無遊絲的指針式儀表的製作方法

2023-06-11 16:34:26 3

專利名稱：無遊絲的指針式儀表的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種儀表，特別涉及一種無遊絲的雙線圈指針式儀表。
背景技術：
目前，使用的雙線圈指針式儀表，經測量所得到的脈衝信號經相應的線束送到儀表內，雙線圈指針式儀表將輸入的脈衝信號經過處理，輸出兩路模擬電流，送往定子的兩個線圈A、B，產生的合成磁場驅動永磁轉子轉動到指定位置，如圖1所示，線圈A、B在空間位置正交，而轉子2與指針1做成一體，轉子2位於空間的中心，轉子2包括有一永久磁鐵22及其上豎立的轉軸21構成，其電路圖及電路結構原理圖如圖2、圖3、圖4所示，其工作原理是如兩個線圈A、B分別通入相位差為90°正弦交流電流，將產生兩個正弦交變磁場，因為兩個線圈A、B在空間互為垂直分布，同時兩個正弦電流的相位差為90°，所以它們的合成磁場將是大小不變的，只是方向隨時間變化，即時間上的電角度垂直的兩路電流通入空間位置上垂直的兩個線圈必將產生大小不變的旋轉磁場。為了磁場旋轉角度的精確，定子磁路完全在空氣中，這樣避免了通常使用的鐵磁材料的非線性。
兩路電流分別為iA＝Im·SinθiB＝Im·Cosθ而磁動勢F＝i·N磁通量φ＝f(F)＝f(i·N)所以φAm＝φBm＝φm∝I·NφA＝φm·SinθφB＝φm·Cosθ因兩個線圈的參數相同，所以兩個線圈產生的磁場大小相等而相位相差為90度，合成一個大小不變(φm)的旋轉磁場。
如兩個線圈的電流在滿足正餘弦關係下保持不變，合成磁場方向也穩定指向空間某一角度，為了使指針1回0，現有的儀表是安設回0遊絲，而遊絲的存在會帶來兩個不利的影響；首先是遊絲的反力矩會使定、轉子磁場不重合，它對儀表指示精度的影響是與磁場強度相關的，原材料的磁場強度差異以及使用中磁場強度的變化都會降低儀表的精度；其次是遊絲本身也有非線性，在現行的生產方式中，出廠前，遊絲對指示精度的影響是由微控制器進行計算後加以修正，但造成了生產調試的困難，至於使用中精度的影響則無法調整補償。
實用新型內容本實用新型的目的是要解決有遊絲的雙線圈指針式儀表存在的定、轉子磁場不重合及其遊絲本身的非線性問題，而提供一種可克服上述缺點的無遊絲的指針式儀表。
本實用新型包括有兩個線圈、轉子、指針，其中，兩個線圈在空間位置正交，而轉子與指針做成一體，轉子位於兩線圈正交空間的中心，轉子包括有一永久磁鐵及其上豎立的轉軸構成，其特徵是，其還具有一控制器，控制器的電路包括有電源電路、信號輸入電路、晶振電路、單片機、驅動電路組成，控制器通過驅動電路與兩個定子線圈相連接，控制器由程序控制指針指示及在無信號輸入時回零，因為雙線圈指針式儀表是通過改變雙線圈(定子)磁場的方向來移動指針的，指針可以在360°空間範圍隨意改變。
在有遊絲的表中，在斷電時必定被遊絲牽引回0，啟動後很容易通過測量從0起逐漸增加的電流相應逐漸改變磁場方向，牽引指針指示正確的讀數。而在本實用新型中，則要由所控制的雙線圈(定子)磁場在所有指針可能的範圍內通過逐漸的變化來牽引指針到達0位。


圖1為雙線圈指針式儀表的立體示意圖。
圖2、圖3為雙線圈指針式儀表的電路示意圖。
圖5、圖4為雙線圈指針式儀表的指針轉動角度示意圖。
圖6為本實用新型的控制器電路圖。
具體實施方式
請參閱圖1、圖2、圖3、圖4、圖5所示，本實用新型包括有兩個線圈A、B、轉子2、指針1，其中，兩個線圈A、B在空間位置正交，而轉子2與指針1做成一體，轉子2位於兩線圈A、B正交空間的中心，轉子2包括有一永久磁鐵22及其上豎立的轉軸21構成，其特徵是，其還具有一控制器3，控制器3的電路包括有電源電路31、信號輸入電路32、晶振電路33、單片機34、驅動電路35組成，控制器3通過驅動電路35與兩個定子線圈A、B相連接，控制器3由程序控制指針1指示及在無信號輸入時回零，因為雙線圈指針式儀表是通過改變雙線圈A、B(定子)磁場的方向來移動指針的，指針可以在360°空間範圍隨意改變。
在有遊絲的表中，在斷電時必定被遊絲牽引回0，啟動後很容易通過測量從0起逐漸增加的電流相應逐漸改變磁場方向，牽引指針指示正確的讀數。而在本實用新型中，則要由所控制的雙線圈(定子)磁場在所有指針可能的範圍內通過逐漸的變化來牽引指針到達0位。
無遊絲的雙線圈指針式儀表在正常工作時與有遊絲的雙線圈指針式儀表類似，但有兩點優越性。一是不受遊絲的性能差異的影響，二是因減少了阻轉矩而使得線性更好。這將使儀表的調試變的簡單。
無遊絲的雙線圈指針式儀表的一個特點是在斷電時指針將保持斷電前的位置。
權利要求1.一種無遊絲的指針式儀表，其包括有兩個線圈、轉子、指針，其中，兩個定子線圈在空間位置正交，而轉子與指針做成一體，轉子位於兩線圈正交空間的中心，轉子包括有一永久磁鐵及基上豎立的轉軸構成，其特徵是其還具有一控制器，控制器的電路包括有電源電路、信號輸入電路、晶振電路、單片機、驅動電路，控制器通過驅動電路與兩個定子線圈相連接，控制器由程序控制指針指示及在無信號輸入時回零。
專利摘要本實用新型公開了一種無遊絲的指針式儀表，其包括有兩個線圈、轉子、指針，其中，兩個定子線圈在空間放置正交，而轉子與指針做成一體，轉子位於兩線圈正交空間的中心，轉子包括有一永久磁鐵及基上豎立的轉軸構成，其特徵是其還具有一控制器，控制器的電路包括有電源電路、信號輸入電路、晶振電路、單片機、驅動電路組成，控制器通過驅動電路與兩個定子線圈相連接，控制器由程序控制指針指示及在無信號輸入時回零，解決了有遊絲的雙線圈指針式儀表存在的精度低的問題。
文檔編號G01R5/16GK2665719SQ20032011285
公開日2004年12月22日 申請日期2003年12月1日 優先權日2003年12月1日
發明者邵敏金 申請人:長春工業大學