[实用新型]非线性函数关系的机械仪表的表盘面

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种非线性函数关系的机械仪表的表盘面，适用于诸如无级变速机示速表的表盘面。

背景技术

在用仪表-表针表示法来揭示一个函数关系的仪表结构中，按照传统的制造方法，对非线性关系的函数，采用单指针、单刻度表示法，而无法象钟表那样采用双指针、双刻度表示，使读数精度和示数分辨率成十倍乃至数十倍地增加。为克服单指针、单刻度表示法的仪表表盘的缺陷，本申请人曾实用新型一种“双刻度计算式读数表面”，以下简称“计算式表盘面”，成功地把双指针、双刻度表示方法首次应用到非线性函数关系的机械仪表的表盘面表示中，获得高精度的仪表示数效果。

图1所示的是计算式表盘面的一种应用实例，即一种无级变速机示速表上用的表盘面。该示速表是应用在规格为：功率为0.75～1.1kw，速度调节范围为200～1000转/分，调速比为5，全程螺杆调节圈数为19圈的无级变速机输出转速指示表。

计算式表盘面结构及使用方法如下：表盘面被划分出等角度的19格，定名为19个区间，分别标注以200、231、263、296、……889、943、1000等20个数据，称为“区间值”。当调节镙杆(与长针同步)从200位置开始旋转完第一圈、第二圈、第三圈…时，短针分别指准231、263、296位置等等，表示其工作机即时输出转速分别为231、263、296、……，同时长针即转第一圈、第二圈、…。短针移动一格，长针转一圈。表盘面上，在每两个区间值之间填以该两数的差值：31、32、33、34、…称为“区间差”，分别表示调节螺杆每转动一圈，其工作机的输出转速增量。显然，该差值系列显示非均匀递增状态，表示工作机的螺杆调节圈数增量与其输出转速增量之比值呈非线性函数关系(与钟表不同)。

为求得工作机的即时输出转速的准确值，制作者在表盘面上最外圈增设了一个刻度圈，圈上均布0-9十个数据及相应的刻度线，称修正系数，有效计算值为：指示值×0.1。

至此，图1指针所示的无级变速机即时输出转速值，按下式计算(口算)便可得：

438+39×0.68＝438+26.5＝464.5(r/min)

计算说明：计算式中，“438”为区间值；“39”为“区间差”；“0.68”为修正系数，由6.8(长针所指外圈刻度)×0.1而得，其函义为一圈的0.68倍；“39×0.68”为修正值。

显然，计算式表盘面对函数数据处理方法，实际上是把原来的单调递增、连续、圆滑的非线性函数曲线(原函数曲线)，简化为由有限个(本例是19个)直线段首尾相接而成的折线型曲线(称“简化曲线”)：“区间值”为原函数的真值(驻点)，“区间差”值即为相对应直线段(线性函数)的“斜率指数”。

按设计的理论计算，计算式表盘面由于原函数表达式被替代而产生的设计误差是0.0005。示速表与工作机匹配使用，其示速误差界可达到2％以下，示数精度高。在机械仪表制造行业中，用双指针示数加一次简单的乘法计算来揭示一个非线性函数关系曲线，并达到0.5％以下的读数分辨率，属首创。

使用中反馈的问题是：在实际操作时，该仪表读数是通过“乘法”与“加法”的双重计算而获得的，这个“计算程序”增加了整个“读数过程”的复杂程度，让操作者感到不便。例如在一些对运转速度精度控制要求不是很高的工况中(高精度变频调速电机的调速精度是3％)；以及气氛紧张，每耽搁一秒钟都会增加紧迫感的操作条件下，这个“不方便”的感觉就显得突出。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种不需要“乘法”计算步骤，可直接读数的非线性函数关系的机械仪表的表盘面，以克服上述计算式表盘面存在的缺陷，同时又要满足用户的使用精度要求。

为解决上述技术问题，本实用新型所提供的非线性函数关系的机械仪表的表盘面构成是同轴双指针结构，包括一个区间值系列刻度圈和若干个平衡值刻度圈。区间值刻度圈，按特定技术指标要求划分为若干区间段，并用不同的颜色或其他识别标识相区别；平衡值刻度圈设置的个数与区间值系列刻度圈区间划分的段数相等，其排列次序和识别标识与划分的区间段一一对应，平衡值刻度圈的刻度跨度值相当于计算式表盘面“简化曲线”中的区间差，其作用是替代该区间段中的每一个区间差即“斜率指数”；表盘面上的短针指示区间值，长针指示与所在区间段相对应的平衡值刻度圈内的刻度值(修正值)，将该区间值与修正值相加，即为仪表示值读数。

如上所述的表盘面可以简化仪表读数的计算程序，提高工作效率，方便操作者使用。