專利名稱：遠(yuǎn)傳儀表編碼計數(shù)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種編碼計數(shù)器技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種遠(yuǎn)傳儀表編碼計數(shù)器。
背景技術(shù)：
階梯式收費(fèi)是促使人們節(jié)約使用氣電水等資源的手段之一，現(xiàn)階段氣電水計量手 段的落后成為制約分段式收費(fèi)實施的較大障礙。國家推行一戶一表政策的覆蓋面越來越 廣，用戶數(shù)量的急劇增長，特別是高層和安裝門禁系統(tǒng)用戶的增多，使得氣電水計量儀表的 抄收和管理變得困難。而居民氣電水階梯式收費(fèi)的前提條件是一戶一表、抄表到戶，但目前 大部分的民用計量儀表遠(yuǎn)不能達(dá)到這樣的要求。雖然安裝預(yù)付費(fèi)IC卡表可以解決問題，但 是由于消耗了內(nèi)置電池而產(chǎn)生了資源浪費(fèi)和環(huán)境污染，因此采用遠(yuǎn)傳智能儀表是最節(jié)能環(huán) 保、最為有效的手段之一?，F(xiàn)有的遠(yuǎn)傳儀表大體分為脈沖式和直讀式兩大類。由于采用脈沖式遠(yuǎn)傳儀表的抄 表系統(tǒng)是讀表發(fā)出的脈沖，而脈沖在采集和傳輸?shù)倪^程中都很容易受到干擾，因而導(dǎo)致讀 表錯誤。要杜絕這種讀表錯誤，必須將數(shù)據(jù)采集裝置放在表頭，表頭采集器和采集器間通過 簡單的傳輸控制協(xié)議進(jìn)行傳輸，這樣可以有效地避免數(shù)據(jù)在傳輸過程由于干擾而造成的讀 表錯誤。直讀式遠(yuǎn)傳抄表系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生，其配置的直讀式遠(yuǎn)傳儀表傳感器部分平時都不工 作、不耗電，只在抄表的瞬間讀取計數(shù)輪位置的信號，通過單片機(jī)的處理后傳送至抄讀設(shè)備 中，從而實現(xiàn)遠(yuǎn)程抄表。按采用傳感器的類型可分為接觸開關(guān)式、條形碼式、電阻式、攝像式 和光電式，其中光電式是較為合理有效的方式。光電式直讀遠(yuǎn)傳儀表采用光、機(jī)、電一體化技術(shù)及絕對式光電編碼器原理，在每一 位機(jī)械計數(shù)輪的一側(cè)設(shè)置固定的光電發(fā)射源，在與其對應(yīng)的計數(shù)輪上設(shè)置反射面或?qū)ι淇?的接收點，利用多個接收點或反射面的不同位置狀態(tài)來測量出計數(shù)輪的絕對角度位置，從 而準(zhǔn)確地讀出計數(shù)輪在顯示窗的數(shù)字。微控制器在收到抄表指令后，根據(jù)上述原理讀出表 計的讀數(shù)，并遠(yuǎn)程傳送給抄讀設(shè)備。九十年代初，出現(xiàn)了此類傳感器，這種傳感器是5元絕 對式角增量編碼器，基本技術(shù)原理是在碼盤的兩側(cè)分別設(shè)置5只發(fā)射光電管和5只接收光 電管。發(fā)射光電管發(fā)出的光經(jīng)過帶特殊碼道的碼盤后，被接收光電管接收，形成一組唯一的 編碼。另外如中國專利申請?zhí)枮?00910300973. 6的一種四位角編碼器提出了一種采用特 殊碼對比的方法最終來確定計數(shù)輪的讀數(shù)，也是需要多組編碼才能判斷計數(shù)輪的讀數(shù)。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是為了解決現(xiàn)有計數(shù)器由于存在加工和裝配誤差，在字輪的進(jìn) 位上就會出現(xiàn)不精確的現(xiàn)象，在實際的敏感元件感應(yīng)過程中存在著感應(yīng)的寬度，導(dǎo)致理論 上的碼道在實際的讀碼定位上出現(xiàn)較大誤差的問題，提供一種采用四元編碼加輔助碼的識 別方法，對帶有特殊碼道的計數(shù)輪進(jìn)行編碼采樣，確定計數(shù)輪的位置信息，從而讀出計數(shù)輪 的讀數(shù)的遠(yuǎn)傳儀表編碼計數(shù)器。本實用新型的上述技術(shù)問題主要是通過下述技術(shù)方案得以解決的一種遠(yuǎn)傳儀表編碼計數(shù)器，包括發(fā)射板、發(fā)射光電管、計數(shù)輪、接收光電管、線路板、接收板、計數(shù)輪軸、計 數(shù)輪架，其特征是所述的發(fā)射板和接收板分別設(shè)置在計數(shù)輪的兩端，在計數(shù)輪上設(shè)有同心 的兩條碼道，每條碼道都由透光和不透光兩部分組成，計數(shù)輪上設(shè)置有特殊碼道，并將計數(shù) 輪碼盤分成若干個識別區(qū)域。發(fā)射板和接收板具有一對多的發(fā)射模式和多對一的接收模式，再利用單片機(jī)的收 發(fā)順序設(shè)計；采用四元編碼加輔助碼組合形成編碼系統(tǒng)，計數(shù)輪碼盤的識別區(qū)域為若干個 不等分的區(qū)域。借助于敏感元件發(fā)射板和接收光電管讀出了一種二進(jìn)制碼，這樣在一個計數(shù)輪的 一整圈中，敏感元件發(fā)射板和接收光電管產(chǎn)生了 22種不同的信號狀態(tài)，其中的16組直讀碼 每次以格雷碼的形式從一個狀態(tài)到另一個狀態(tài)時，只有一個信號改變，并且在每條碼道透 光與不透光的角度至少變化一次；另外的4組識別碼也以循環(huán)二進(jìn)制碼對4組對直讀碼重 碼識別驗證；最后的2組進(jìn)位碼對進(jìn)位直讀碼判別。作為優(yōu)選，所述的發(fā)射板、計數(shù)輪、接收板各設(shè)有若干件，垂直套裝在計數(shù)輪軸上， 計數(shù)輪軸固定在計數(shù)輪架上，撥輪設(shè)有若干組，裝在撥輪軸上，撥輪軸與計數(shù)輪軸平行設(shè) 置。本實用新型產(chǎn)品可直接應(yīng)用于氣表等直讀遠(yuǎn)傳儀表的計數(shù)器上，可以讀出每個安裝在 垂直于計數(shù)輪軸的平面直徑上的計數(shù)輪無接觸敏感元件，光敏元件如發(fā)射板、接收光電管 和導(dǎo)光板相結(jié)合，減少了光敏元件的數(shù)量，如四個計數(shù)輪的計數(shù)器僅需12個光敏元件，五 個計數(shù)輪的計數(shù)器只需要15個光敏元件。作為優(yōu)選，所述的輔助碼道包括識別碼道和進(jìn)位碼道，識別碼是一種輔助碼，進(jìn)位 碼道設(shè)置在數(shù)字的0和9之間。進(jìn)位碼是為了判斷計數(shù)輪是否處于進(jìn)位狀態(tài)而設(shè)置的特殊 碼，在編碼列表中指識別區(qū)域如9x和Ox所對應(yīng)的輔助碼10 ；另外直讀碼即是不需要特殊 處理而直接讀取的編碼。作為優(yōu)選，所述的發(fā)射板與發(fā)射光電管連接，接收光電管和接收板連接，發(fā)射光電 管和接收光電管接入線路板中。本實用新型采用光敏元件和導(dǎo)光板相結(jié)合，減少了光敏元 件的數(shù)量，因而可以大大簡化結(jié)構(gòu)和裝配工藝，使因元器件的問題而出錯的概率大大降低， 例如，四個計數(shù)輪的計數(shù)器僅需12個光敏元件，五個計數(shù)輪的計數(shù)器只需要15個光敏元 件。作為優(yōu)選，所述的發(fā)射板設(shè)有若干組發(fā)射極，接收板上設(shè)有若干組接收極。通過 發(fā)射板和接收板實現(xiàn)一對多的發(fā)射模式和多對一的接收模式，再利用單片機(jī)的收發(fā)順序設(shè) 計，組成識別碼道位置的編碼，從而確定計數(shù)輪的角位置。如三個發(fā)射光敏元件和兩個接收 光敏元件，即同一發(fā)射光敏元件發(fā)出的光經(jīng)過任意兩個或以上的導(dǎo)光點后不能匯聚與同一 接收光敏元件。作為優(yōu)選，所述的接收板的兩側(cè)分別設(shè)有左擋光罩和右擋光罩。本實用新型的有效效果是只要四元編碼經(jīng)過添加輔助碼即可單獨(dú)判斷每個計數(shù) 輪的角位置；雖然只提及光電對射式絕對式編碼器，但其原理也同樣適合用于光電反射式 等其他形式；本產(chǎn)品可直接應(yīng)用于氣表、電表和水表等直讀遠(yuǎn)傳儀表的計數(shù)器上，用于讀 出每個安裝在垂直于計數(shù)輪軸的平面直徑上的計數(shù)輪無接觸敏感元件，靈敏度高；采用光 敏元件和導(dǎo)光板相結(jié)合，減少了光敏元件的數(shù)量，可以大大簡化結(jié)構(gòu)和裝配工藝，節(jié)約了成 本，使因元器件的問題而出錯的概率大大降低。[0015]因此，本實用新型是一種結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，計量準(zhǔn)確，靈敏度高的遠(yuǎn)傳儀表編碼計數(shù) 器。

圖1是本實用新型的一種結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本實用新型的一種每個計數(shù)輪碼盤上的識別區(qū)域與對應(yīng)編碼示意圖。圖3是本實用新型發(fā)射光敏元件和接收光敏元件一種實施例示意圖。圖4是本實用新型圖2的一種所對應(yīng)的碼道結(jié)構(gòu)示意圖。圖5是本實用新型圖1的一種接收板及導(dǎo)光點布置結(jié)構(gòu)示意圖。圖6是本實用新型圖3的一種發(fā)射板及導(dǎo)光點布置結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1.發(fā)射板、101.第一發(fā)射組，102.第二發(fā)射組，103.第三發(fā)射組，104.發(fā)射 極腳，2.發(fā)射光電管、3.計數(shù)輪、301.識別碼道，302.進(jìn)位碼道，303.直讀道碼，4.接收光 電管、5.線路板、6.接收板、601. 一組接收，602. 二組接收，603.接收極腳，7.撥輪軸、8.撥 輪、9.左擋光罩、10.右擋光罩、11、計數(shù)輪軸，12.計數(shù)輪架。
具體實施方式
下面通過實施例，并結(jié)合附圖，對本實用新型的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體的說明。參見圖1，本實施例一種遠(yuǎn)傳儀表編碼計數(shù)器，設(shè)有發(fā)射板1，與發(fā)射板1連接的發(fā) 射光電管2，相互平行且垂直套裝在計數(shù)輪軸11上的8個計數(shù)輪3，接收光電管4和接收板 6連接，且發(fā)射光電管2和接收光電管4都接入線路板5中，發(fā)射板1和接收板6分別設(shè)置 在計數(shù)輪3的兩側(cè)。把計數(shù)輪軸11固定在計數(shù)輪架12上，撥輪8同樣設(shè)有8組，裝在撥輪軸7上，撥 輪軸7與計數(shù)輪軸11相互平行。在發(fā)射板1上設(shè)有三個發(fā)射極腳104，接收板6上設(shè)有兩個接收極腳603，參見圖 3，由此構(gòu)成第一發(fā)射組101，第二發(fā)射組102，第三發(fā)射組103，以及一組接收601和二組接 收 602。如圖4所示，在計數(shù)輪3上設(shè)有同心的兩條碼道，每條碼道都由透光和不透光兩部 分組成，外圈為機(jī)械讀數(shù)數(shù)字及其區(qū)域，內(nèi)部為碼道角度的劃分。在計數(shù)輪3上設(shè)有識別碼 道301、進(jìn)位碼道302、直讀道碼303，還設(shè)有特殊碼道，并將計數(shù)輪3碼盤分成如圖中所示 的不等分的識別區(qū)域。在正常狀態(tài)下，四元光敏元件只能產(chǎn)生16個狀態(tài)，在計數(shù)輪上0 9任意的數(shù)字進(jìn)位時都存在讀數(shù)的“死角”，即產(chǎn)生誤碼。根據(jù)通用計數(shù)器的特點，將每個機(jī)械讀數(shù)區(qū)域進(jìn)行識別二等分，前區(qū)標(biāo)記為a，后 區(qū)標(biāo)記為b，例如機(jī)械讀數(shù)為2的識別區(qū)域分別為2a和2b。如此設(shè)計時會產(chǎn)生4組對重碼。例如一種方式，每個計數(shù)輪碼盤上的識別區(qū)域與對應(yīng)編碼，如圖2所示，當(dāng)單片機(jī) 接收到的二進(jìn)制 0111、0110、0010、1110、1100、0100、1101、1001、1000 或 1011 時，分別直接 編譯為 lb、2a、2b、4a、4b、5a、6b、7a、7b 或 9a，即計數(shù)輪讀數(shù)分別為 1、2、2、4、4、5、6、7、7 或 9 ；而接收到的直讀碼為0001、0101、1010或0011時，單片機(jī)開始讀取輔助碼。編碼000100、 010101、01010100、101000、101010、010110、010111、101011、101001 和 001100 分別編譯為 0a、0b、la、3a、3b、5b、6a、8a、8b 和 9b，即計數(shù)輪讀數(shù)分別為 0、0、1、3、3、5、6、8 和 9。當(dāng)編碼為000110或001110時，說明低位計數(shù)輪處于9進(jìn)0的過程中，則高位計數(shù)輪處于a識別區(qū)， 低位計數(shù)輪一律編譯為數(shù)字0，高位計數(shù)輪處于b識別區(qū)，低位計數(shù)輪一律讀為數(shù)字9。例如 千位計數(shù)輪編碼為0110，即2a，個十百位計數(shù)輪編碼為000110或001110，則該編碼計數(shù)器 讀數(shù)為2000 ；而千位計數(shù)輪編碼為0010，即2b，個十百位計數(shù)輪編碼為000110或001110， 則該編碼計數(shù)器讀數(shù)為1999 ；如果所有計數(shù)輪編碼為000110或001110，則讀數(shù)為0。 上述實施例是對本實用新型的說明，不是對本實用新型的限定，任何對本實用新 型的簡單變換后的結(jié)構(gòu)均屬于本實用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求一種遠(yuǎn)傳儀表編碼計數(shù)器，包括發(fā)射板(1)、發(fā)射光電管(2)、計數(shù)輪(3)、接收光電管(4)、線路板(5)、接收板(6)、計數(shù)輪軸(11)、計數(shù)輪架(12)，其特征是所述的發(fā)射板(1)和接收板(6)分別設(shè)置在計數(shù)輪(3)的兩端，在計數(shù)輪(3)上設(shè)有同心的兩條碼道，每條碼道都由透光和不透光兩部分組成，計數(shù)輪(3)上設(shè)置有特殊碼道，并將計數(shù)輪(3)碼盤分成若干個識別區(qū)域。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的遠(yuǎn)傳儀表編碼計數(shù)器，其特征在于所述的發(fā)射板(1)、計數(shù)輪(3)、接收板(6)各設(shè)有若干件，垂直套裝在計數(shù)輪軸(11)上，計數(shù)輪軸(11)固定在計數(shù)輪 架(12)上，撥輪⑶設(shè)有若干組，裝在撥輪軸(7)上，撥輪軸(7)與計數(shù)輪軸(11)平行設(shè)置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的遠(yuǎn)傳儀表編碼計數(shù)器，其特征在于所述的輔助碼道包括識別 碼道(301)和進(jìn)位碼道(302)，識別碼是一種輔助碼，進(jìn)位碼道設(shè)置在數(shù)字的0和9之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的遠(yuǎn)傳儀表編碼計數(shù)器，其特征在于所述的發(fā)射板(1)與 發(fā)射光電管⑵連接，接收光電管⑷和接收板(6)連接，發(fā)射光電管⑵和接收光電管(4)接入線路板(5)中。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的遠(yuǎn)傳儀表編碼計數(shù)器，其特征在于所述的發(fā)射板(1)設(shè) 有若干組發(fā)射極，接收板(6)上設(shè)有若干組接收極。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的遠(yuǎn)傳儀表編碼計數(shù)器，其特征在于所述的接收板(6)的 兩側(cè)分別設(shè)有左擋光罩(9)和右擋光罩(10)。
專利摘要本實用新型涉及一種編碼計數(shù)器技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種遠(yuǎn)傳儀表編碼計數(shù)器，解決了現(xiàn)有計數(shù)器在字輪的進(jìn)位上出現(xiàn)不精確、在實際的讀碼定位上出現(xiàn)誤差的問題，包括發(fā)射板、發(fā)射光電管、計數(shù)輪、接收光電管、線路板、接收板、計數(shù)輪軸、計數(shù)輪架，發(fā)射板和接收板分別設(shè)置在計數(shù)輪的兩端，在計數(shù)輪上設(shè)有同心的兩條碼道，每條碼道都由透光和不透光兩部分組成，發(fā)射板和接收板具有一對多的發(fā)射模式和多對一的接收模式，再利用單片機(jī)的收發(fā)順序設(shè)計；采用四元編碼加輔助碼組合形成編碼系統(tǒng)；計數(shù)輪上設(shè)置有特殊碼道，并將計數(shù)輪碼盤分成若干個不等分的識別區(qū)域。
文檔編號G01D5/347GK201607239SQ20102000197
公開日2010年10月13日 申請日期2010年1月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月8日
發(fā)明者錢杭妹, 陳亮 申請人:錢杭妹;陳亮