仪表指针归零控制方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术是关于一种仪表指针归零控制方法及装置，针对包含有一归零磁铁、一余弦线圈、一正弦线圈及一指针的仪表指针组，依据该归零磁铁所建立的归零磁场极性，决定一补偿电压应直接施加于余弦线圈或正弦线圈或两者，使补偿电压能建立一补偿磁场以抵消该归零磁场，藉此，在不变动仪表指针组结构的前提下，指针在操作时可保有良好的线性度而不受归零磁铁所影响。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术关于一种仪表指针归零控制方法及装置，尤指一种通过外加一补 偿电压，而让指针偏转角度与施加电压强弱两者之间能存有良好线性关系的 仪表指针归零装置。
技术介绍
请参考图7，图7所示为一传统气轴式(air-core)仪表指针组的结构示意 图，主要构造包含一设置永久磁铁的转子5K —设于转子51上的指针52、 与两组线圈(Cosinecoil)(Sinecoi1)53、 54，两线圈53、 54以彼此相对九十度 正交的方式加以绕设，为区别起见，以下分别称两线圈为余弦线圈53及正弦 线圈54。 一旦有电压施加于线圈53、 54时，两线圈53、 54会与转子51上 的永久磁铁相互感应，令转子51转动而驱使指针52产生偏转。反之，当没 有电压施加于线圈53、 54上时，指针52仍旧停留于偏转时的最后位置，并 无归零。请参考图8、图9所示，为上述气轴式仪表指针的控制电路图及其波形 图，两线圈53、 54均接到一共同的中心电压Vdd，该中心电压Vdd为5伏 特，两线圈53、 54亦分别透过一驱动器(driver)55a、 56a接收对应的第一、 第二输入电压V1、 V2。两输入电压V1、 V2的相位差为卯度，若以中心电 压5伏特为基准，最高峰值相距中心电压有3伏特的振幅，最低峰值相距中 心电压亦有3伏特的振幅，因此在0度到360度之间的最高至最低峰值将介 于2伏特至8伏特。第一、第二输入电压V1、 V2可通过下列函数分别表示:V1=V—cosine=5V+3V X cos⑨V2=V—sine=5 V+3 V X sin(e)请参考图10、图11所示，为气轴式仪表指针的另一种控制电路图及其波形图，该种架构不须使用一固定的中心电压，故中心电压Vdd以O伏特为基准，每一线圈53、 54均是利用一组互为反相的差动电压独立控制。该组差 动电压的产生方式是在每一线圈53、 54的两端均设置一驱动器55a、 55b、 56a、 56b，而每一线圈53、 54的两驱动器55a、 55b、 56a、 56b互为反相， 每一对驱动器55a、 55b、 56a、 56b的输入端连接到一输入电压VI、 V2。因 此输入电压V1、 V2经过驱动器55a、 55b、 56a、 56b后，即可在各线圈53、 54的两端产生一组反相的差动电压。举例而言，若使用的输入电压V1、 V2 具有3伏特的振幅，则两线圈53、 54所接收到的电压即以0伏特为基准而在 +3至-3伏特之间摆动，由函数表示为V1=V—cosine=3 V X cos(9)V2=V—sine=3VXsin(e)如图12所示，于转子51外侧若再设置一归零磁铁57，则当没有电压施 加于线圈53、 54上时，该归零磁铁57会与转子51上的永久磁铁互相感应而 迫使指针52转回归零位置，相对于指针52的归零位置，该归零磁铁57可设 置于任何角度，但一般会摆设在特定位置以较容易控制其特性，例如设于180 度的位置，惟即使加设归零磁铁57，仍可沿用前述的各种控制电路不需改变。请参考图13所示，相对于使用单颗归零磁铁57，亦可利用两颗分别设 置于135度及225度的归零磁铁58、 59来控制指针52归零，使用双归零磁 铁58、 59的效果等同于图12的单颗磁铁57。由于归零磁铁58、 59的A、 B 两向量方向相反，故互相抵消，但C、 D两向量为同一方向，故两者具有相 加的效果，如此一来，双归零磁铁58、 59所贡献的磁场即等效于图12所示 设于180度的单颗归零磁铁57。外加归零磁铁57、 58、 59虽然能让指针52回转到原始的起始位置，但 却也牺牲了当线圈53、 54于外加电压时，前述指针52偏转的线性度 (linerarity)，换句话说，指针52偏转角度与施加电压的强弱将不再是良好的 线性关系。为改善前述线性度变差的问题，在美国核准公告第4，492，920号专利案 中，如专利案第二、五图所示，在原有的双线圈架构下，再额外加入一补偿 线圈(标号41)。当电压施加于该补偿线圈上，可产生一补偿磁场，该补偿 磁场与归零磁铁所产生的磁场极性相反。此种作法虽然可以改善线性，但是 对仪表指针而言，必须额外绕设一组线圈，不但必须花费较多的制造成本， 也使得仪表指针的整体体积及重量均因此而提高，并非是较佳的解决之道。
技术实现思路
由于现有加设补偿线圈的作法仍有其缺点，本专利技术的主要目的是提供一 种仪表指针归零控制方法及装置，在不更动原仪表指针结构的前提下，可提 供一补偿磁场而改善仪表指针相对施加电压的偏转线性度。为达成前述目的，本专利技术的仪表指针归零控制装置包含一仪表指针组，其具有一转子、 一设于转子上的指针、以彼此相对九十 度正交方式绕设于转子外侧的一余弦线圈及一正弦线圈、至少一可建立归零 磁场的归零磁铁；第一输入电压，施加于该余弦线圈；第二输入电压，施加于该正弦线圈；一补偿电压，根据该归零磁铁的设置角度而施加于该余弦线圈或正弦线 圈或两线圈，令补偿电压可建立一补偿磁场以抵消该归零磁场。其中，该补偿电压通过一加法电路而与第一输入电压或第二输入电压相 加，再输出至余弦线圈、正弦线圈或两线圈。由于利用该补偿电压所产生的补偿磁场恰与归零磁场的极性相反故两者 可互相抵消，当供电予仪表指针组操作时，指针的偏转与施加电压强弱可维 持良好的线性关系，且当没有电压施加在线圈上时，指针仍可顺利受归零磁 铁影响而正确回归到原始的零度位置。本专利技术的另一目的是提供一种仪表指针的归零控制方法，该方法包含判断归零磁铁所建立的归零磁场的极性；依据该归零磁场决定一补偿电压应直接施加于余弦线圈或正弦线圈或两者；决定该补偿电压的大小，令该补偿电压可建立一补偿磁场以抵消该归零 磁场。附图说明图1是本专利技术于如何制定一补偿电压的示意图。图2是本专利技术于仪表指针加入补偿电压的示意图。图3是本专利技术如图2所示加入补偿电压的波形图。图4是本专利技术于仪表指针加入一补偿电压的示意图。图5是本专利技术如图4所示加入补偿电压的波形图。图6是本专利技术一加法电路的电路图。图7是一现有气轴式(air-core)仪表指针的结构示意图。图8是现有气轴式仪表指针的一控制电路图。图9是前述图8气轴式仪表指针的控制电压波形图。图IO是现有气轴式仪表指针的另一控制电路图。图11是前述图IO气轴式仪表指针的控制电压波形图。图12是现有具有归零功能的气轴式仪表指针其结构示意图。图13是现有具有归零功能的另一种气轴式仪表指针其结构示意图。附图标号IO补偿电压 20、 20a、 20b加法电路51转子 52指针53余弦线圈 54正弦线圈 55a、 55b、 56a、 56b驱动器 57、 58、 59归零磁铁VI第一输入电压 V2第二输入电压vr补偿后第一输入电压具体实施例方式请参考图1所示，本专利技术的归零控制方法即是将归零磁铁57所产生的磁 场，通过建立另一磁性相反的补偿磁场加以抵消，该补偿磁场可用一补偿电压IO加以建立。该补偿电压10的强弱程度可经由下列步骤决定1. 将一可调整的直流电压施加于该余弦线圈53的驱动器55a上。2. 令正弦线圈54的驱动器56a维持开路，这是因为归零磁场并没有对正 弦线圈54的方向产生影响。3. 将指针52拨动离开原0度角的位置，例如将指针52移动至9本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种仪表指针归零控制方法，所述的仪表指针具有至少一归零磁铁、一余弦线圈、一正弦线圈及一指针，所述的仪表指针归零控制方法包含：　判断归零磁铁所建立的归零磁场的极性；　依据所述的归零磁场决定一补偿电压应直接施加于余弦线圈或正弦线圈或 两者；　决定所述的补偿电压的大小，令所述的补偿电压可建立一补偿磁场以抵消所述的归零磁场。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：林玲朱，
申请(专利权)人：林玲朱，
类型：发明
国别省市：US[美国]