CN104089673A - 光电编码计数器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光电编码计数器，其包括若干编码组，对于每一编码组：所述编码组包括一圆形的数字盘、一发光面板以及一收光面板，所述数字盘设有四个透光孔，所述四个透光孔与所述第一中心点所成的线段按所述逆时针方向依次间隔36度、72度、108度、144度，发光面板包括四个发光元件，所述收光面板包括四个收光元件，发光元件发出的光能够通过透光孔供收光元件接收，四个发光元件与第二中心点所成的线段按所述逆时针方向依次间隔72度、144度、72度、72度。本发明的光电编码计数器仅利用四组光电元件就可以完成编码且可以省略聚光元件，结构简单，易于装配，光电编码计数器的生产效率较高，生产成本较低且故障率较小。

Description

光电编码计数器

技术领域

本发明涉及一种光电编码计数器。

背景技术

目前使用的大部分家用水表和燃气表上装有光电编码计数器，用于采集计量数据。光电编码计数器主要由若干组数字盘和光电模块以及数据处理单元组成。数字盘端面按一定规则开孔，使数字盘在转动时能让光电模块上的不同位置的光敏二极管轮换受到光源照射，从而可以在不同的电平信号读取端读取到不同的电平值，以此进行编码。

现有的光电编码计数器其每个光电模块上有五组光电元件，每组光电元件由一个光敏二极管和一个发光二极管组成，并且由于数字盘端面开口为连续的，为防止光束扩散还需在数字盘和光电模块中间加装一个开有五个小孔的元件，安装时每个小孔的位置与光敏二极管位置重叠。这类光电编码计数器装配复杂，制作成本及故障率相对较高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中光电编码计数器装配复杂，制作成本及故障率相对较高的缺陷，提供一种生产成本较低、故障率较低且计数精准的光电编码计数器。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：一种光电编码计数器，其特点在于，其包括若干编码组，对于每一编码组：

所述编码组包括一圆形的数字盘、一发光面板以及一收光面板，

所述数字盘设有四个透光孔，每一透光孔到所述数字盘的第一中心点的距离均为预设长度，所述四个透光孔与所述第一中心点所成的线段按所述逆时针方向依次间隔的角度为36度、72度、108度、144度，

所述发光面板和所述收光面板分别设于所述数字盘的两侧，所述发光面板包括四个发光元件，所述收光面板包括四个与发光元件一一对应的收光元件，所述发光面板包括一第二中心点，每个发光元件与所述第二中心点的距离为所述预设长度，所述发光元件发出的光能够通过所述透光孔供所述收光元件接收，所述四个发光元件与所述第二中心点所成的线段按所述逆时针方向依次间隔的角度为72度、144度、72度、72度。

现有技术中数字盘和光电模块中间需要安装一个聚光元件，数字盘上的孔都是扇形孔，即使添加聚光元件也会出现计数不准确的情况，而且添加聚光元件以后，由于部件增多，在装配时更容易出现误差，导致产品合格率下降。

本发明利用尺寸较小的透光孔聚光，省略了聚光元件。本发明仅采用四个发光元件就可以完成编码，进一步省略了收光元件和发光元件等部件。使光电编码计数器结构更加精简。而通常情况下光电编码计数器需要利用5个以上的发光元件实现编码，利用4个发光元件需要按照本发明的排布方式才能实现。

所述逆时针方向为的是清楚地描述透光孔和发光元件的位置关系，当视角为数字盘的一面时，透光孔和发光元件沿逆时针方向依次设置，而对于同一个数字盘，当视角为数字盘的另一面时，透光孔和发光元件沿顺时针方向依次设置，也就是说当一面沿逆时针设置时另一面则可看作是沿顺时针设置，但并未改变透光孔和发光元件的位置关系。所述数字盘与所述发光面板在相同的视角下(即同一侧方向)按照相同的逆时针方向设置透光孔和发光元件。

通过数字盘和光电元件的设置并配合现有的编码手段既可以实现编码计数的功能。其中，数字盘上的透光孔尺寸与收光元件的尺寸相匹配，例如，收光元件采用光敏二极管时，所述透光孔的尺寸与光敏二极管相适应，以达到较好的透光效果。光电编码计数器的计数轮轴的中心线通过第一中心点和第二中心点。数字盘的第一中心点即是圆形数字盘的圆心。

较佳地，所述发光元件为发光二极管，所述收光元件为光敏二极管，所述光电编码计数器包括若干与编码组匹配的工作电路，对于每一工作电路：

所述工作电路包括一三极管、一控制信号接收端、四个信号读取端以及一光电电路；

所述光电电路包括一由四个所述发光二极管相互并联组成的发光二极管组、一由四个所述光敏二极管并联组成的光敏二极管组；所述三极管的集电极连接所述发光二极管组的正极和所述光敏二极管组的负极，所述发光二极管组和所述光敏二极管组并联，所述发光二极管组的负极直接接地，每一光敏二极管的正极通过电阻接地，所述控制信号接收端连接所述三极管的发射极和基极以传输用于控制所述三极管的控制电平，每个信号读取端用于读取对应的光敏二极管与电阻连接处的电平信号并将所述电平信号传输至一处理芯片，

其中，发光二极管组的正极为连接全部发光二极管正极的一端，光敏二极管组的正极为连接全部光敏二极管正极的一端。

所述光电电路可以更好地配合一个编码组仅包括四个透光孔、四个所述光敏二极管、四个发光二极管的光电编码计数器，使光电编码计数器在保证精准计数的同时，结构相对简单。所述处理芯片可以为光电编码计数器的单片机芯片。

较佳地，所述光电编码计数器包括若光电面板，每一光电面板的：一面为一个编码组的发光面板，另一面为另一编码组的收光面板。

利用所述光电面板可以进一步精简光电编码计数器的内部结构，使光电编码计数器生产成本降低。

较佳地所述控制信号接收端分别通过两个电阻连接所述三极管的发射极和基极。

较佳地，所述数字盘的转动方向为顺时针方向。

较佳地，所述光电编码计数器包括5个编码组，每一编码组的控制信号接收端和全部信号读取端连接所述处理芯片。

5个编码组共用一个处理芯片。5个编码组可以满足常规计量需求。

在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。

本发明的积极进步效果在于：本发明的光电编码计数器仅利用四个发光元件就可以完成编码且可以省略聚光元件，结构简单，易于装配，光电编码计数器的生产效率较高，生产成本较低且故障率较小。而且，本发明的光电编码计数器计数精准。

附图说明

图1为本发明实施例的数字盘的结构示意图。

图2为本发明实施例的光电面板的结构示意图。

图3为本发明实施例的光电编码计数器的结构示意图。

图4为本发明实施例的工作电路的结构示意图。

具体实施方式

下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。

实施例

参见图1-4，本实施例提供一种光电编码计数器，其包括5个编码组、5个与编码组匹配的工作电路。

对于每一编码组：

所述编码组包括一圆形的数字盘11、一发光面板12以及一收光面板。

所述数字盘11设有四个透光孔13，每一透光孔13到所述数字盘11的第一中心点的距离均为长度R，四个所述透光孔13与所述第一中心点所成的线段按所述逆时针方向依次间隔的角度为36度、72度、108度、144度。

所述发光面板12和所述收光面板分别设于所述数字盘的两侧，所述发光面板12包括四个发光二极管，所述收光面板包括四个与发光二极管241一一对应且用于接收发光二极管发出的光的光敏二极管。

发光二极管和光敏二极管分别是发光元件和收光元件的优选。

所述发光面板包括一第二中心点，所述第二中心点与所述第一中心点所成直线垂直于所述数字盘，每个发光二极管与所述第二中心点的距离为长度R，所述发光二极管发出的光能够通过所述透光孔供所述光敏二极管接收，四个所述发光二极管与所述第二中心点所成的线段按所述逆时针方向依次间隔的角度为72度、144度、72度、72度。

其中，所述数字盘的转动方向为顺时针方向。光电编码计数器包括四个光电面板3以及两个边缘面板4。5个数字盘和4个光电面板3间隔设置，数字盘和光电面板3整体的两端均为数字盘。两端的数字盘外设有所述边缘面板，每一光电面板的：一面为一个编码组的发光面板，另一面为另一编码组的收光面板。一个边缘面板4面向所述数字盘的一面为收光面板，另一个边缘面板面向所述数字盘的一面为发光面板。

对于每一工作电路：

所述工作电路包括一三极管21、一控制信号接收端22、四个信号读取端23以及一光电电路。

所述光电电路包括一由四个所述发光二极管241相互并联组成的发光二极管组24、一由四个所述光敏二极管251并联组成的光敏二极管组25；所述三极管21的集电极连接所述发光二极管组24的正极242和所述光敏二极管组25的负极252，所述发光二极管组24和所述光敏二极管组25并联，所述发光二极管组的负极243和所述光敏二极管组的正极253均接地。

每一光敏二极管251的正极通过电阻接地，每一信号读取端23连接对应的光敏二极管与电阻之间，并用于读取对应的光敏二极管与电阻连接处的电平信号并将所述电平信号传输至单片机，所述控制信号接收端22分别通过两个电阻连接所述三极管的发射极和基极。其中，单片机是所述处理芯片的优选。

每一光敏二极管的正极通过电阻接地，所述控制信号接收端22连接所述三极管的发射极和基极，每个信号读取端用于读取对应的光敏二极管与电阻连接处的电平信号并将所述电平信号传输至所述单片机，

所述光电编码计数器包括5个编码组，每一编码组的控制信号接收端和全部信号读取端连接所述单片机。

其中，发光二极管组的正极为连接全部发光二极管241正极的一端，光敏二极管组的正极为连接全部光敏二极管正极的一端。

本实施例的光电编码计数器的工作过程为：

对于一个编码组和与所述编码组匹配的工作电路，数字盘上对应有10个数字，数字0、1、3、6对应的位置设有所述透光孔。所述数字盘沿逆时针方向旋转，控制信号接收端接收单片机发送的控制电平。

当控制电平为低电平时，三极管处于工作放大区，发光二极管流过电流后发光。光线通过透光孔后被光敏二极管接收，受到光照的光敏二极管导通，信号读取端读取到高电平，未受到光源照射的光敏二极管未导通，信号读取端读取到低电平。

当控制电平为高电平时，三极管截止，无电流流过发光二极管和光敏二极管。信号读取端读取到低电平。

信号读取端读取到的电平值输入到所述单片机，单片机按照程序进行相应的处理，把数字盘的显示数字以电信号的方式输出。

本实施例的光电编码计数器的编码表可以为：

表1

利用上述编码表可以实现单片机识别数字盘的数字，例如，当单片机读取数值为C时，表示数字盘显示数字为4。

本实施例利用尺寸较小的透光孔聚光，省略了聚光元件。本实施例仅采用四个发光元件就可以完成编码，进一步省略了收光元件和发光元件等部件。使光电编码计数器结构更加精简。而通常情况下光电编码计数器需要利用5个发光元件实现编码，利用4个发光元件需要按照本实施例的排布方式才能实现。

本实施例的光电编码计数器仅利用4个发光元件就可以完成编码且可以省略聚光元件，结构简单，易于装配，光电编码计数器的生产效率较高，生产成本较低且故障率较小。而且，本实施例的光电编码计数器计数精准。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种光电编码计数器，其特征在于，其包括若干编码组，对于每一编码组：

所述编码组包括一圆形的数字盘、一发光面板以及一收光面板，

所述数字盘设有四个透光孔，每一透光孔到所述数字盘的第一中心点的距离均为预设长度，所述四个透光孔与所述第一中心点所成的线段按逆时针方向依次间隔的角度为36度、72度、108度、144度，

所述发光面板和所述收光面板分别设于所述数字盘的两侧，所述发光面板包括四个发光元件，所述收光面板包括四个与发光元件一一对应的收光元件，所述发光面板包括一第二中心点，每个发光元件与所述第二中心点的距离为所述预设长度，所述发光元件发出的光能够通过所述透光孔供所述收光元件接收，所述四个发光元件与所述第二中心点所成的线段按所述逆时针方向依次间隔的角度为72度、144度、72度、72度。

2.如权利要求1所述的光电编码计数器，其特征在于，所述发光元件为发光二极管，所述收光元件为光敏二极管，所述光电编码计数器包括若干与编码组匹配的工作电路，对于每一工作电路：

所述工作电路包括一三极管、一控制信号接收端、四个信号读取端以及一光电电路；

所述光电电路包括一由四个所述发光二极管相互并联组成的发光二极管组、一由四个所述光敏二极管并联组成的光敏二极管组；所述三极管的集电极连接所述发光二极管组的正极和所述光敏二极管组的负极，所述发光二极管组和所述光敏二极管组并联，所述发光二极管组的负极直接接地，每一光敏二极管的正极通过电阻接地，所述控制信号接收端连接所述三极管的发射极和基极以传输用于控制所述三极管的控制电平，每个信号读取端用于读取对应的光敏二极管与电阻连接处的电平信号并将所述电平信号传输至一处理芯片，

其中，发光二极管组的正极为连接全部发光二极管正极的一端，光敏二极管组的正极为连接全部光敏二极管正极的一端。

3.如权利要求1所述的光电编码计数器，其特征在于，所述光电编码计数器包括若光电面板，每一光电面板的：一面为一个编码组的发光面板，另一面为另一编码组的收光面板。

4.如权利要求2所述的光电编码计数器，其特征在于，所述控制信号接收端分别通过两个电阻连接所述三极管的发射极和基极。

5.如权利要求2所述的光电编码计数器，其特征在于，所述数字盘的转动方向为顺时针方向。

6.如权利要求2所述的光电编码计数器，其特征在于，所述光电编码计数器包括5个编码组，每一编码组的控制信号接收端和全部信号读取端连接所述处理芯片。