CN201237797Y - 用于计量仪表的计数器编码字轮 - Google Patents

Abstract

一种用于计量仪表的计数器编码字轮，适用需要将计数器的目视读数转化为二进制编码输出的计量仪器、仪表。如图，在字轮上的同心圆圆周上感应区域对应圆心角α1，α2，α3，非感应区域对应圆心角β1，β2，β3。θ为传感器有效工作区间对应圆心角。角度关系满足：0°≤θ＜18°，α1+β1+α2+θ＝180°，β1+α2＝β3+α3＝90°或126°，18°－θ≤(2N－1)×18°－θ＜α3＜2N×18°－θ≤β3+α3－18°－θ，(2N－1)×18°+θ＜β1＜2N×18°+θ，N为符合前面条件的整数。每个字轮对应5个传感器。特点是二进制编码稳定，字轮读数精度高，无读取盲区，制造工艺简单。

Description

用于计量仪表的计数器编码字轮

技术领域：

本实用新型涉及计数器字轮的数字化编码方法，适用于各种需要将字轮型计数器读数转化为二进制编码信号输出的计量仪器、仪表和设备，尤其是直读译码型水表、电表、气表。

背景技术：

已有的用于计量仪器、仪表的计数器字轮编码方法存在明显的不足：在计数器字轮联动进位时存在盲区，造成读数不准；或者编码稳定性差，受加工工艺影响比较大，造成生产成本增加或因工艺复杂不适合大规模制造。

发明内容：

本发明的目的是提供一种用于计量仪器、仪表的计数器编码字轮，将计数器的字轮位置量通过模数转换为二进制编码，再由二进制编码判断出读数，所得读数符合四舍五入的规律，在任意位置都不存在读取盲区，同时字轮加工制造简单。

为实现上述目的，本实用新型采用5个传感器依次间隔36°分布在与字轮同心的同心圆的180°一侧，在字轮上与字轮同心的圆周上设置6个判断区域，按其对感应器状态的影响分为感应区域和非感应区域。把感应器在通常情况下的状态看作常态(如光敏电阻在无光照射时的阻值)，则感应区域是能使传感器常态发生改变的介质的集合，非感应区域是能使感应器状态保持或恢复常态的介质的集合。如图1所示：3段感应区域对应的圆心角分别为α1，α2，α3；3段非感应区域对应的圆心角分别为β1，β2，β3。考虑到传感器的感应面有一定的宽度，增加一个修正量θ，如图2所示：根据传感器的物理特性和模数转换的阀值确定感应面上两个产生状态变化的临界点1、2，在临界点1、2之间的区域为传感器有效工作区间，θ为临界点1、2与字轮圆心连线的夹角。当传感器有效工作区间与感应区域相交时传感器的状态由常态发生改变。图1中各角度关系满足：

1.0°≤θ<18°。

2.α1+β1+α2+θ＝180°。

3.β1+α2＝β3+α3＝90°或126°。

4.18°—θ≤(2N—1)×18°—θ<α3<2N×18°—θ≤β3+α3—18°—θ。

5.(2N—1)×18°+θ<β1<2N×18°+θ。

6.N为整数。当β1+α2＝90°时1≤N≤2；当β1+α2＝126°时1≤N≤3。

如此，在字轮转动一周的过程中会产生30个无重复的5位二进制编码。其中10个单独对应字轮上18度的区域，其余的20个编码2个一组对应字轮上18度的区域。根据字轮上的数字位置，传感器的安装位置，选择合适的感应区域在字轮上的位置，便能从编码上区分字轮读数以0.5增加。

本实用新型的优点是：读数精度高，没有字轮进位问题；生成的二进制编码稳定，不受制造工艺的影响；制造简单，能有效控制成本，特别适合对现有产品的升级改造。

附图说明：

图1：本实用新型实施例之一字轮结构示意图。

图2：本实用新型传感器有效工作区间示意图。

具体实施方式：

字轮侧面上有一个与字轮同心的圆形凸台，凸台采用非反光物质制造且随字轮一同转动，在凸台的外圆表面上镀上三段高反光物质。传感器采用5个光电耦合器，工作面对着凸台外圆面依次间隔36°固定在圆弧形托架上，从字轮侧面看弧形托架的弧面的圆心与字轮的圆心重合。光电耦合器的有效工作区间对应的圆弧夹角为5°，光电耦合器常态为“0”，当光电耦合器检测到一定的光强度后输出信号“1”。如此，字轮凸台外圆面上反光区域即为感应区域，其余区域为非感应区域。反光区域对应图1中的感应区域，确定各角度：θ＝5°，α1+β1+α2+θ＝180°，β1+α2＝β3+α3＝90°，α3＝18°，β1＝28°。因为加工中存在误差，以上各角度都允许有一定误差，为了不影响读数的精度，建议误差控制在±0.5°。根据托架安装的位置确定字轮上反光区域与数字标识的相对位置，使所得读数符合四舍五入的规律。

除上述实施例外，本实用新型还可以有其他实施方式，凡采用等同替换或等效变化形成的技术方案，均落在本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (1)

1.一种用于计量仪器、仪表计数器上的字轮，包括轮体，轮体的环形圆周面上间隔36°依次标识有“0”～“9”十个数字，其特征在于：所述轮体上与字轮中心同心的圆周上依次连续分布感应区域(1)、非感应区域(2)、感应区域(3)、非感应区域(4)、感应区域(5)、非感应区域(6)，对应的圆心角分别是α1、β1、α2、β2、α3、β3，传感器的有效工作区间对应的圆心角θ，上述角度具有下列数学关系和条件：

α1+β1+α2+β2+α3+β3＝360°，

0°≤θ<18°，

α1+β1+α2+θ＝180°，

β1+α2＝β3+α3＝90°或126°，

(2N—1)×18°—θ<α3<2N×18°—θ，

(2N—1)×18°+θ<β1<2N×18°+θ，

N为整数，且当β1+α2＝90°时1≤N≤2；当β1+α2＝126°时1≤N≤3，

确定α3，β1的取值范围后，α3，β1可为其取值范围内的任意值。

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