CN1031764A - 交叉线圈型可动磁铁式计量仪器 - Google Patents

交叉线圈型可动磁铁式计量仪器 Download PDF

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Abstract

交叉线圈型可动磁铁式计量仪器，包括指示部、 驱动部、和变换部。变换部将脉动电流叠加到响应被 测定对象的状态的电压信号上，并将叠加有该脉动电 流的电压信号变换为数字信号送到驱动部，当输入信 号以频率方式给出时，变换部含将频率信号变换为电 压信号的F—V变换器，脉动电流产生部，其输出的 脉动电流与F—V变换器输出的电压信号相叠加并 经A—D变换器变换为数字信号。在驱动部中设有 ROM。可提高指针指示的分辨率。

Description

本发明涉及广泛用于例如车辆的速度计、转速表及其他的计量仪器等的交叉线圈型可动磁铁式计量仪器。
交叉线圈型可动磁铁式计量仪器一般由指示部、驱动部及变换部所组成，指示部即所谓计量仪器的本体，其中设有突出的指针轴，同时在线圈骨架内装有以指针轴为中心旋转的可动磁铁，且在线圈骨架上绕有相互正交的交叉线圈;驱动部则接受来自变换部的信号并向交叉线圈通以预定的电流;变换部则将来自被测定对象的输入变换为在驱动部容易进行处理的电气信号。因而该计量仪器可根据来自被测定对象的输入量，向交叉线圈通以预定的电流，由交叉线圈产生磁场，可动磁铁向由各交叉线圈所产生的磁场的合成磁场方向旋转，随着磁铁的旋转，指针也跟着旋转，并用指针来指示被测定量。
如能使向交叉线圈通电的方向变化，则合成磁场在360°中的任一方向上也能建立，故一般最好在一交叉线圈上流过和所要的指针角的正弦值相对应的电流，而在另一线圈上则流过和余弦值相对应的电流，而驱动部则做成接受来自上述变换部的输入并输出上述的对应值。此时，设有变换部以便很容易地进行使驱动部能输出上述对应值的处理，一般是将频率输入变换为电压输出，并将其输入到驱动部（参见特开昭61-120063号公报）。
当在上述的交叉线圈型可动磁铁式计量仪器的驱动部上所用的处理手段是用数字信号处理来进行时，在变换器上将来自被测定对象的输入变换为预定的数字信号并输入到驱动部，并由驱动部进行对应于该数字信号的输出，计量仪器的指示分辨率可对应于上述数字信号（驱动输入）的细分而确定。又计量仪器的指针指示的分辨率越高则指针的动作越平稳，且计量仪器的性能提高。因而在上述变换部中如向驱动部所送的数字信号的细分较细，则所能得到的计量仪器的指针指示分辨率也较高。
但是对变换部输出进行细分，还会使与此相对应的驱动部的处理机构增大。
本发明鉴于上述问题而提供一种不会使驱动部的处理机构增大但能使指针指示分辨率提高的交叉线圈型可动磁铁式计量仪器。
根据本发明的交叉线圈型可动磁铁式计量仪器由在交叉线圈中收装有以指针轴为中心旋转的可动磁铁并通过向交叉线圈通电指示被测定量等的指示部，向上述交叉线圈作通电输出的驱动部，和将来自被测定对象的输入信号变换为适用于上述驱动部进行处理的信号的变换部组成，其特征在于上述变换部将来自被测定对象的输入变换为电压信号;同时在上述电压信号上叠加脉动电流，而后变换为对应于电压电平的数字信号并输出到驱动部。
以下根据图2对本发明的作用进行说明。如来自被测定对象的计测量的输出例如由频率值构成，则一旦将其变换为电压信号（甲）（图Ⅰ→图Ⅱ：表示的场合为来自被测定对象的输入对应于经过的时间t以一定的比率增大），接着如图Ⅳ所示在该电压信号（甲）上叠加脉动电流（乙）（图Ⅲ），然后根据叠加信号丙的电压电平变换为数字信号a、b、c、d（图Ⅴ）。如不叠加脉动电流乙而变换为数字信号，则如图Ⅵ所示，数字信号依次变化为a→b→c→d，而由于叠加有脉动电流，故从数字信号的a（α区段）→a和b交替发生（β区段）→b（γ区段）→b和c交替发生（δ区段）进行变化。如将其输入到驱动部，则α区段的部分构成对应于a信号的驱动输出，β区段的部分则交替地构成对应于a信号的驱动输出及对应于b信号的驱动输出，γ区段的部分则构成对应于b信号的驱动输出。
因而，如设脉动电流为高频率且需高到指针不会产生摆动的程度，则如指针由交叉线圈的通电的平均值稳定，则上述α、β、γ区段的指针的动作成为对应于a信号进行指示、对应于a信号指示和对应于b信号指示的中间位置进行指示和对应于b信号的指示，可在不需要特别增大驱动部的处理功能下，使指针指示的分辨率提高。
以下根据附图对本发明的实施例进行说明。
参见图1，图3，图1为本发明计量仪器的方块图，图3为表示图1的主要部分的详细情况的电路图，计量仪器的总构成由变换部A、驱动部B、指示部C所组成，变换部A接受来自被测定对象的输入信号，输出成为下一个驱动部的驱动信号的信号，并由F-V变换部1，脉动电流发生部2，叠加整形部3及A-D变换部所组成。在F-V变换部1一旦有来自被测定对象的计测量以频率输入时，即将其变换为电压信号甲，脉动电流发生部2备有所谓振荡电路，并发生脉动电压信号乙。叠加整形部3使上述电压信号甲和脉动电流信号乙叠加在一起，并将叠加信号丙输出到下一个A-D变换部4，A-D变换部4用电压电平来区分上述叠加信号丙，而发生对应于各区分的数字信号丁。驱动部B由ROM部5，D-A变换部6及驱动输出部7所组成，ROM部5存贮的数据可指示对应于上述的数字信号丁的通到下述的指示部C的交叉线圈X、Y电量，一旦接收到数字信号丁即输出与通电量相对应的数字信号戊X、戊Y。D-A变换部6将上述输出信号戊X、戊Y分别变换为模拟量。驱动输出部7向交叉线圈X、Y通电，其电流与上述模拟量相对应。指示部C是所谓计量仪器的本体，在将框架进行组合后所形成的线圈框架内，装有可动磁铁8，在框架外面则绕有交叉线圈X、Y，在上述可动磁铁8上设有突出的指针轴，且在指针轴上装有指针9。
接着就上述实施例的动作进行说明。
设被测定对象为例如发动机的转速，则与发动机的转速R成正比的频率的信号将输入到F-V变换部1，此F-V变换部1即输出与输入频率成正比的电压信号甲，接着将脉动电流信号乙叠加到电压信号甲上，此叠加信号丙用A-D变换部4变换为以电压电平来区分的预定的数字信号丁，并进入到ROM部6。ROM部6将输出与输入的数字信号丁相对应的输出数字信号戊X、戊Y，并送往各线圈;在ROM部6中预先存贮有在转速从零到最大值的范围内的输出数字信号戊X、戊Y，此输出数字信号的数值对应于Sinθ及Cosθ，而此时θ为在转速为R时的指示角度，并以转速O为基准;并根据上述存贮值确定输出数字信号戊X戊Y;用D-A变换部7将此输出数字信号戊X、戊Y变换为模拟量（电压值或电流值），对上述模拟量进行放大，并通电到交叉线圈X、Y上。
如就上述动作中的变换部A作详细地说明，则在将脉动电流乙叠加到电压信号甲上，并将其变换为以预定的电压电平作区分的数字信号J时，如叠加信号丙的脉动电流的振幅在A-D变换时的电压区分范围内，则会产生一定的数字信号J，而如叠加信号丙的脉动电流的一部分从电压区分范围中突出出来，则数字信号丁不再是一定的，而会发生脉动现象，与此同时驱动输出部8向交叉线圈X、Y所通的电流也有脉动现象，如设脉动电流信号乙的频率高到不会产生针的摆动，则指针会定位于对应二个电压区分范围的指示的中间（由送往交叉线圈的平均电流所产生的磁场方向）。
因而，不需要使驱动部B本身的动作处理能力例如ROM部的存贮量增加，就能使指针指示的分辨率提高。又由于在交叉线圈中有时也流有脉动电流，也成为防磁滞的办法。
又在本发明中交叉线圈的驱动部的处理机构适用于数字信号处理的场合，但处理机构并不限定于上述的ROM部的使用。
本发明如上所述是在交叉线圈的驱动部作数字信号处理的交叉线圈型可动磁铁计量仪器中对产生送到驱动部的输入的变换部附加有技术手段，该手段为在A-D变换前叠加脉动电流，这样驱动部本身的处理机构不要作任何变动，就能提高指针指示的分辨率。
图1为本发明的实施例的总方块图;图2为表示其作用的曲线图。图3为表示图1的主要部分的详细情况的电路图。
A为变换器;B为驱动部;C为指示部;1为F-V变换部;2为脉动电流发生部;3为叠加整形部;4为A-D变换部;5为ROM部;6为D-A变换部;7为驱动输出部;8为可动磁铁;9为指针;甲为电压信号;乙为脉动电流信号;丙为叠加信号;可为数字信号。

Claims (5)

1、一种交叉线圈型可动磁铁式计量仪器，包括：
在其交叉线圈中内部装有以指针轴为中心旋转的可动磁铁且可通过向上述交叉线圈通电来指示被测定量等的指示部；
向上述交叉线圈作通电输出的驱动部；
将来自被测定对象的输入信号变换为适合于上述驱动部的处理的信号的变换部；
其特征在于：
上述变换部将脉动电流叠加到随被测定对象的状态变化而变化的电压信号上，并将对应于叠加有该脉动电流的电压信号的电压的数字信号送到上述驱动部。
2、如权利要求1所述的交叉线圈型可动磁铁式计量仪器，其特征在于来自被测定对象的输入信号是以频率方式给出的，且上述变换部具有将该频率信号变换为电压信号的F-V变换器，并将脉动电压叠加到该F-V变换器的输出电压信号上。
3、如权利要求2所述的交叉线圈型可动磁铁式计量仪器，其特征在于上述变换部具有将脉动电流叠加到上述F-V变换器的输出电压信号上的脉动电流发生部和将叠加有该脉动电流的电压信号变换为数字信号的A-D变换器。
4、如权利要求1所述的交叉线圈型可动磁铁式计量仪器，其特征在于上述驱动部含有根据来自上述变换部的数字信号设定向上述交叉线圈的通电的手段。
5、如权利要求4所述的交叉线圈型可动磁铁式计量仪器，其特征在于上述设定向交叉线圈通电的手段为ROM。
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