外 的好處，即FET s 3 2 0及3 2 2被平行地操作且因而 降低高電流範圍中之開關電阻。此電路之一種習知技術形 式使用一種電力二極體以取代F E T 3 2 2。此習知技術 電路之電力二極體無法幫助降低開關電阻，如上所述，因 爲它並非被平行地啓動與FET320。此外，具有處理 數安培突波電流能力之電力二極體，不適宜地展現大約 1 0 0 η A之相當高的漏電流，其將不利地影響較低範圍 之電流測量《如以上所注意，本標的之裝置可以測量於毫 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公着） (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁)

經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4366 2 6 A7 ___B7_ '五、發明説明) 微安培至安培之範圍，且使用反向連接之F ET，而非電 力二極體，可容許毫微安培之測量而沒有由反向電流漏電 所引發之不利效果- 重要的是注意其介於只具有一單一選擇於每個主要功 能的旋轉開關，具有伴隨軟鍵的分段的顯示，與單一 AMP s輸入之間的共同操作提供使用者一種合意地整齊 的，且特別地易於使用的介面。 用語a控制微處理器"，如應用於元件3 1 0，是意 欲涵蓋微電腦，及其他形式之控制器，例如包含 ASICs之專用的硬體控制器》 雖然本發明已被說明以關於一種數位式多用.電錶，於 此澄淸它將也可被應用於其他形式之測試及測量裝備，而 此種修飾被視爲落入下列申請専利範圍之範圍中+。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4规格（210X297公釐） -12-

Claims (1)

1. 4366 2 A8 B8 C8 D8 申請專利範圍 修 鹽·件一 第88 1 0577 1號專利申請案 中文申請專利範圍修正本 民國8 9年1丨月修正 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1 . 一種數位式多用電錶，包括： 一具有多數位置之旋轉開關，每個該位置選擇待被執 行之測量功能之一個別的基本種類； 一分段的L CD顯示裝置以顯示由執合該測量功能之 一所決定的値，並且用以沿著該顯示裝置之一邊緣來顯示 至少包括多數說明之一群組： 一安裝於該多用電錶之外殼上的鍵，其大體上位於該 顯示裝置之該邊緣上且鄰近該多數說明，該鍵可由一使用 者操作以進一步界定待被執行之該測量功能： 一單一輸入終端以接收待測電流於多數測量範圍中， 其中該測量範圍包含從豪微安培延伸至安培之範圍； 一控制器以產生控制信號來選擇該測量範圍：及 多數控制開關以選擇該測量範圍，該多數控制開關於 該控制器之控制下操作；其中 每個該多數控制開關爲一F E T開關；且其中 對於一特定測量範圍，一對該F E T開關被大體上同 時地操作，而該對F E T開關被彼此反向地連接。 2 . —種數位式多用電錶，包括： 一具有多數位置之旋轉開關，每個該位置選擇待被執 行之測量功能之一個別的基本種類； 一分段的L C D顯示裝置以顯示由執行該測量功 (請先閲痹背面之注意事項再填寫本頁) *言 I 本紙張尺度逋用中國困家樣準（CNS > A4規格（210X25»7公釐）

   A8 B8 C8 D8 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 六、申請專利範圍 一所決定的値，並且用以沿著該顯示裝置之一邊緣來顯示 等求^括多數說明之一群組； 安裝於該多用電錶之外殼上的鍵，其大體上位於該 顯示裝置之該邊緣上且鄰近該多數說明，該鍵可由一使用 者操作以進一步界定待被執行之該測量功能； 一單一輸入終端以接收待測電流於多數測量範圍中， 其中該測量範圍包含從豪微安培延伸至安培之範圍； —控制器以產生控制信號來選擇該測量範圍且用以控 制該L CD顯示裝置之顯示；其中 該多用電錶之該外殼包含多數覆蓋該L C D顯示之一 部份的手指狀突起於鄰近該多數說明處，該多數說明被排 列以一大體上垂直的列，該列之頂部及各邊上由一單一線 區段所圍住，該手指狀突起係對齊與該線區段之一端以掩 飾該線區段之一部份的欠缺。 3 .如申請專利範圍第2項之數位式多用電錶，進一 步包含多數控制開關以選擇測量範圍，該多數控制開關於 該控制器之控制下操作，其中 每個該多數控制開關爲一 F E T開關；且其中 對於一特定測量範圍，一對該F E T開關被大體上同 時地操作，而該對F E T開關被彼此反向地連接。 (請先w_背面之注意事項再填寫本頁) 本紙浪尺度適用中國國家搮窣（CNS ) A4«l格（2丨0X29*7公釐）