CN102426028A - 光敏灰度计数装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种光敏灰度计数装置，它包括多个对应不同单位量的计数字轮，各计数字轮与驱动装置连接；每个计数字轮的圆弧面或侧面上设有由浅到深的不同的灰度段，各灰度段首尾相接；同时在与计数字轮的圆弧面或侧面相对应的位置设有至少一个支架，在支架上设有光敏传感器和发光器件，所述每只光敏传感器则配有至少两只发光器件；光敏传感器和发光器件与单片机连接。本发明克服了其它传感方式需要复杂判断、进位临界点容易出错以及电阻传感触点容易磨损腐蚀等缺陷，通过光敏传感器对不同灰度的非接触检测，达到判别字轮数码，读出字轮数据的目的。

Description

光敏灰度计数装置

技术领域

本发明涉及一种计数装置，尤其涉及一种可用于水表、电表、气表等计量仪表的光敏灰度计数装置。

背景技术

目前用于水表、电表、气表等计量仪表的无源计数装置，多采用一个字轮输出一组电阻累加值或光电信号的方式，如：中国专利200610037799.7、200610115245.4中的所述，由于要通过电阻累加值或光电编码值精确计算和推断0到9的每一个数值，这就需要进行精确地数据计算、编码译码等复杂的编程处理。特别是在位置运行到9到0的进位点(临界点)的时候，由于机械位置误差，往往出现读数的误判，造成十倍百倍的数据差错；在电阻累加方式下，又往往因为水表传感机构偶然进水导致电阻短路出现错误，或因为电阻传感触点磨损腐蚀而出现故障。

发明内容

为了解决电阻累加值或光电转换值需要复杂判断、进位临界点容易出错，以及电阻传感触点容易磨损腐蚀等问题，本发明提出了一种光敏灰度计数装置，通过光敏传感器对不同灰度的检测，达到判别字轮数码，读出字轮数据的目的。

本发明采用如下技术方案：

一种光敏灰度计数装置，它包括多个对应不同单位量的计数字轮，各计数字轮与驱动装置连接；每个计数字轮的圆弧面或侧面上设有由浅到深的不同的灰度段，各灰度段首尾相接；同时在与计数字轮的圆弧面或侧面相对应的位置设有至少一个支架，在支架上设有光敏传感器和发光器件，所述每只光敏传感器则配有至少两只发光器件；光敏传感器和发光器件与单片机连接。

在环绕计数字轮的、与环绕计数字轮相对应位置，相隔设定角度设有两组光敏传感器和发光器件。

所述每个计数字轮的圆弧面或侧面上设有不同的灰度段，其灰度段按相邻两段灰度级相异的方式排列。

一种光敏灰度计数装置，它包括多个对应不同单位量的计数字轮，各计数字轮与驱动装置连接；所述每个计数字轮的圆弧面或侧面上设有不同颜色的彩色段，各彩色段首尾相接；同时在与计数字轮的圆弧面或侧面相对应的支架上设有光敏传感器和发光器件，所述每只光敏传感器配有至少两只发光器件；光敏传感器和发光器件与单片机连接。

一种光敏灰度计数装置，所述在环绕计数字轮的、与环绕计数字轮相对应位置，相隔设定角度设有两组光敏传感器和发光器件。

本发明的工作过程为：

在水表正常工作时，计数字轮在驱动装置(为常规技术)缓慢地转动，在转动到图1所处的位置时，两只发光管发出的光均分别照射在字轮数码7的灰度段内，相应的反射光使光敏传感器产生与7段相对应的传感值。由此判断本字轮的数字为7。当字轮转动到7和8交界的位置时(如图2)，两只发光管分别发光，光敏传感器得到不同的传感值，单片机根据这两个传感值判定字轮转动到了两个数字交界的位置，并设定此时字轮是在由后一个数向前一个数跨越，即原数字加1，本字轮的数字为8。由于是两个具有一定间距(字轮行程)的发光管照射点，从而避免了单个发光管因照射点机械误差或两个数的临界点错位所造成的误差。

本发明的有益效果是：

1.在本光敏灰度计数装置中，让至少两只发光管的光通过不同灰度的反射面反射到光敏传感器上，取得不同灰度下的不同的数值。由于是两个具有一定间距(字轮行程)的发光管照射点，从而避免了单个发光管因照射点机械误差或两个数的临界点错位所造成的误差。

2.在本光敏灰度计数装置中，用灰度段和光作为传感媒介，既避免了接触电阻传感方式的摩擦和导电造成的不可靠，又避免了一般光电编码需要更多(至少五套)发光传感器所形成的复杂电路和由此带来的复杂的软件程序计算。

本计量仪表在不抄表时不通电，但计量工作一直在随字轮的转动进行着，即：通过各位字轮的反射面与发光管的对应机械位置，记录着各位数字的计量位置。当需要抄表时，给单片机和发光管瞬间供电，即可启动单片机读取相应数据，之后又可继续断电工作。这样，即可使绝大多数时间无需供电，带来节能的效果，又无需担心单片机因处于开机运行状态受到干扰，整个系统可处于相当稳定的工作状态。

附图说明

图1为本发明字轮运行到数字7位置时的灰度传感示意图；

图2为字轮运行在数字7到数字8过渡过程中的灰度传感示意图；

图3为灰度段按相邻两段灰度级相异的方式排列的灰度传感示意图；

图4为环绕字轮一周，相隔一定角度设置两组光敏传感器和发光器件的结构示意图；

图5为多位字轮组成计量仪表灰度传感装置的结构示意图；

其中：1.发光器件，2.光敏传感器，3.灰度段，4.支架，5.计数字轮。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。

图1是本发明字轮运行在数字7位置时的灰度传感示意图，它是由固定在支架4上的发光器件1、光敏传感器2、计数字轮5和涂敷在计数字轮5表面上的灰度段3组成(灰度段3为沿计数字轮5圆周360度均匀分布)。正常工作时，发光器件1首先向对面的灰度段3发光，该光线被反射面反射到光敏传感器2上，由此得到了与计数字轮5上的灰度段3相对应的传感值7。之后，紧接着另一发光器件1也向对面的灰度段3发光，该光线也被灰度段3反射到光敏传感器2上，也得到了与计数字轮5上的灰度段3相对应的传感值7。单片机根据所传感获得的两个相同的传感数值即可判断计数字轮5此时的读数是7。其它计数字轮5的读数的获得也以此类推。

图2是计数字轮5运行在数字7到数字8过渡过程中的灰度传感示意图，正常工作时，发光器件1首先向对面的灰度段3发光，该光线被的灰度段3反射到光敏传感器2上，由此得到了与数值7相对应的传感值。之后，紧接着另一发光器件也向对面的灰度段3发光，该光线被数值8对应的灰度段3反射到光敏传感器2上，此时的传感值是与计数字轮5的数值8相对应的传感值。单片机根据发光器件1分别发光得到的相对于数值7和8的传感值判断，此时计数字轮5的数值是在从7向8的过度之间。按照常规约定，单片机由数值7加1，得出此时的计数字轮5读数是数值8。其它由后一个数向前一个数过渡的计数字轮读数的获得也以此类推。

图3为按相邻的两段灰度段的灰度级相异的方式排列的灰度传感方式，即：不是按由浅到深的顺序排列，而是相邻两段灰度相差较大，目的是为了避免因灰度接近、灰度褪色、光敏误差等因素，造成相邻灰度混淆而导致的传感错误。另一种方式是采用不同的颜色段来代替灰度段，也是为了更进一步避免各灰度段3之间的混淆，从而更准确地判定数值。

图4是采用两组光敏传感器2和发光器件1的结构示意图，利用两组双保险的作用，提高产品的可靠性。或通过两组光敏传感器2分别从不同角度获取的传感数据，进一步判断计数字轮5转动所处的位置，从而更准确的判定计数字轮数据。例如，调整两组光敏传感器2环绕计数字轮5的位置，让其一组处于一个数码整位的位置(如图4中的数码2)，另一组处于两个数码交界的位置(如图4中的数码7-8)，这样可以更准确地判断计数字轮所处的位置。

图5是多个灰度传感计数字轮串在一起组成计数字轮组的结构示意图，图中三对发光器件1分别对应于百位、十位、个位字轮上的灰度段3。正常工作时，三对发光管1分别工作，对应取得百位、十位、个位的相应数值，最终得到计量仪表的准确读数。

Claims (5)

1.一种光敏灰度计数装置，它包括多个对应不同单位量的计数字轮(5)，各计数字轮(5)与驱动装置连接；其特征是：每个计数字轮的圆弧面或侧面上设有由浅到深的不同的灰度段(3)，各灰度段(3)首尾相接；同时在与计数字轮的圆弧面或侧面相对应的位置设有至少一个支架(4)，在支架(4)上设有光敏传感器(2)和发光器件(1)，所述每只光敏传感器(2)则配有至少两只发光器件(1)；光敏传感器(2)和发光器件(1)与单片机连接。

2.根据权利要求1所述的一种光敏灰度计数装置，其特征是：在环绕计数字轮(5)的、与环绕计数字轮(5)相对应位置，相隔设定角度设有两组光敏传感器(2)和发光器件(1)。

3.根据权利要求1或2所述的一种光敏灰度计数装置，其特征是，所述每个计数字轮的圆弧面或侧面上设有不同的灰度段(3)，其灰度段按相邻两段灰度级相异的方式排列。

4.一种光敏灰度计数装置，它包括多个对应不同单位量的计数字轮(5)，各计数字轮(5)与驱动装置连接；其特征是：所述每个计数字轮的圆弧面或侧面上设有不同颜色的彩色段(3)，各彩色段(3)首尾相接；同时在与计数字轮的圆弧面或侧面相对应的支架(4)上设有光敏传感器(2)和发光器件(1)，所述每只光敏传感器(2)配有至少两只发光器件(1)；光敏传感器(2)和发光器件(1)与单片机连接。

5.如权利要求4所述的一种光敏灰度计数装置，其特征是，所述在环绕计数字轮(5)的、与环绕计数字轮(5)相对应位置，相隔设定角度设有两组光敏传感器(2)和发光器件(1)。

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