数字式仪表 【技术领域】
本发明有关于一种数字式仪表，尤其有关于一种由单片机对所测信号进行采集、处理、并控制显示的数字式仪表。
背景技术
当前所常用的仪表多为机械磁电式仪表。该种仪表一般包含一种传感器，由该传感器将所需测量的信号变成电压信号。该电压在仪表内的线圈中产生相对应的感生电流，该感生电流在仪表内天然磁铁所产生的磁场内产生库仑力，带动线圈转动，线圈再带动上面所固定的指针，从而显示上述电压信号的强度，也即所需测量信号的强度。
但从目前的技术现状来看，这种机械磁电式仪表存在着多种缺陷。第一就是该种仪表的机械结构，尤其是线圈，需要耗费很多金属。这不仅增加了金属加工的制造工序，也浪费了大量宝贵的金属材料。第二，此类仪表的金属结构以及磁铁使其往往具有很重的重量，这既会使便携式仪表不便于携带，也会给使用此类仪表的设备增加重量。第三，这种指针式仪表往往需要目测读数。目测读数既不够准确，有时还要经过训练，同时还要求读数有一定的时间；这个问题在需要快速而精确的读出某一测量数值时尤为突出。第四，该种仪表不具有存储功能，测量过的一些数据如果由于某种原因比如未及时记录等需要重新显现时，只能重新测量，而如果被测数据不能再现的话，将造成损失。第五，该种仪表只能测量相对稳定地数值。制造或使用过机械磁电式仪表的人员都有这种经验：要仪表的指针基本稳定在某一数值的时候才能进行读数。所以如需测量某一时间段内某些时间点上的数值，此类仪表就无法满足使用者的需要了。第六，一种仪表往往只能测量一种物理量。而万用表又需要极其复杂的结构及工艺。第七，此类仪表在具有较大重量的同时，往往还具有较大的体积；这往往是机械式仪器共有的缺点。以目前的电子技术水平来看，此类仪表还有很大的缩小体积的空间。第八，目测读数的精度不高，往往需要人为地取舍，造成误差。第九，机械部件存在着磨损，这既会造成测量精度随着使用时间变长而变差的问题，也存在使用寿命不长的问题。
综上所述，如果能提供一种不使用金属材料，重量轻，体积小，精度高，可存储，可测量连续值的非机械式电子仪表，将具有技术上的创新和产业上的价值。
【发明内容】
本发明的主要目的在于提供一种数字式仪表，其不需使用金属结构以及金属线圈，从而可以节省大量金属材料。
本发明的另一目的在于提供一种数字式仪表，其相对于机械磁电式仪表来讲具有较轻的重量，从而使便携式仪表更加方便携带，使得应用本发明仪表的设备重量得以减轻。
本发明的再一目的在于提供一种数字式仪表，其读数既可以通过数字直接显示，也可以同时由单片机控制的模拟指针指示，从而减少读数时间，增加读数精度
本发明的另一目的在于提供一种数字式仪表，其具有一定的存储功能，能够存储一定量的测量过的数值。
本发明的另一目的在于提供一种数字式仪表，其可以在一定时间段的某些时间点上对待测量进行动态测量并记录。
本发明的另一目的在于提供一种数字式仪表，其不具有易磨损的机械部件，不会产生由于机械部件磨损而产生的误差，也不会产生由于机械部件磨损而产生的使用寿命缩短，从而增加了使用精度，延长了使用时间。
本发明的另一目的在于提供一种数字式仪表，其通过体积紧凑的电子元件的使用，相对于传统机械磁电式仪表大大缩小了体积。
本发明的另一目的在于提供一种数字式仪表，其可以同时测量，或仅需通过修改程序就可以测量较多的物理量，从而更进一步减小体积、重量。
本发明为达到上述目的，采用了以下技术：
本发明一种数字式仪表，其特征在于包括有：
一个或多于一个的传感器，每个传感器分别将一个不同的待测物理量转化为一个电压信号；
与传感器数量相同的信号调理电路，每一个上述信号调理电路分别接受从每一个上述传感器处发出的信号并分别将上述信号进行放大；
与传感器数量相同的低通滤波电路，每一个上述低通滤波电路接收经过上述信号调理电路处理过的信号对噪音干扰进行过滤；
一个信号处理单元，其包括有与传感器数量相同的数/模转换器和一个单片机，每一个上述模/数转换器分别将从每个上述信号调理电路处传来的模拟信号转换成数字信号，再传送给上述单片机，上述单片机中存有预先按照要求编写好的程序，可以由上述程序控制，进行对上述数/模转换器处送来的上述数字信号进行采集、处理；
一个显示单元，该显示单元包括有一个显示驱动电路以及一个被上述显示驱动电路所驱动的显示设备，上述显示驱动电路由上述单片机所控制，根据所测量的结果数据以及上述单片机内所存储程序的规定，来驱动上述显示设备显示出能够被使用者所读出的视觉信号；
一个第一稳压器，其由一个电源提供电能，并能够向每个上述传感器、每个上述信号调理电路、以及每个上述信号处理单元提供稳定的直流电压；以及，
一个第二稳压器，其由上述电源提供电能，并能够向上述显示单元提供直流电压。
其中，上述单片机为可编程单片机，可以对上述信号采集的时间，密度进行随时的设置，并对测量结果进行存储。
其中，每一个上述信号调理电路的放大倍数可调。
其中，上述显示设备为能够显示出数字的发光二极管组。
其中，上述显示设备既有能够显示数字的液晶屏、发光二极管组，也有组成模拟指针的液晶条或者发光二极管。
其中，上述单片机自身就带有模/数转换功能，这时上述信号处理单元就只包括一个上述单片机就可以了。
其中，上述显示设备可以为液晶显示屏。
本发明一种数字式仪表，其优点是：其不需使用金属结构以及金属线圈，从而可以节省大量金属材料，体积小，重量轻，方便携带，其读数既可以通过数字直接显示，也可以同时由单片机控制的模拟指针指示，从而减少读数时间，增加读数精度，能够存储一定量的测量过的数值，可以在一定时间段的某些时间点上对待测量进行动态测量并记录。其不具有易磨损的机械部件，不会产生由于机械部件磨损而产生的误差，也不会产生由于机械部件磨损而产生的使用寿命缩短，从而增加了使用精度，延长了使用时间。
【附图说明】
图1为本发明之数字式仪表最佳实施例原理图。
图2为本发明另一实施例的原理图。
【具体实施方式】
参见图1，其显示的是本发明最佳实施例的原理图。本发明之数字式仪表1包括有一个传感器11，该传感器11将待测物理量转化为电压信号。一个信号调理电路12可以接受从传感器11处发出的信号。该信号调理电路12的功能是将传感器11处传来的信号进行放大。这个信号调理电路12的放大倍数为可调。经过信号调理电路12处理过的信号可以再经过一个低通滤波电路13对噪音干扰进行过滤，然后发送至一个信号处理单元14处。
该信号处理单元包括有一个模/数转换器141和一个单片机143。模/数转换器141将从信号调理电路12或者低通滤波电路13处传来的模拟信号转换成数字信号，再传送给单片机143。在有些情况下，有些单片机143自身就带有模/数转换功能，这时信号处理单元14就只包括一个单片机143就可以了。
单片机143中存有预先按照要求编写好的程序，可以由这个程序控制，进行对数/模转换器141处送来的数字信号进行采集、处理。对于可编程的单片机143，还可以对信号采集的时间，密度进行随时的设置，并对测量结果进行存储。
经过单片机143处理过的测量结果数据，经过一条数据线被送至一个显示单元15。该显示单元15包括有一个显示驱动电路151以及一个被该显示驱动电路151所驱动的显示设备153。显示驱动电路151由单片机143所控制，根据所测量的结果数据以及单片机143内所存储程序的规定，来驱动显示设备153显示出能够被使用者所读出的视觉信号。
显示设备可以为液晶显示屏，也可以为能够显示出数字的发光二极管组，也可以为由液晶条或者发光二极管所组成的模拟指针；还可以既有能够显示数字的液晶屏、发光二极管组，也有组成模拟指针的液晶条或者发光二极管。
仍如图1所示，由于在本发明的数字式仪表1中，传感器11、信号调理电路12、以及信号处理单元14需要一个稳定的直流电压，而显示单元15往往耗电电流比较大而电压波动也比较大，所以本发明提供有两个单独的供电稳压器，即为传感器11、信号调理电路12、以及信号处理单元14供电的第一稳压器16，以及单独为显示单元15供电的第二稳压器17。
电源可以通过在便携式仪表外壳内安装的电池来提供；在某些固定设备上所应用的本发明之数字式仪表1也可以使用设备上的电源。
图2所显示的是本发明另外一个实施例的原理图。在本实施例中，多于一个的不同信号分别经相应数量的传感器11’分别传至对应数量的信号调理电路12’，再可以分别经过对应数量的低通滤波电路13’，再分别经对应数量的模/数转换器141’的处理，达到一个单片机143’，在该单片机143’内存有预先按照要求编写好的程序，可以同时或分时对数/模转换器141’处送来的数字信号分别进行采集、处理。对于可编程的单片机143’，还可以对信号采集的时间，密度进行随时的设置，并对测量结果进行存储。
经过单片机143’处理过的测量结果数据，经过一条数据线被送至一个显示单元15’。该显示单元15’包括有一个显示驱动电路151’以及一个被该显示驱动电路151’所驱动的显示设备153’。显示驱动电路151’由单片机143’所控制，根据所测量的结果数据以及单片机143’内所存储程序的规定，来驱动显示设备153’显示出能够被使用者所读出的视觉信号。