CN102306272B - 一种用于计量计数器编码的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种计数器的编码方法，特别涉及一种用于计量计数器编码的方法。一种用于计量计数器编码的方法，通过将字轮侧面360°圆周依次制成第一透光带，第一不透光带，第二透光带，第二不透光带，所述第一透光带的圆弧夹角为α、第一不透光带的圆弧夹角为β、第二透光带的圆弧夹角为θ、第二不透光带的圆弧夹角为ε。计数器字轮旋转一周，由安装在编码字轮两侧的5对光发射管和光敏接受管组成的光电传感器依次产生二十组不同的5位二进制数字编码电信号，对应计数器字轮上的“0”～“9”十个数字，每个数字对应二组5位二进制编码，能提高编码精度，降低成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种计数器编码的方法，特别涉及一种用于计量计数器编码的方法。
背景技术
远传直读式水表、气表、电表等需要将计数器编码字轮转动位置对应的显示数字进行电信号编码输出到计量仪器、仪表，这时用于计量仪表计数器编码字轮的编码方法显得尤为重要。发明专利200810067429.7公开了一种计数器编码字轮的编码方法，计数器编码字轮圆周面上以36°夹角，依次均匀分供人工读数用的“0”～“9”十个数字，通过在计数器编码字轮端面上设计与字轮中心同心、且在同一圆周线上的三个扇形透光孔槽来完成编码，它的计数器编码字轮旋转一周，由安装在编码字轮两侧，以36°夹角均匀分布的5对光电传感器依次产生三十组不同的5位二进制数字编码电信号，对应计数器编码字轮上的“0～9”十个数字，每个数字对应三组5位二进制数字编码，这种编码方法产生的编码数量多，光电传感器发生故障时，易出现读数错误，不能及时发现传感器故障；该编码对模具精度要求较高，不能准确地区分联动进位时的临界进位位置，造成临界进位时的编码错误与读数误差，需复杂的软件算法纠正进位问题；传感器夹角只有36°，导致相邻的两传感器距离较近，在采样时只能分时采样，限制了发射管的驱动方式只能采用并联恒压方式，并联恒压驱动的发射管，极易因发射管管压降的不一致造成驱动电流的不一致，从而导致发射管发光强度不同，进而影响读数精度，造成读数错误。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中所存在的上述不足，提供一种用于计量计数器编码的方法。
为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：
一种用于计量计数器编码的方法，计数器编码字轮圆周面，以36°为单位，均分为10等份，人工读数用的“0”～“9”十个数字，每个数字占一份，通过计数器编码字轮侧面上的与字轮中心同心、且在同一圆周线上的两个扇形孔槽来构成编码，将计数器编码字轮分为：第一透光带，第一不透光带，第二透光带，第二不透光带，共4个编码带，所述第一透光带的圆弧夹角为α、第一不透光带的圆弧夹角为β、第二透光带的圆弧夹角为θ、第二不透光带的圆弧夹角为ε，编码带的圆弧夹角具有如下数学关系：α+ε+θ+β＝360°，α+θ＝144°，36°＜ε＜100°，5°＜α＜40°，36°＜θ＜180°。
上述用于计量计数器编码的方法中，所述第一透光带圆弧夹角α取值为36°±6′，第一不透光带圆弧夹角β取值为126°±6′，第二透光带圆弧夹角θ取值为108°±6′，第二不透光带圆弧夹角ε取值为90°±6′。
上述用于计量计数器编码的方法中，所述第一透光带圆弧夹角α取值为36°，第一不透光带圆弧夹角β取值为126°，第二透光带圆弧夹角θ取值为108°，第二不透光带圆弧夹角ε取值为90°。
上述用于计量计数器编码的方法中，所述计数器编码字轮旋转一周，由安装在编码字轮两侧，以72°夹角均匀分布的5对光电传感器依次产生二十组不同的5位二进制数字编码电信号，对应计数器编码字轮上的“0～9”十个数字，每个数字对应二组5位二进制数字编码。
上述用于计量计数器编码的方法中，5对光电传感器采用72°夹角均匀分布，由5对光电传感器产生四组编码：
第一组：10110
第二组：10010
第三组：10011
第四组：11011
以36°夹角均匀分布的“0”～“9”十个数字中相邻两个数字对应的编码为四组编码中同一竖线排列的四组连续的5位二进制编码，四组编码中的5位二进制编码同时循环右移一位将得到下一组相邻两个数字的四组编码，依次类推，经过五次循环右移，形成“0”～“9“十个数字的二十组5位二进制编码。
上述用于计量计数器编码的方法中，每组编码中两个相同5位二进制编码进行自循环。
上述用于计量计数器编码的方法中，所述光电传感器依次产生二十组不同的5位二进制数字编码为：10110，10010，10011，11011，01011，01001，11001，11101，10101，10100，11100，11110，11010，01010，01110，01111，01101，00101，00111，10111。
上述用于计量计数器编码的方法中，所述光电传感器产生的二十组数字编码中，任意一组编码可作为开头，其余编码次序不变。
本发明通过对现有水表、气表、电表等需要将示数进行电信号编码的计量仪表上使用的计数器字轮进行如下技术改造：将计数器编码字轮侧面上的与字轮中心同心、且在同一圆周线上的两个扇形孔槽来构成编码码道，编码字轮上的编码码道顺序依次为第一透光带，第一不透光带，第二透光带，第二不透光带，共4个编码带。计数器字轮改造完成后，对于计数器侧面有开槽的，在计数器编码字轮的两侧，分别对称安装由5对光发射管与光敏接收管组成的光电传感器，5对光电传感器均匀分布在和字轮中心同心，半径和槽孔的中心线相同圆周上，通过5对光电传感器，对经技术改造后的计数器编码字轮进行编码，将计数器编码字轮端面上以36°夹角均匀分布的“0～9”十个数字实现编码输出，每个数字对应2组不同的5位二进制编码，共用20组不同的5位二进制编码完成计数器编码字轮上“0～9”十个数字的编码输出。
一位二进制数“0”和“1”代表两种状态，在数字电路中用来表示两种电平状态，即“低电平”和“高电平”。在本发明中，光电传感器处于透光孔槽位置和不透光位置时具有两种不同的状态，将处于透光孔槽位置的状态定义为“0”，而处于不透光位置时的状态定义为“1”，五位二进制编码能产生三十二组5位二进制编码，本发明只使用了其中二十组不同的5位二进制编码对应计数器编码字轮端面上均匀分布的“0～9”十个数字。
与现有技术相比，本发明的有益效果：本发明采用二十组编码，规避了全“0”和全“1”状态，在光电传感器发生故障时，能有效区分故障光电传感器，为软件实施纠正算法创造了条件；相临两个状态的编码只有一位在变化，消除计数器在联动进位时的临界编码盲点；传感器夹角采用72°，充分利用空间，发射管可同时发光，也不会造成相邻传感器背干扰，发射管驱动方式可采用串联恒流方式，即使发射管的压降不一致，也能保证串联回路的电流一致，保证传发射管的发光强度一致，进而保证读数精度和读数的正确性；本发明不仅能提高分辨精度，同时结构简单，制作容易，在提高编码精度的条件下，采用较少的传感器，达到较高的编码输出性能，具有编码可靠性高，造价低，装配、加工容易等特征。
附图说明：
图1为本发明计数器编码字轮的结构示意图。
图2为本发明计数器编码字轮结构的侧视图。
图3为本实施例计数器编码字轮的结构示意图。
图中标记：1-第一透光带，2-第一不透光带，3-第二透光带，4-第二不透光带。
具体实施方式
下面结合试验例及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。
如图1、图2所示，本实施例的计数器编码字轮的材料采用黑色或其他不透光的塑胶材料制作，通过在计数器编码字轮侧面上开有与字轮中心同心、且在同一圆周线上的二个扇形透光孔槽来构成透光带，计数器编码字轮其余部位为不透光带，编码字轮上的编码码道顺序依次为：第一透光带(1)，第一不透光带(2)，第二透光带(3)，第二不透光带(4)，共4个编码带，所述透光带(1)的圆弧夹角为α、不透光带(2)的圆弧夹角为β、透光带(3)的圆弧夹角为θ、不透光带(4)的圆弧夹角为ε，所述编码带的圆弧夹角具有如下数学关系：α+ε+θ+β＝360°，α+θ＝144°，36°＜ε＜100°，5°＜α＜40°，36°＜θ＜180°。
在对编码字轮上的“0～9”十个数字进行编码时，5对光电传感器的发射管同时发光，发射管发出的光能否到达对应接收管，则靠扇形透光孔槽的位置决定，扇形透光孔槽做在字轮上，随着字轮的转动而改变位置。这样，当字轮处在不同位置时，扇形透光孔槽的位置也不同，被它挡住的光和透过它的光也是不一样的，从而使接受管呈现的状态也不一样，比如：当字轮在显示窗口的数字为“0”时，发射管A、B发出的光透过扇形透光孔槽到达A1、B1接收管，而发射管C、D、E发出的光因被扇形透光孔槽挡住而无法到达接收管，这样就可以得到一个二进制编码00111；当字轮在显示窗口的数字为“1″时，又可以得到一个二进制编码10110，为了确保精度，我们在两个数字的中间增加一组编码，即一个数字对应两组编码，这样计数器编码字轮旋转一周，由安装在编码字轮两侧，以72°夹角均匀分布的5对光电传感器依次产生二十组不同的5位二进制数字编码电信号，对应计数器编码字轮上的“0～9”十个数字，每个数字对应二组5位二进制数字编码。如表所示：
| 状态 | 二进制 |
| Num1 | 10110 |
| Num12 | 10010 |
| Num2 | 10011 |
| Num23 | 11011 |
| Num3 | 01011 |
| Num34 | 01001 |
| Num4 | 11001 |
| Num45 | 11101 |
| Num5 | 10101 |
| Num56 | 10100 |
| Num6 | 11100 |
| Num67 | 11110 |
| Num7 | 11010 |
| Num78 | 01010 |
| Num8 | 01110 |
| Num89 | 01111 |
| Num9 | 01101 |
| Num90 | 00101 |
| Num0 | 00111 |
| Num01 | 10111 |
具体而言，由5对光电传感器产生四组编码：
第一组(Num1)：10110
第二组(Num12)：10010
第三组(Num2)：10011
第四组(Num23)：11011
以36°夹角均匀分布的“0”～“9”十个数字中相邻的两个数字(“1”、“2″)对应的编码为四组编码中同一竖线排列的四组连续的5位二进制编码，即“1”对应第一组：10110和第二组：10010，“2″对应第三组：10011和第四组：11011，四组编码中的5位二进制编码同时循环右移一位。即第一组：10110，将10110的末位0移到首位，其它四位数字保持不变依次右移，变成01011，得到第五组：01011；同理将第二组：10010中的10010末位0移到首位，其它四位数字保持不变依次右移，变成01001，得到第六组：01001；将第三组：10011的10011的末位1移到首位，其它四位数字保持不变依次右移，变成11001，得到第七组：11001；将第四组：11011的11011的末位1移到首位，其它四位数字保持不变依次右移，变成11101，得到第八组：11101。移动后得到后面相邻的两个数字(“3”、“4″)的四组编码：
第五组(Num3)：01011
第六组(Num34)：01001
第七组(Num4)：11001
第八组(Num45)：11101
即“3”对应第五组：01011和第六组：01001，“4″对应第七组：11001和第八组：11101，
四组编码中的5位二进制编码同时循环右移一位，将得到下一组相邻的两个数字(“5”、“6″)的四组编码：
第九组(Num5)：10101
第十组(Num56)：10100
第十一组(Num6)：11100
第十二组(Num67)：11110
依次类推，经过五次右移，形成“0”～“9”十个数字的二十组5位二进制编码。
所述二十组不同的5位二进制数字编码为：10110，10010，10011，11011，01011，01001，11001，11101，10101，10100，11100，11110，11010，01010，01110，01111，01101，00101，00111，10111，所述光电传感器产生的二十组数字编码中，任意一组编码可作为开头，其余编码次序不变，如例1：二十组编码同时循环左移，前面所述的第一组编码移至最后，其余编码依次左移，则第二组编码作为开头，得到10010，10011，11011，01011，01001，11001，11101，10101，10100，11100，11110，11010，01010，01110，01111，01101，00101，00111，10111，10110；例2：10011，11011，01011，01001，11001，11101，10101，10100，11100，11110，11010，01010，01110，01111，01101，00101，00111，10111，10110，10010，；例3：11011，01011，01001，11001，11101，10101，10100，11100，11110，11010，01010，01110，01111，01101，00101，00111，10111，10110，10010，10011，例4：01011，01001，11001，11101，10101，10100，11100，11110，11010，01010，01110，01111，01101，00101，00111，10111，10110，10010，10011，11011。
实施例1
在图3中，透光带(1)α的圆弧夹角取值为36°，不透光带(2)圆弧夹角β取值为126°，透光带(3)的圆弧夹角0取值为108°，不透光带(4)圆弧夹角ε取值为90°。
实施例2
在图3中，第一透光带(1)圆弧夹角α取值为36°+6′，第一不透光带(2)圆弧夹角β取值为126°+6′，第二透光带(3)圆弧夹角θ取值为108°-6′，第二不透光带(4)圆弧夹角ε取值为90°-6′。
实施例3
在图3中，第一透光带(1)圆弧夹角α取值为36°-6′，第一不透光带(2)圆弧夹角β取值为126°-6′，第二透光带(3)圆弧夹角θ取值为108°+6′，第二不透光带(4)圆弧夹角ε取值为90°+6′。
实施例4
在图3中，透光带(1)α的圆弧夹角取值为35°，不透光带(2)圆弧夹角β取值为125°，透光带(3)的圆弧夹角θ取值为109°，不透光带(4)圆弧夹角ε取值为91°。
实施例5
在图3中，透光带(1)α的圆弧夹角取值为37°，不透光带(2)圆弧夹角β取值为127°，透光带(3)的圆弧夹角θ取值为107°，不透光带(4)圆弧夹角ε取值为89°。
Claims (6)
1.一种用于计量计数器编码的方法，在计数器编码字轮圆周面，以36°为单位，均分为10等份，人工读数用的“0”～“9”十个数字，每个数字占一份，其特征在于：通过计数器编码字轮侧面上的与字轮中心同心、且在同一圆周线上的两个扇形孔槽来构成编码，将计数器编码字轮分为:第一透光带，第一不透光带，第二透光带，第二不透光带，共4个编码带，所述第一透光带的圆弧夹角为α、第一不透光带的圆弧夹角为β、第二透光带的圆弧夹角为θ、第二不透光带的圆弧夹角为ε，编码带的圆弧夹角具有如下数学关系：α+ε+θ+β=360°，α+θ=144°，36°＜ε＜100°，5°＜α＜40°，36°＜θ＜180°，所述计数器编码字轮旋转一周，由安装在编码字轮两侧，以72°夹角均匀分布的5对光电传感器依次产生二十组不同的5位二进制数字编码电信号，对应计数器编码字轮上的“0～9”十个数字，每个数字对应二组5位二进制数字编码。
2.根据权利要求1所述的用于计量计数器编码的方法，其特征在于：所述第一透光带圆弧夹角α取值为36°±6′，第一不透光带圆弧夹角β取值为126°±6′，第二透光带圆弧夹角θ取值为108°±6′，第二不透光带圆弧夹角ε取值为90°±6′。
3.根据权利要求2所述的用于计量计数器编码的方法，其特征在于：所述第一透光带圆弧夹角α取值为36°，第一不透光带圆弧夹角β取值为126°，第二透光带圆弧夹角θ取值为108°，第二不透光带圆弧夹角ε取值为90°。
4.根据权利要求1所述的用于计量计数器编码的方法，其特征在于：5对光电传感器采用72°夹角均匀分布，由5对光电传感器产生四组编码：
第一组：10110
第二组：10010
第三组：10011
第四组：11011
以36°夹角均匀分布的“0”～“9”十个数字中相邻两个数字对应的编码为四组编码中同一竖线排列的四组连续的5位二进制编码，四组编码中的5位二进制编码同时循环右移一位将得到下一组相邻两个数字的四组编码，依次类推，经过五次循环右移，形成“0”～“9“十个数字的二十组5位二进制编码。
5.根据权利要求1所述的用于计量计数器编码的方法，其特征在于：所述光电传感器依次产生二十组不同的5位二进制数字编码为：10110，10010,10011，11011，01011，01001，11001，11101，10101，10100，11100，11110，11010，01010，01110，01111，01101，00101，00111，10111。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的用于计量计数器编码的方法，其特征在于：所述光电传感器产生的二十组数字编码中，任意一组编码可作为开头，其余编码次序不变。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |
Address after: No. 536, Section 1, HANGGANG 1st Road, Liuxi Nanhang airport, Chengdu, Sichuan 610211 Patentee after: Chengdu Qianjia Technology Co.,Ltd. Address before: No. 536, Section 1, HANGGANG 1st Road, Liuxi Nanhang airport, Chengdu, Sichuan 610211 Patentee before: Chengdu Qianjia Technology Co.,Ltd. |
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