CN102706374B - 圆盘光电编码测角读数装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种圆盘光电编码测角读数装置，包括支架、设置在支架上并按照高低位顺序排列的多个字轮、设置在支架上用于检测对应字轮转动角度的光电编码检测模块、将每个光电编码检测模块检测到的字轮转动角度按照预设转换规则转换为该字轮的对应位数字并将所有数字按照各字轮的进位顺序组合成读数的转换器。通过设置特定的预设转换规则使得在高低位字轮联动进位时如果高位字轮早于低位字轮进入新转角区间组，则转换器能够在将高位字轮转动角度转换为对应位数字的同时强制将其他低位字轮的对应位数字转换为数字“0”，以保证联动进位时，转换器能够输出正确数字，保证整个测角读数装置的可靠性。
Description
【技术领域】
本发明涉及计量仪器的读数技术，更具体地说，涉及一种圆盘光电编码测角读数装置。
【背景技术】
已有的应用于计量仪表的光电编码测角读数装置，主要包括多个字轮、设置在每个字轮两侧用来检测字轮转动角度的光电编码检测模块、将编码转换为读数的转换器。当字轮转动时，通过计量仪表的流量与字轮的转动角度成正比；通过字轮转动触发光电编码检测模块获得编码，编码与字轮的转动角度一一对应，转换器将编码转换为与字轮转动角度对应的数字，每个字轮代表读数的一位，将各个字轮对应的数字按照高低位组合，从而获得相应计量仪表的读数，进而实现通过测量字轮转动角度获取仪表读数。但现有的光电编码测角读数装置的测角精度较低，其最小测角精度只有12°(按照十进制计数算)，不适用于需要更高测量精度的仪表。同时，当字轮从一个转角区间转动到下一个转角区间时，存在临界区域，光电编码检测模块在检测字轮的临界区域时输出的编码出现不确定性。
当高低位字轮联动进位时，由于各个字轮对应光电编码检测模块中的发光及感光元件存在离散性从而导致每个字轮在检测字轮转动角度时存在不同的误差，容易使测角读数装置输出错误的读数。如当低位字轮对应位数字从“9”变为“0”时，正常的高位字轮对应位数字应该进位，假设是从“2”变为“3”；但如果各个字轮对应的光电编码检测模块的误差不一致时，导致检测到的高低位字轮转动角度不同步，在转换器直接将字轮对应位数字转换为对应数字后，容易产生多种可能：如果检测到的高位字轮比低位字轮早进入新的转角区间组，则转换器将高位字轮对应数字转换为“3”，而此时低位字轮由于仍未进入新的转角区间组，转换器仍然将低位字轮对应数字转换为“9”，组合后形成读数“39”，而实际的结果应该是“30”，从而造成测角读数装置输出错误读数。
如果高位字轮比低位字轮晚进入新的转角区间组，则转换器组合形成的读数有可能为“29”，同样是错误读数。
【发明内容】
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的光电编码测角读数装置中存在高低位字轮联动进位时容易因光电编码检测模块的离散性而使得检测到高位字轮早于低位字轮进入新的转角区间组而造成输出错误读数的问题，提供一种能够克服该问题的圆盘光电编码测角读数装置。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种圆盘光电编码测角读数装置，包括支架、设置在支架上并按照高低位顺序排列的多个字轮、设置在支架上用于检测对应字轮转动角度的光电编码检测模块、将每个光电编码检测模块检测到的字轮转动角度按照预设转换规则转换为该字轮的对应位数字并将所有数字按照各字轮的进位顺序组合成读数的转换器；所述预设转换规则包括：
(1)将字轮的转动角度从0°至360°分为十组转角区间组，并按照从小到大的顺序分别与“1”、“2”、“3”、“4”、“5”、“6”、“7”、“8”、“9”、“0”十个数字一一对应，所述转换器在字轮转动角度改变转角区间组时将该字轮的对应位数字转换为与该转角区间组对应的数字；
(2)在高位字轮改变转角区间组的过程中，所述转换器在将该高位字轮的对应位数字转换为对应数字的同时将该高位字轮的所有低位字轮的对应位数字强制转换为数字“0”；
(3)所述数字“9”所对应转角区间组的角度范围大于其他九个数字所对应的转角区间组的角度范围；在所有字轮从数字“9”对应的转角区间组转动到数字“0”对应的转角区间组的过程中，所述转换器在将其中任一字轮的对应位数字转换为数字“0”的同时将其他所有字轮的对应位数字强制转换为数字“0”。
在本发明所述圆盘光电编码测角读数装置中，所述数字“9”所对应转角区间组的角度范围大于其他九个数字所对应的转角区间组的角度范围。使得字轮尽早进入数字“9”所对应的转角区间组，而较晚退出数字“9”所对应的转角区间组。在联动进位时，如果光电编码检测模块检测到的高位字轮先于低位字轮发生数字跳变，转换器能够提前将低位字轮对应位数字转换为“9”，而推迟将其转换为“0”；使得低位字轮对应位数字尽可能在高位字轮对应位数字发生变化后才根据预设转换规则(1)和(2)变为“0”，以获得正确读数，进一步保证测角读数装置的可靠性。
在所有字轮对应位数字都是从“9”变化为“0”时，虽然有预设转换规则(1)和(2)的能够确保高位字轮和低位字轮同步变化；但由于器件的离散性，不能确保转换器能够对所有字轮同时执行预设转换规则(2)，容易产生错误读数。通过设置转换器还需要执行预设转换规则(3)，在所有字轮对应位数字都是从“9”变化为“0”时，只要所有字轮中任意一个字轮的对应位数字变为“0”，则同时强制其他所有字轮对应位数字转换为“0”，确保了各字轮的同步变化，以获得正确读数，进一步保证测角读数装置的可靠性。
在本发明所述圆盘光电编码测角读数装置中，将字轮的转动角度从0°至360°分为36个转角区间，每个转角区间包含下端值而不包含上端值，相邻两转角区间的增量均设置为10°；每组所述转角区间组包括至少两个连续的转角区间。这样字轮的转动角度每发生10°的变化，转角区间就会发生变化，光电编码检测模块就能检测到该字轮的转角区间发生变化，对应地向转换器输出新编码，以此确定字轮所处的转角区间组是否发生变化，从而获得字轮对应位数字。
在本发明所述圆盘光电编码测角读数装置中，所述每组转角区间组包括跳变转角区间和稳态转角区间，在每组转角区间组中角度值最小的转角区间为跳变转角区间，其他的转角区间为稳态转角区间；当字轮转动角度进入所述跳变转角区间时，转换器执行所述预设转换规则。这样转换器只有在字轮转动角度进入跳变转角区间时才进行工作，而在稳态转角区间时不进行工作。
在本发明所述圆盘光电编码测角读数装置中，所述转换器按照下表对应关系将字轮转动角度转换为相对应的对应位数字：
| 数字 | 转角区间组 |
| 1 | 0°、10°、20°、30° |
| 2 | 40°、50°、60° |
| 3 | 70°、80°、90°、100° |
| 4 | 110°、120°、130° |
| 5 | 140°、150°、160°、170° |
| 6 | 180°、190°、200°、210° |
| 7 | 220°、230°、240°、250° |
| 8 | 260°、270°、280° |
| 9 | 290°、300°、310°、320°、330° |
| 0 | 340°、350° |
在本发明所述圆盘光电编码测角读数装置中，所述字轮端面上设有圆环形光控区域，所述光控区域由第一透光孔、第一遮光区域、第二透光孔、第二遮光区域、第三透光孔和第三遮光区域依次周向排列组合而成；所述第一透光孔与第二遮光区域、第二透光孔与第三遮光区域、第三透光孔与第一遮光区域分别呈圆周对称分布；所述第一透光孔、第二透光孔、第三透光孔所对应的圆心角分别为α＝50±1°、β＝110±1°、γ＝20±1°；所述光电编码检测模块根据字轮光控区域所在的不同位置按照预设编码规则向所述转换器输出与字轮转动角度相对应的编码。
在本发明所述圆盘光电编码测角读数装置中，所述光电编码检测模块包括电路板、对称设置在所述字轮两侧且与所述电路板电连接的六个发光体和六个感光体，所述六个发光体以30°的等角度间隔分布于一个以字轮中心为圆心的150°圆弧上，所述六个感光体以字轮为对称中性面相对于六个发光体中心对称设置在所述字轮的另一侧；所述电路板按照预设编码规则输出与字轮转动角度相对应的六位编码。
在本发明所述圆盘光电编码测角读数装置中，所述电路板的预设编码规则为：每个感光体对应所述六位编码中的一位；所述感光体能够感应到对应发光体的发光时，则电路板设定编码的对应位为“0”；所述感光体不能感应到对应发光体的发光时，则电路板设定编码的对应位为“1”。
在本发明所述圆盘光电编码测角读数装置中，设置所述电路板输出的六位编码按照下表的关系与所述字轮转动角度一一对应：
实施本发明所述圆盘光电编码测角读数装置，具有以下有益效果：通过设置转换器按照预设转换规则将字轮转换角度转换为对应位数字，将字轮的转换角度转换为对应位的计量数值，再将所有字轮的对应位数字组合成在一起来获得读数；通过设定转换器符合预设转换规则(1)，当光电编码检测模块检测到的字轮转动角度进入其中一组转角区间组时，转换器将该字轮的对应位数字转换为与该转角区间组对应的数字，从而将字轮的转动角度转换为对应的数字。通过设定转换器符合预设转换规则(2)，使得高位字轮对应位数字在改变时，转换器强制将该高位字轮的所有低位字轮对应位数字转换为“0”；这样在联动进位时，如果编码检测模块检测到高位字轮先于低位字轮发生数字跳变，转换器在高位字轮进位的同时强制将低位字轮对应数字转换为“0”，以获得正确的读数，保证测角读数装置的可靠性。
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明。
【附图说明】
图1a是本发明所述圆盘光电编码测角读数装置中字轮结构示意图；
图1b是本发明所述圆盘光电编码测角读数装置中字轮和光电编码检测模块结构示意图；
图1c是本发明所述圆盘光电编码测角读数装置中光电编码检测模块的发光体分布示意图；
图1d是本发明所述圆盘光电编码测角读数装置中光电编码检测模块的感光体分布示意图；
图2a是本发明所述圆盘光电编码测角读数装置的爆炸图；
图2b是本发明所述圆盘光电编码测角读数装置中字轮联动进位的结构示意图；
图3是本发明所述圆盘光电编码测角读数装置中转角区间、转角区间组和数字的对应关系图；
图4a所示为本发明所述圆盘光电编码测角读数装置中高低位字轮联动进位时的示意图；
图4b所示为本发明所述圆盘光电编码测角读数装置中多个字轮同时联动进位时的示意图。
【具体实施方式】
在本发明所述圆盘光电编码测角读数装置的优选实施例中，包括支架1、设置在支架1上的多个字轮10、光电编码检测模块20和转换器。其中，字轮10按照高低位顺序排列，每个字轮10对应读数的一位，光电编码检测模块20用于检测对应字轮的转动角度，转换器将字轮的转动角度按照预设转换规则转换为该字轮的对应位数字，再将各字轮对应位数字按照进位顺序组合成读数，从而实现通过检测字轮的转动角度来获得读数。
字轮10可以由ABS塑料制成，字轮10端面上设有透光孔而周面上设有数字，数字可以是采用丝印的方式设置在字轮10周面上。本优选实施例以十进制计数为例进行说明，则字轮10周面设置“0”至“9”共十个数字，优选在字轮10的上方设置读数窗2，透过读数窗2能够看到字轮10周面的完整的单个数字，方便读数。优选设置每个数字在字轮10周面上所占的弧度为π/5，这样每个数字在周面上所占据的区域面积相同，能够确保读数准确。
在本优选实施例中，转换器在将字轮转动角度转换为对应位数字时，需要执行以下预设转换规则：
(1)将字轮的转动角度从0°至360°分为十组转角区间组12，并按照从小到大的顺序分别与“1”、“2”、“3”、“4”、“5”、“6”、“7”、“8”、“9”、“0”十个数字一一对应，转换器在字轮转动角度改变转角区间组12时将该字轮的对应位数字转换为与该转角区间组12对应的数字；
(2)在高位字轮改变转角区间组12的过程中，所述转换器在将该高位字轮的对应位数字转换为对应数字的同时将该高位字轮的所有低位字轮的对应位数字强制转换为数字“0”。
光电编码检测模块20将检测到的字轮转动角度输送给转换器，转换器按照规则(1)判断字轮的转动角度是否改变了转角区间组12，如果改变了转角区间组12则将该字轮的对应位数字转换为对应的数字输出；如果仍在原转角区间组12则保持该字轮的对应位数字不变。具体地，可以将该字轮的对应位数字存储在存贮器中，由转换器根据预设转换规则对存储器进行操作，然后由转换器将多个字轮10对应的存储器内的数字按照字轮10的进位顺序组合成读数。例如，当个位字轮10的初始转角区间组发生改变时，转换器将该字轮10对应的存储器数字改变；转换器再读取所有字轮10对应的存储器内的数字，按照字轮10的进位顺序组合成读数。
为了将字轮转动角度转换为对应位数字，需要先确定字轮转动角度和转角区间组的关系。如图1a、3所示，在本优选实施例中，优选将字轮的转动角度从0°至360°分为36个转角区间11，每个转角区11间包含下端值而不包含上端值，相邻两转角区间的增量均设置为10°；每组转角区间组12包括至少两个连续的转角区间11。具体地，可以设置字轮的转动角度和转角区间11的关系按照表1相互对应：
表1：字轮转动角度和转角区间之间的对应关系表
在表1中，当字轮的转动角度a落入其中的一个范围时，如120°≤a＜130°，则该字轮转动角度进入36个转角区间中的第13个转角区间，将其名称定义为120°转角区间，同样其他的转角区间也按此定义名称。这样，当字轮转动角度每变化10°，其转角区间就会发生一次改变。这样就可将字轮转动角度的变化用转角区间来区分。这样就能通过直接通过判断字轮位于哪一个转角区间来确定字轮转动角度的大致大小。
在转换器进行转换时，十个转角区间组12与十个数字的关系是一一对应的；需要进一步确定每个转角区间是属于哪一个转角区间组12。在本优选实施例中，优选每组字轮10至少包括两个连续的转角区间，具体地可以将字轮10的转角区间、转角区间组12和对应位数字按照表2的关系相互对应：
表2：字轮转角区间、转角区间组和对应位数字的对应关系表
在表2中，当字轮转动角度按照表1的对应关系进入到某一个转角区间时，根据表2的对应关系可以确定该转角区间属于第几个转角区间组，再按照表2中转角区间组和数字的对应关系可确定该字轮10此时的对应位数字。如字轮转动角度a＝155°，属于150°的转角区间，对应第5转角区间组，此时转换器根据字轮的转动角度将字轮对应位数字转换为“5”。具体地，也可调整表2中每个转角区间组所包含的转角区间11，但需要确保每个转角区间组至少包括两个转角区间，且同一个转角区间组内的转角区间为连续的。
当高位字轮的的转动角度改变了转角区间组时，表示该高位字轮的所有低位字轮同时联动进位。如图4a所示，读数从“29”变为“30”。此时，如果高位字轮和低位字轮的转角区间组都发生改变，使得高位字轮的对应位数字从“2”变为“3”，而低位字轮的对应位数字从“9”变为“0”。如果高位字轮早于低位字轮进入新的转角区间组，即高位字轮的对应位数字从“2”已经变为“3”，而低位字轮的对应位数字仍然为“9”，这就形成了错误的读数“39”。通过设置转换器执行预设转换规则(2)，当高位字轮的对应位数字转换为3时，转换器将该高位字轮的所有低位字轮对应位数字强制转换为数字“0”，这样就是形成了正确的读数“30”，保证了测角读数装置正确输出读数的可靠性。
另外，当高低位字轮联动进位时，如读数从“29”变为“30”，如果高位字轮晚于低位字轮进入新的转角区间组，即低位字轮的对应位数字从“9”已经变为“0”，而高位字轮的对应位数字仍然为“2”，这就形成了错误的读数“20”。在本优选实施例中，优选设置数字“9”所对应的转角区间组的角度范围大于其他九个数字所对应的转角区间组的角度范围，具体地，如表2所示，数字“9”所对应的转角区间组为第9转角区间组，包括5个转角区间290°、300°、310°、320°、330°，其角度范围为50°，而其他转角区间组只包括2至4个转角区间，其角度范围为20°至40°。这样，每个字轮10能够尽早进入数字“9”所对应的转角区间组而最晚退出该转角区间组，即字轮10转过数字“9”所对应转角区间组所需要的时间要大于其转过其他数字所对应转角区间组所需要的时间。当高位字轮的转动相对于低位字轮存在滞后时，高位字轮能够较早从数字“2”对应的转角区间组进入到数字“3”对应的转角区间组，而低位字轮需要较长的时间才能从数字“9”对应转角区间组进入到数字“0”对应转角区间组，这就避免了产生错误读数“20”。另外，当高位字轮对应位数字发生变化时，转换器就会执行预设转换规则(2)，就能避免产生错误读数“39”。
当所有字轮10同时联动进位时，则所有字轮对应位数字都是从“9”变化为“0”，虽然转换器能够按照预设转换规则(1)和(2)来确保高位字轮和低位字轮同步变化；但由于器件的离散性，当多个低位字轮同时执行预设规则(1)和(2)时，容易因某一个字轮10的器件发生问题而造成该字轮对应位数字的变化无法与其他字轮对应位数字的变化同步，而造成错误读数。如图4b所示，当读数从“9999”变化为“0000”时，理想地，四个字轮10都是同时从第9转角区间组进入到第10转角区间组，转换器同时将所有字轮对应位数字转化为“0”；如果光电编码检测模块检测到的百位对应字轮的转动角度变化早于其他字轮的变化，则对应光电编码检测模块提前将百位对应字轮的转动角度输送给转换器，则转换器执行预设转换规则(2)来强制将所有低位字轮对应位数字转换为“0”，以保证输出正确数字；但由于千位对应字轮也需要进位，如果千位字轮对应的光电编码检测模块相对于百位字轮对应光电编码检测模块反应滞后，导致转换器先对百位字轮执行预设转换规则(2)，造成错误读数“9000”。为此，在本优选实施例中，优选设置转换器执行的预设转换规则还包括：(3)在所有字轮从数字“9”对应的转角区间组转动到数字“0”对应的转角区间组的过程中，所述转换器在将其中任一字轮的对应位数字转换为数字“0”的同时将其他所有字轮的对应位数字强制转换为数字“0”。在如上所述的例子中，当读数从“9999”变化为“0000”时，转换器先判断所有字轮的对应位数字是否都进入了数字“9”对应的第9转角区间组，如果是，则执行预设转换规则(3)；如果不是，则执行预设转换规则(2)。在执行预设转换规则(3)时，当转换器在先接收到百位对应字轮的转角区间组从第9转角区间组变化为第10转角区间组时，转换器将该字轮对应位数字转换为“0”，同时转换器将其他所有字轮对应位数字也强制转换为“0”，以确保各个字轮对应位数字同步变化，以获得正确读数。
在上述实施例中，为了尽可能减少器件的离散性，优选设置每组转角区间组包括跳变转角区间和稳态转角区间，在每组转角区间组中角度值最小的转角区间为跳变转角区间，其他的转角区间为稳态转角区间；当字轮转动角度进入所述跳变转角区间时，转换器执行所述预设转换规则。具体地，如第1转角区间组包括0°(0°≤a＜10°)、10°(10°≤a＜20°)、20°(20°≤a＜30°)、30°(30°≤a＜40°)四个转角区间，其中0°转角区间为该转角区间组的跳变转角区间，而10°、20°、30°这三个转角区间为该转角区间组的稳态转角区间。当字轮转动角度进入第1转角区间组的跳变转角区间时，即0°转角区间，转换器执行预设转换规则，将该字轮对应位数字转换为“1”，如先按照表1检索光电感应模块输入的转动角度属于哪一个转角区间，再按照表2检索该转角区间属于哪一个转角区间组，再确定该转角区间是否属于该转角区间组的跳变转角区间，如果是则将按照表2将数字“1”赋值给该字轮10对应的存储器，同时执行预设转换规则(1)、(2)和(3)，然后转换器将所有字轮10对应的存储器按照进位顺序组合为的读数输出；如果不是，说明该字轮转动角度从跳变转角区间进入稳态转角区间，转换器不再对该字轮10对应存储器进行赋值操作，同时不执行预设转换规则，此时存储器内的数字为上一次的赋值，转换器直接将所有字轮10对应存储器内存储的对应位数字组合成读数输出。
如图1a、1b、1c、1d所示，在本优选实施例中，优选字轮10端面设有圆环形的光控区域，光控区域由第一透光孔41、第一遮光区域42、第二透光孔43、第二遮光区域44、第三透光孔45和第三遮光区域46依次周向排列组合而成，即第一透光孔、第一遮光区域、第二透光孔、第二遮光区域、第三透光孔和第三遮光区域呈圆环形排列在字轮10端面。其中第一透光孔与第二遮光区域呈圆周对称分布在字轮10端面，第二透光孔与第三遮光区域呈圆周对称分布在字轮10端面，第三透光孔与第一遮光区域呈圆周对称分布在字轮10端面；并且第一透光孔、第二透光孔、第三透光孔所对应的圆心角分别为α＝50±1°、β＝110±1°、γ＝20±1°。这样第一遮光区域、第二遮光区域、第三遮光区域所对应的圆心角分别为γ’＝20±1°、α’＝50±1°、β’＝110±1°。当字轮10转动时，光控区域的三个透光孔和三个遮光区域就能改变光电编码检测模块20的编码，从而输出与字轮转动角度相对应的编码，以便转换器根据该编码直接转换为与字轮转动角度相对应的数字，供计量、读数使用。
如图1b、1c、1d所示，优选设置光电编码检测模块20包括电路板、六个发光体21和六个感光体22，其中六个发光体和六个感光体对称设置在字轮10两侧并且均与电路板点连接；六个发光体以30°的等角度间距分布在一个以字轮10中心为圆形的150°圆弧上，该150°圆弧的半径与字轮10的圆环形的光控区域的中心圆的半径相等，使得发光体能够与字轮10上的光控区域对应，六个感光体以字轮10为对称中性面相对于六个发光体中心对称设置在字轮10的另一侧。具体地，可在字轮10两侧设置两块电路板，两电路板电连接在一起。安装时，将六个发光体电连接设置在其中一块电路板上并以30°的等角度间距分布在一个以字轮10中心为圆形的150°圆弧上；而六个感光体电连接设置在另一块电路板上，并以30°的等角度间距分布在一个以字轮10中心为圆形的150°圆弧上。这样，当字轮10转动时，光控区域中的透光孔和遮光区域在发光体和感光体不断变化，使得感光体能够接收到对应发光体发出的光或者发光体发出的光被遮光区域遮挡而使得感光体不能接收到对应发光体发出的光。在本优选实施例中，发光体可以是发光二极管，对应的感光体可以是红外光敏二极管。
当字轮10转动到一定位置时，六对发光体和感光体之间的光路有部分被字轮10遮挡而另外的通过透光孔连通；即部分感光体能够透过透光孔接收到对应发光体发出的光，使得电路板上与该感光体对应的电路输出电平“0”；而另外的感光体被字轮10上光控区域的遮光区域遮挡，不能接收到对应发光体发出的光，使得电路板上与该感光体对应的电路输出电平“1”；这样电路板将六个感光体对应电路输出的电平按照预设编码规则组合编码，形成一组六位编码。当字轮10转动到不同位置时，电路板会输出与字轮转动角度相对应的六位编码。在本优选实施例中，字轮10每转动10°，电路板输出的编码就会发生改变；从而提高了光电编码检测模块20的检测精度，进而提高了整个测角读数装置的检测精度。
在字轮10起始位置不同或者六个感光体获得的编码的排列顺序不同时，电路板对应字轮转动角度而输出的六位编码也不同。优选设置电路板输出的六位编码按照表3的关系与字轮转动角度相互对应：
表3：编码与字轮转动角度的对应关系表
从表3，可以看出当字轮10每转动10°电路板输出一组不同的六位编码，当字轮10转动一圈，电路板可以输出36组不重复的编码，并且每次只有一位发生了变化，即为格雷码，这使得在状态变化的过程中由于光路由导通到不通或者由不导通到导通的边缘临界区域所导致的判断误差控制在合理的相邻区域，而不至于误判到其他区域。例如字轮10旋转角度从330°到340°的变化过程中，六位编码由100001变化为110001，此时仅仅是一个感光体的输出状态发生了变化，其它的都没有变化，电路板输出的六位编码只有次高位发生了变化。感光体感受到的光线在边缘处有一个临界区域，稍微抖动均会影响电路板的输出；如果字轮10旋转角度从330°到340°的变化过程中，六位编码由10000变化为110011，即有两位发生变化，则临界区域时电路板的输出就会有四种结果：100001、100011、110001、110011，造成混乱。因此在本优选实施例中，通过设置电路板输出的六位编码与字轮转动角度按照格雷码的方式一一对应，即字轮转动角度每变化10°，对应的六位编码中只有一位发生变化，从而避免了发生混乱。在上述实施例中，由于字轮每转动10°会输出一组不同的六位编码，相应的转角区间也会发生变化，这样光电编码检测模块通过向转换器输出编码来确定对应字轮处于哪个转角区间，以此来确定字轮的大致转动角度的值位于哪个区间。
在上述实施例中，多个字轮10进行联动进位时主要是通过机械结构来触发。如图2a、2b所示，优选在相邻两字轮10之间设置进位轮41，低位字轮的端面设有与进位轮相配合的低位进位齿42，高位字轮的端面设有与进位轮相配合的多个高位进位齿43。当低位字轮的转动角度从第9转角区间组进入到第10转角区间组时，低位字轮端面的定位进位齿拨动进位轮转动，进位轮通过高位进位齿带动高位字轮转动，实现联动进位。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (8)
1.一种圆盘光电编码测角读数装置，包括支架、设置在支架上并按照高低位顺序排列的多个字轮、设置在支架上用于检测对应字轮转动角度的光电编码检测模块，其特征在于，还包括将每个光电编码检测模块检测到的字轮转动角度按照预设转换规则转换为该字轮的对应位数字并将所有数字按照各字轮的进位顺序组合成读数的转换器；所述预设转换规则包括：
(1)将字轮的转动角度从0°至360°分为十组转角区间组，并按照从小到大的顺序分别与“0”、“1”、“2”、“3”、“4”、“5”、“6”、“7”、“8”、“9”十个数字一一对应，所述转换器在字轮转动角度改变转角区间组时将该字轮的对应位数字转换为与该转角区间组对应的数字；
(2)在高位字轮改变转角区间组的过程中，所述转换器在将该高位字轮的对应位数字转换为对应数字的同时将该高位字轮的所有低位字轮的对应位数字强制转换为数字“0”；
(3)所述数字“9”所对应转角区间组的角度范围大于其他九个数字所对应的转角区间组的角度范围；在所有字轮从数字“9”对应的转角区间组转动到数字“0”对应的转角区间组的过程中，所述转换器在将其中任一字轮的对应位数字转换为数字“0”的同时将其他所有字轮的对应位数字强制转换为数字“0”。
2.根据权利要求1所述的圆盘光电编码测角读数装置，其特征在于，将字轮的转动角度从0°至360°分为36个转角区间，每个转角区间包含下端值而不包含上端值，相邻两转角区间的增量均设置为10°；每组所述转角区间组包括至少两个连续的转角区间。
3.根据权利要求2所述的圆盘光电编码测角读数装置，其特征在于，所述每组转角区间组包括跳变转角区间和稳态转角区间，在每组转角区间组中角度值最小的转角区间为跳变转角区间，其他的转角区间为稳态转角区间；当字轮转动角度进入所述跳变转角区间时，转换器执行所述预设转换规则，当字轮转动角度进入所述稳态转角区间时，转换器停止执行所述预设转换规则。
4.根据权利要求2所述的圆盘光电编码测角读数装置，其特征在于，所述转换器按照下表对应关系将字轮转动角度转换为相对应的对应位数字：
。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的圆盘光电编码测角读数装置，其特征在于，所述字轮端面上设有圆环形光控区域，所述光控区域由第一透光孔、第一遮光区域、第二透光孔、第二遮光区域、第三透光孔和第三遮光区域依次周向排列组合而成；所述第一透光孔与第二遮光区域、第二透光孔与第三遮光区域、第三透光孔与第一遮光区域分别呈圆周对称分布；所述第一透光孔、第二透光孔、第三透光孔所对应的圆心角分别为α＝50±1°、β＝110±1°、γ＝20±1°；所述光电编码检测模块根据字轮光控区域所在的不同位置按照预设编码规则向所述转换器输出与字轮转动角度相对应的编码。
6.根据权利要求5所述圆盘光电编码测角读数装置，其特征在于，所述光电编码检测模块包括电路板、对称设置在所述字轮两侧且与所述电路板电连接的六个发光体和六个感光体，所述六个发光体以30°的等角度间隔分布于一个以字轮中心为圆心的150°圆弧上，所述六个感光体以字轮为对称中性面相对于六个发光体中心对称设置在所述字轮的另一侧；所述电路板按照预设编码规则输出与字轮转动角度相对应的六位编码。
7.根据权利要求6所述圆盘光电编码测角读数装置，其特征在于，所述电路板的预设编码规则为：每个感光体对应所述六位编码中的一位；所述感光体能够感应到对应发光体的发光时，则电路板设定编码的对应位为“0”；所述感光体不能感应到对应发光体的发光时，则电路板设定编码的对应位为“1”。
8.根据权利要求7所述圆盘光电编码测角读数装置，其特征在于，设置所述电路板输出的六位编码按照下表的关系与所述字轮转动角度一一对应：
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Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5543613A (en) * | 1993-07-11 | 1996-08-06 | Gwf Gas & Wassermesserfabrik Ag | Multi-digit fluid flow roller meter |
| EP0939380A1 (de) * | 1998-02-27 | 1999-09-01 | MR Engineering AG | Ausleseeinrichtung für ein Rollenzählwerk |
| CN101319918A (zh) * | 2008-07-22 | 2008-12-10 | 陈健 | 计量表计数器远传直读式编码器 |
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Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5543613A (en) * | 1993-07-11 | 1996-08-06 | Gwf Gas & Wassermesserfabrik Ag | Multi-digit fluid flow roller meter |
| EP0939380A1 (de) * | 1998-02-27 | 1999-09-01 | MR Engineering AG | Ausleseeinrichtung für ein Rollenzählwerk |
| CN101319918A (zh) * | 2008-07-22 | 2008-12-10 | 陈健 | 计量表计数器远传直读式编码器 |
| CN201463913U (zh) * | 2009-05-19 | 2010-05-12 | 深圳市兴源鼎新科技有限公司 | 配置光传感字轮的计量装置 |
| CN201858982U (zh) * | 2010-05-31 | 2011-06-08 | 贵州深科智能科技发展有限公司 | 高精度光电直读式智能计量表 |
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