CN201716038U - 能直接读取计量仪表字码读数装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种对字码的直接读取装置，尤其是能自动直接读取显示式计量仪表字码的读取装置，属电子产品、计量仪表和测量技术领域。其特征是由传感器、放大电路、单片机、显示和单片机接口电路组成。在计量仪表字码上方安装传感器，当需要直接读取字码式，单片机控制发光二极管点亮以提供光照，放大比较电路对传感器输出的信号进行放大形成电压信号，电压信号经单片机进行数据采集形成数据，再经单片机内置的程序进行运算，识别出字码对应的数字，达到直接读取的目的。该装置具有技术可靠、结构简单、耗电量小、可靠性高、易于推广使用等优点，尤其适合于对工业用水计量、农业灌溉计量等野外计量所采用的大口经水表的自动远传、自动计量等的技术改造。

Description

能直接读取计量仪表字码读数装置

技术领域

本实用新型涉及一种字码读取装置，尤其是能够通过直接读取字码显示式计量仪表的字码的读取装置，以实现自动读数的装置，属电子产品、计量仪表和测量技术领域。

背景技术

计量仪表尤其是靠人工读取机械字码方式的常规计量仪表被广泛应用于国民经济的各个领域。对于用于计费的常规仪表，如与民生息息相关的水表、电表、燃气表，工业、农业计量管理和收费用的大口径水表、电度表等，能够摆脱人工抄表进行自动读数、实现数据远传，进而实现自动实时采集计量数据、进行收费管理，无疑是一件被社会有关行业和部门所广泛期待的事情。

目前市场上的该类产品主要有三大类，一类是对常规计量仪表的字码轮进行改造，如在字码盘的最低有效位上加装光电或磁感应装置，实现对最低有效位转数的计量从而达到累进式计量的目的；第二类是通过摄像头直接采集字码图像，进行图像分析，识别字码，实现直接读取式计量的目的；第三类为在字码轮上印制条形码，通过读取条形码来识别字码位置，实现直接读取式计量的目的。上述这三类产品，第一类市场上较为常见，其不足为在计量过程中读数装置必须准确工作，否则会漏计数据，导致计量误差。受供电保证、传感器器件以及使用环境等多方面因素的影响，这类装置使用中普遍存在漏计数据、可靠性较差、计量误差较大等不足，致使推广使用受到限制；第二、三类产品技术复杂、成本高，识别的准确率不高，不利于推广普及。

发明内容

本实用新型的目的在于通过对计量仪表的各个有效位(如个位、十位、百位、千位……)的0-9字码的中心位置分别涂染直径大约为10mm的如白、红、黄、兰、橙、棕、绿、紫、粉、黑……等不同颜色，字码读取装置采用硅色敏传感器来通过分辩颜色的方式识别本位的数字是0-9的哪一个，达到直接读取本位字码的目的。

本实用新型的目的是通过下列结构完成的：能直接读取计量仪表字码读数装置，其特征是字码识别电路由电源模块(T1)、硅色敏传感器(T2)、运算放大电路(IC1)、运算放大电路(IC2)、运算放大电路(IC3)、单片机(U1)相互连接构成，计量仪表的各个有效位的0-9字码的中心位置分别涂染不同颜色，在计量仪表字码上方安装色敏传感器(T2)，单片机(U1)控制发光二极管(VD1)点亮以提供光照，放大比较电路(IC1、IC2、IC3)对硅色敏传感器(T2)输出的信号进行放大处理形成电压信号，电压信号经单片机(U1)进行数据采集形成数据，再经单片机(U1)内置的程序进行运算，识别出电压值对应的颜色，从而识别出字码对应的数字，直接读取字码。

硅色敏传感器(T2)与运算放大电路(IC1、IC2、IC3)相连，通过对应颜色产生不同电压信号来识别本字码位的数字是0-9的哪一个，达到直接读取本位字码。

采用直接读取方式，无需一直工作，在需要读数时(如接收到遥测信号等)装置才工作，读取数据并采取显示、存储或发送等方式完成本次读取，无论何时读取均能够与计量仪表本身的字码相符，不存在误差。

本实用新型在装置外壳中，电源模块T1、双PN结色敏传感T2、运算放大器(IC1、IC2和IC3)、单片机U1等顺序连接，构成字码识别电路。该读数装置能自动直接读取并识别字码。

工作原理是：需要读数时(如通过遥测信号)，双PN结色敏传感T2的两个信号输出端PD1和PD2分别连接在两只运算放大器IC1、IC2的反相输入端，连接在IC1、IC2的反相输入端与输出端之间的D1和D2两只二极管用作对数变换元件，IC3为一差动放大器，用于实现对两个输入电压(即IC1、IC2的输出电压)的减法运算。运算放大器IC3的输出端的输出电压Vo(λ)既成为电压(V)-光波长/颜色(λ)的函数，该电压信号被单片机U1通过程序驱动所采集和运算，识别出颜色，并进行存储、发送等，实现对字码的识别和读取。

本实用新型负载自感应式节能插座的主要优点是：①、采用在字码式计量仪表的字码涂染不同颜色，采用硅色敏传感器来分辩颜色的方式识别数字的方式直接读取计量仪表的字码的各有效位，克复了采用累进式计数实现计量方式普遍存在的漏计数据、可靠性较差、计量误差较大等不足；②、采用直接读取方式，无需一直工作，在需要读数时(如接收到遥测信号等)装置才工作，读取数据并采取显示、存储或发送等方式完成本次读取，无论何时读取均与计量仪表本身的字码相符，不存在误差，不会出现计费计量各方因利益问题导致的不能共同认可现象；③、与其它直接读取装置(如图像采集识别方式)相比，具有技术可靠、装置结构简单、耗电量小、可靠性高、易于推广使用等优点，尤其适合于对工业用水计量、农业灌溉计量等野外计量所采用的大口经水表的改造。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1为本实用新型字码读取装置的原理方框图。

图2为本实用新型字码读取装置的颜色识别电路原理图。

具体实施方式

如图1所示原理方框图，装置由传感器、放大电路、单片机和显示单元电路组成。双PN结色敏传感器T2的两个信号输出端PD1和PD2分别连接在两只运算放大器IC1、IC2的反相输入端，连接在IC1、IC2的反相输入端与输出端之间的D1和D2两只二极管用作对数变换元件，IC3为一差动放大器，用于实现对两个输入电压(即IC1、IC2的输出电压)的运算。运算放大器IC3的输出端的输出电压V(λ)既成为电压值(V)——光波波长/颜色(λ)的函数，该电压信号被单片机U1通过程序驱动所采集和运算，识别出波长及对应颜色，并送往显示单元显示或供遥测装置进行存储、发送等，实现对字码的自动识别和读取。

如图2所示电路原理图，色敏传感器中的两个光敏部分PD1和PD2连接在两只运算放大器IC1、IC2的反相输入端。运算放大器IC3为一差动放大器，用于实现对两个输入电压(即运算放大器IC1、运算放大器IC2的输出电压)的减法运算。运算放大器IC3的输出信号包含了电压-颜色对应关系。

上述用做电源模块T1的选用L7805，用做色敏传感器选用武汉大学生产的CS-1色敏传感器，用做运算放大器IC1、IC2和IC3的选用双运算放大器LM358；用做单片机U1选用STC12C5410AD(8051兼容)单片机，R1、R2、R3、R4选用5KΩ电阻。

Claims (2)

1.一种能直接读取计量仪表字码读数装置，其特征是字码识别电路由电源模块(T1)、硅色敏传感器(T2)、运算放大电路(IC1)、运算放大电路(IC2)、运算放大电路(IC3)、单片机(U1)相互连接构成，计量仪表的各个有效位的0-9字码的中心位置分别涂染不同颜色，在计量仪表字码上方安装色敏传感器(T2)，单片机(U1)控制发光二极管(VD1)点亮以提供光照，放大比较电路(IC1、IC2、IC3)对硅色敏传感器(T2)输出的信号进行放大处理形成电压信号，电压信号经单片机(U1)进行数据采集形成数据，再经单片机(U1)内置的程序进行运算，读取字码。

2.根据权利要求1所述的能直接读取计量仪表字码读数装置，其特征是硅色敏传感器(T2)与运算放大电路(IC1、IC2、IC3)相连，读取字码。 

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