專利名稱：計量表計數(shù)器遠(yuǎn)傳直讀式編碼器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及計量表數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳系統(tǒng)領(lǐng)域，尤其是一種適用于濕 式、干式水表或氣表等傳統(tǒng)機械計量表的計數(shù)器遠(yuǎn)傳直讀式編碼器。
背景技術(shù)：
目前，適用于濕式、干式水表或氣表等傳統(tǒng)機械計量表的光電編 碼技術(shù)采集字輪信息的編碼器種類繁多，歸納起來主要在兩方面仍存 在缺陷
一、 字輪碼盤的設(shè)計不合理。由于忽視了每個字輪由2個主動齒
和20個從動齒構(gòu)成多位字輪的進位聯(lián)動，也即字輪每次應(yīng)按360° + (20X2) =9°步進，因此，編碼字輪的透光孔槽及各孔槽兩兩之 間隔對應(yīng)的圓心角也應(yīng)是9。的公倍數(shù)，否則當(dāng)字輪轉(zhuǎn)動處于進位臨 界狀態(tài)時，由于相鄰兩組二進制編碼變化位數(shù)多于1位導(dǎo)致字輪讀碼 不穩(wěn)定而告失敗，從而影響了遠(yuǎn)傳直讀表尤其是直讀水表及直讀氣表 的推廣與應(yīng)用。
二、 光電采樣點的設(shè)置不合理。無論是透射還是反射式光電采樣 模式，在有限(一般為5組、6組或7組)的采樣點的前提下，未能 盡可能多地獲取字輪完整的角度位置信息，特別是當(dāng)字輪轉(zhuǎn)動處于進 位臨界狀態(tài)時角度位置信息；對光電管的排布設(shè)置沒有突破性的新思路，這就導(dǎo)致了在狹小的計數(shù)器透明字輪盒結(jié)構(gòu)中難以拆、裝光電管 及其線路板，使得生產(chǎn)過程工藝要求過高，產(chǎn)品一致性檢測難于實現(xiàn)， 從而不可能規(guī)模投入生產(chǎn)。

實用新型內(nèi)容
本實用新型所要解決的技術(shù)問題是彌補上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提 出一種讀數(shù)穩(wěn)定準(zhǔn)確，生產(chǎn)加工簡單、出廠一致性檢測方便的計量表 計數(shù)器遠(yuǎn)傳直讀式編碼器。
本實用新型的計量表計數(shù)器遠(yuǎn)傳直讀式編碼器通過以下技術(shù)方 案予以解決。
這種計量表計數(shù)器遠(yuǎn)傳直讀式編碼器包括 .
透明字輪盒，通過字輪軸安裝在透明字輪盒內(nèi)的若干編碼字輪， 通過輪軸平行安裝在編碼字輪一側(cè)與編碼字輪相對應(yīng)的多個進位耦 合輪，安裝在各編碼字輪兩側(cè)的發(fā)射管線路板和接收管線路板，設(shè)置 在發(fā)射管線路板上的光電發(fā)射管和設(shè)置在接收管線路板上的光電接
收管形成的光電采樣點；所述編碼字輪的一側(cè)環(huán)形圓周面上均布20
個進位從動齒、另一側(cè)環(huán)形圓周面適當(dāng)位置上設(shè)置2個進位主動齒；
各編碼字輪的輪輻等半徑同心圓周上均設(shè)有三段透光孔槽；編碼字輪
環(huán)形圓柱面上順序均布可供人工讀數(shù)用的0 9十個數(shù)字。
這種計量表計數(shù)器遠(yuǎn)傳直讀式編碼器的特點是-編碼字輪上的三段透光孔槽的對應(yīng)圓心角分別是a i為63°
±3° 、 (12為90° ±3° 、 a:,為27。 ±3° ，三段透光孔槽的間距依次分別是卜為27。 ±3° 、卜為63° ±3° 。
編碼字輪上的三段透光孔槽的對應(yīng)圓心角也可分別是a ,為27° ±3° 、 Gt2為9(T ±3° 、 ct3為63。 ±3° ，三段透光孔槽的間距依 次分別是卜為63。 ±3° 、 62為27° ±3° 。
編碼字輪上的三段透光孔槽的對應(yīng)圓心角還可分別是a ,為45° ±3° 、 ^為90° ±3° 、 a3為45。 ±3° ，三段透光孔槽的間距依 次分別是卜為45。 ±3° 、 32為45° ±3° 。
所述編碼字輪兩側(cè)與三段透光孔槽同心等半徑R的圓弧上設(shè)有 五對由光電發(fā)射管和光電接收管形成的五個光電采樣點，所述光電發(fā) 射管或光電接收管可在小于180°半圓周上等距分布，各光電采樣點 之間距對應(yīng)的圓心角為36° 。
所述發(fā)射管線路板和接收管線路板分別開設(shè)有可卡于字輪軸的 開口槽。
本實用新型計量表計數(shù)器遠(yuǎn)傳直讀式編碼器的設(shè)計原理是通過 上述結(jié)構(gòu)確定編碼字輪上的數(shù)字示值、進位從動齒、進位主動齒以及 三段透光孔槽四者之間的相對空間關(guān)系；電子轉(zhuǎn)換采用光電發(fā)射管與 光電接收管對射的方式，光電發(fā)射管每掃描一次，與裝在編碼字輪另 一側(cè)的光電接收管形成對射態(tài)勢，編碼字輪每旋轉(zhuǎn)一周，安裝在編碼 字輪兩側(cè)的五對光電發(fā)射管、光電接收管必然由于編碼字輪的透空與 阻斷，使光電采樣點得到不同的電平信號， 一個編碼字輪對應(yīng)的光電 接收管接收到的所有輸出構(gòu)成這個編碼字輪的五位二進制角度編碼 信息，從而根據(jù)編碼字輪的實際角度位置即可得到編碼字輪相應(yīng)位置上的示值，在對所有編碼字輪依次判斷并結(jié)合各位的進位信息后，即
可得到表計當(dāng)前示值。本實用新型五位二進制編碼為30組首尾相連 的循環(huán)編碼，編碼表頭取決于計數(shù)器結(jié)構(gòu)。
本實用新型的有益效果是
1、 提高編碼字輪編碼精度，讀數(shù)穩(wěn)定準(zhǔn)確；
2、 字輪逢"9"進"0"低位向高位進位讀數(shù)，由于相鄰二進制 編碼兩兩之間只有1位不同，使得讀數(shù)判斷穩(wěn)定準(zhǔn)確；
3、 對計數(shù)器裝配工藝要求降低，適合規(guī)模生產(chǎn)；
4、 根據(jù)光電管及編碼字輪之間相對尺寸的大小，透光孔槽兩端 可能有0 ±3°的調(diào)整，不會影響讀數(shù)的穩(wěn)定與準(zhǔn)確；
5、 光電管可在小于180。半圓周上等距分布；
6、 半開口槽的線路板更容易適應(yīng)各種型號結(jié)構(gòu)計數(shù)器的裝配要求。
以下結(jié)合附圖和具體實施方式
對本實用新型進一步說明。

圖1是計量表計數(shù)器遠(yuǎn)傳直讀式編碼器的結(jié)構(gòu)示意圖2是計量表計數(shù)器遠(yuǎn)傳直讀式編碼器的編碼字輪角度信息光
電編碼實施結(jié)構(gòu)示意圖3是計量表計數(shù)器遠(yuǎn)傳直讀式編碼器的編碼字輪結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4是計量表計數(shù)器遠(yuǎn)傳直讀式編碼器的發(fā)射管線路板和接收
管線路板及光電管裝配結(jié)構(gòu)示意圖。附圖標(biāo)記說明透明字輪盒l(wèi)，進位從動齒2，第一透光孔槽3，
第二透光孔槽4，第三透光孔槽5，進位主動齒6，編碼字輪7，發(fā)射 線路板8、接收線路板9，進位耦合輪IO，進位耦合輪軸ll，字輪軸 12，光電發(fā)射管13，光電接收管14，開口槽15、 16。
具體實施方式
實施例1:從圖1可清楚地看到計量表計數(shù)器遠(yuǎn)傳直讀式編碼器 由透明字輪盒1、若干不透明編碼字輪7、字輪軸12、進位耦合輪10、 進位耦合輪軸11和發(fā)射管線路板8、接收管線路板9組成，所述若 干編碼字輪7通過字輪軸12間隔排列安裝在透明字輪盒1內(nèi)，與各 編碼字輪7配合的各進位耦合輪10通過與字輪軸12平行的進位耦合 輪軸11安裝在編碼字輪7圓周外之透明字輪盒1內(nèi)。
所述編碼字輪7的一側(cè)環(huán)形圓周面上均布20個進位從動齒2、 另一側(cè)環(huán)形圓周面適當(dāng)位置上設(shè)置2個進位主動齒6 (見圖2);編碼 字輪7的輪輻等半徑R同心圓周上均設(shè)有第一透光孔槽3、第二透光 孔槽4和第三透光孔槽5(如圖3所示)，第一透光孔槽3對應(yīng)圓心 角c^為63。 ±1° ，第二透光孔槽4對應(yīng)圓心角ct2為90° ±1° ， 第三透光孔槽5對應(yīng)圓心角a:,為27° ±1° ;第一透光孔槽3與第 二透光孔槽4的間隔圓心角^為27° ±1° 、第二透光孔槽4與第 三透光孔槽5的間隔圓心角卜為63° ±1° ;各編碼字輪7環(huán)形圓 柱面上順序均布可供人工讀數(shù)用的0 9十個數(shù)字。
所述發(fā)射管線路板8和接收管線路板9結(jié)構(gòu)如圖4所示，發(fā)射管線路板8和接收管線路板9分別均開設(shè)有可卡于字輪軸12的開口槽 15、 16，發(fā)射管線路板8和接收管線路板9上對應(yīng)于編碼字輪7上透 光孔槽之同心等半徑R圓弧上分別設(shè)有對應(yīng)的5個光電發(fā)射管13和 5個光電接收管14， 5個光電發(fā)射管13的間隔圓心角均為36° ， 5 個光電接收管14的間隔圓心角均為36° ， 5個光電發(fā)射管13或5個 光電接收管14可在36。 X4 = 144° <180°小半圓周上等距分布。
所述發(fā)射管線路板8、接收管線路板9設(shè)置在編碼字輪7的兩側(cè)， 并焊裝固定在透明字輪盒1之盒體上的母板上，編碼字輪7與發(fā)射管 線路板8和接收管線路板9的裝配關(guān)系如圖2所示，發(fā)射管線路板8 和接收管線路板9上相對應(yīng)設(shè)置的5個光電發(fā)射管13和5個光電接 收管14構(gòu)成5個光電采樣點。
本計量表計數(shù)器遠(yuǎn)傳直讀式編碼器的工作過程當(dāng)編碼字輪7逢 9過0即要向高位進位時，借助裝在進位耦合輪軸11上的進位耦合 輪10，編碼字輪7上的進位主動齒6推動下一位編碼字輪7的進位 從動齒2完成進位；編碼字輪7旋轉(zhuǎn)一周，安裝在編碼字輪7兩側(cè)的 發(fā)射管線路板8及接收管線路板9上的五對光電發(fā)射管13、光電接 收管14必然由于編碼字輪7的透空與阻斷，光電接收管14采樣得到 不同的電平信號， 一位編碼字輪7對應(yīng)光電接收管14的所有輸出狀 態(tài)構(gòu)成這個編碼字輪7的五位二進制角度編碼信息，從而根據(jù)編碼字 輪7的實際角度位置，即可得到編碼字輪7相應(yīng)位置上的示值。本實 用新型五位二進制編碼為30組首尾相連的循環(huán)編碼，編碼表頭取決 于計數(shù)器結(jié)構(gòu)。本實施例中已確定結(jié)構(gòu)的編碼字輪7及指定編號(如圖4所示)的光電發(fā)射管13、光電接收管14形成的編碼器，其以0 起始至9 (含半位信息)的編碼表如下(以十六進制簡化表示)13H、 17H、 07H、 06H、 OEH、 OFH、 ODH、 1DH、 1FH、 1BH、 1AH、 1EH、 16H、 14H、 1CH、 OCH、 08H、 18H、 19H、 IIH、 IOH、 12H、 02H、 OOH、 04H、 05H、 OIH、 09H、 OBH、 03H。由此可見，任意相鄰二進制編碼兩兩之 間只有1位也僅有1位不同，克服了編碼字輪7轉(zhuǎn)動處于進位臨界狀 態(tài)時，讀碼不穩(wěn)定的缺陷。
實施例2:例舉的計量表計數(shù)器遠(yuǎn)傳直讀式編碼器結(jié)構(gòu)與實施例 l基本相同，區(qū)別僅在于編碼字輪7上第一透光孔槽3對應(yīng)圓心角 a,為27。 ±2° ，第二透光孔槽4對應(yīng)圓心角ci2為90° ±2° ，第 三透光孔槽5對應(yīng)圓心角a:,為63° ±2° ;第一透光孔槽3與第二 透光孔槽4的間隔圓心角卜為63。 ±2° 、第二透光孔槽4與第三 透光孔槽5的間隔圓心角卜為27。 ±2° 。
其工作過程與實施例l相同。
實施例3:例舉的計量表計數(shù)器遠(yuǎn)傳直讀式編碼器結(jié)構(gòu)與實施例 l基本相同，區(qū)別僅在于編碼字輪7上第一透光孔槽3對應(yīng)圓心角 a,為45。 ±3° ，第二透光孔槽4對應(yīng)圓心角ct2為90° ±3° ，第 三透光孔槽5對應(yīng)圓心角ci3為45° ±3° ;第一透光孔槽3與第二 透光孔槽4的間隔圓心角^為45。 ±3° 、第二透光孔槽4與第三 透光孔槽5的間隔圓心角^為45。 ±3° 。其工作過程與實施例l相同。
以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實施方式對本實用新型所作的進一 步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定本實用新型的具體實施只局限于這些說明。對 于本實用新型所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新 型構(gòu)思的前提下，其架構(gòu)形式能夠靈活多變，可以派生系列產(chǎn)品。只 是做出若干簡單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本實用新型由所提交的 權(quán)利要求書確定的專利保護范圍。
權(quán)利要求1、一種計量表計數(shù)器遠(yuǎn)傳直讀式編碼器，包括透明字輪盒，通過字輪軸安裝在透明字輪盒內(nèi)的若干編碼字輪，通過輪軸平行安裝在編碼字輪一側(cè)與編碼字輪相對應(yīng)的多個進位耦合輪，安裝在各編碼字輪兩側(cè)的發(fā)射管線路板和接收管線路板，設(shè)置在發(fā)射管線路板上的光電發(fā)射管和設(shè)置在接收管線路板上的光電接收管形成的光電采樣點；所述編碼字輪的一側(cè)環(huán)形圓周面上均布20個進位從動齒、另一側(cè)環(huán)形圓周面適當(dāng)位置上設(shè)置2個進位主動齒；各編碼字輪的輪輻等半徑R同心圓周上均設(shè)有三段透光孔槽；編碼字輪環(huán)形圓柱面上順序均布可供人工讀數(shù)用的0～9十個數(shù)字，其特征在于所述編碼字輪上的三段透光孔槽的對應(yīng)圓心角分別是α1為63°±3°、α2為90°±3°、α3為27°±3°，三段透光孔槽的間距依次分別是β1為27°±3°、β2為63°±3°；所述編碼字輪兩側(cè)與三段透光孔槽同心等半徑R的圓弧上設(shè)有五對由光電發(fā)射管和光電接收管形成的五個光電采樣點，所述光電發(fā)射管或光電接收管可在小于180°半圓周上等距分布，各光電采樣點之間距對應(yīng)的圓心角為36°。
2、 一種計量表計數(shù)器遠(yuǎn)傳直讀式編碼器，包括透明字輪盒， 通過字輪軸安裝在透明字輪盒內(nèi)的若干編碼字輪，通過輪軸平行安裝 在編碼字輪一側(cè)與編碼字輪相對應(yīng)的多個進位耦合輪，安裝在各編碼 字輪兩側(cè)的發(fā)射管線路板和接收管線路板，設(shè)置在發(fā)射管線路板上的光電發(fā)射管和設(shè)置在接收管線路板上的光電接收管形成的光電采樣點；所述編碼字輪的一側(cè)環(huán)形圓周面上均布20個進位從動齒、另一側(cè)環(huán)形圓周面適當(dāng)位置上設(shè)置2個進位主動齒；各編碼字輪的輪輻等 半徑R同心圓周上均設(shè)有三段透光孔槽；編碼字輪環(huán)形圓柱面上順序 均布可供人工讀數(shù)用的0 9十個數(shù)字，其特征在于編碼字輪上的三段透光孔槽的對應(yīng)圓心角也可分別是a i為27° ±3° 、 02為90° ±3° 、 ci:,為63。 ±3° ，三段透光孔槽的間距依 次分別是卜為63。 ±3° 、卜為27° ±3° ;所述編碼字輪兩側(cè)與三段透光孔槽同心等半徑R的圓弧上設(shè)有 五對由光電發(fā)射管和光電接收管形成的五個光電采樣點，所述光電發(fā) 射管或光電接收管可在小于180°半圓周上等距分布，各光電采樣點 之間距對應(yīng)的圓心角為36。。
3、 一種計量表計數(shù)器遠(yuǎn)傳直讀式編碼器，包括透明字輪盒， 通過字輪軸安裝在透明字輪盒內(nèi)的若干編碼字輪，通過輪軸平行安裝 在編碼字輪一側(cè)與編碼字輪相對應(yīng)的多個進位耦合輪，安裝在各編碼 字輪兩側(cè)的發(fā)射管線路板和接收管線路板，設(shè)置在發(fā)射管線路板上的 光電發(fā)射管和設(shè)置在接收管線路板上的光電接收管形成的光電采樣 點；所述編碼字輪的一側(cè)環(huán)形圓周面上均布20個進位從動齒、另一 側(cè)環(huán)形圓周面適當(dāng)位置上設(shè)置2個進位主動齒；各編碼字輪的輪輻等 半徑R同心圓周上均設(shè)有三段透光孔槽；編碼字輪環(huán)形圓柱面上順序 均布可供人工讀數(shù)用的0 9十個數(shù)字，其特征在于編碼字輪上的三段透光孔槽的對應(yīng)圓心角還可分別是a為45°±3° 、 (12為90° ±3° 、 (13為45° ±3° ，三段透光孔槽的間距依 次分別是卜為45。 ±3° 、卜為45° ±3° ;所述編碼字輪兩側(cè)與三段透光孔槽同心等半徑R的圓弧上設(shè)有 五對由光電發(fā)射管和光電接收管形成的五個光電采樣點，所述光電發(fā) 射管或光電接收管可在小于180°半圓周上等距分布，各光電采樣點 之間距對應(yīng)的圓心角為36。。
4、根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的計量表計數(shù)器遠(yuǎn)傳直讀式編 碼器，其特征在于發(fā)射管線路板和接收管線路板分別開設(shè)有可卡于字輪軸的開口槽。
專利摘要一種計量表計數(shù)器遠(yuǎn)傳直讀式編碼器，包括透明字輪盒，若干編碼字輪，與編碼字輪相對應(yīng)的多個進位耦合輪，各編碼字輪的輪輻等半徑R同心圓周上設(shè)有三段透光孔槽；編碼字輪環(huán)形圓柱面上順序均布0～9十個數(shù)字，其特征在于所述編碼字輪上的三段透光孔槽的對應(yīng)圓心角分別是α₁為63°±3°、α₂為90°±3°、α₃為27°±3°，三段透光孔槽的間距依次分別是β₁為27°±3°、β₂為63°±3°；編碼字輪兩側(cè)與三段透光孔槽同心等半徑R的圓弧上設(shè)有五個光電采樣點。其有益效果是提高編碼字輪編碼精度，讀數(shù)穩(wěn)定準(zhǔn)確；字輪逢“9”進“0”低位向高位進位讀數(shù)穩(wěn)定準(zhǔn)確；對計數(shù)器裝配工藝要求降低，適合規(guī)模生產(chǎn)。
文檔編號G01F15/06GK201229179SQ20082009583
公開日2009年4月29日 申請日期2008年7月25日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月25日
發(fā)明者健 陳 申請人:健 陳