CN206271016U - 一种字轮计数装置 - Google Patents

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邹航
饶宝娃
李祖光
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Abstract

本实用新型涉及一种字轮计数装置。现有装置编码数量少、精度差，易造成临界位置读数误差。本实用新型包括间隔设置的计数器字轮和光电传感器。计数器字轮的环形圆周均布“0”～“9”十个数字，侧面上开有与字轮圆同心、在同一圆周上的三个扇环形的透光孔槽，其圆心角分别为57°、30°、93°，三个透光孔槽之间的三个扇形不透光带与透光孔槽以计数器字轮中心对称；光电传感器中线路板两侧对应设置五个光发射管和五个光敏接收管，且以传感器轴孔为圆心的同一圆周上间隔33～39°分布，相邻两个光电传感器上相对的五个光发射管和五个光敏接收管构成五对光收发管。本实用新型解决了计数器在联动进位时存在的盲区问题，读数更为准确，可靠。

Description

一种字轮计数装置
技术领域
本实用新型属于计量仪器领域，具体涉及一种字轮计数装置。
背景技术
已有的用于计量仪器，仪表的计数器，存在较明显的缺陷之一：编码数量少，精度差，不能准确的区分计数器字轮联动进位时的临界进位位置，容易出现临界位置的盲点，造成临界位置读数误差。有时候为了获得更多的编码数量，或者通过增加光电传感器数量，或者设计更加复杂的计数器结构来实现，这样不仅增加了成本，也增加了加工制造的难度。同时由于增加了传感器数量，对于后期维护也增加了难度，产品的稳定性也会受到影响。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种字轮计数装置。
本实用新型包括计数器字轮和光电传感器，多个计数器字轮与多个光电传感器间隔设置。
所述的计数器字轮的环形圆周端面上以36°夹角，依次均匀分布“0”～“9”十个数字；计数器字轮侧面上开有与字轮圆同心、在同一圆周上的三个扇环形的透光孔槽，其圆心角分别为57°、30°、93°，三个透光孔槽之间的三个扇形不透光带与透光孔槽以计数器字轮中心对称，圆心角相等；计数器字轮的中心开有字轮轴孔。
所述的光电传感器包括线路板，线路板的两侧对应设置五个光发射管和五个光敏接收管，线路板上开有传感器轴孔；五个光敏接收管以传感器轴孔为圆心的同一圆周上间隔33°或39°分布，五个光发射管在线路板另一面与五个光敏接收管位置一一对应。
计数器字轮和光电传感器同轴间隔设置，相邻两个光电传感器上相对的五个光发射管和五个光敏接收管构成五对光收发管。
所述的计数器字轮旋转一周，五对光收发管产生数字编码电信号，对应计数器字轮上的“0”～“9”十个数字。
本实用新型可以实现插值重新编码，有效的提高了编码数量，远多于原有的编码数量。不仅可解决计数器在联动进位时存在的盲区问题，而且当光发射 管与光敏接收管安装有所偏差时，能保证依然可以找到对应的编码值，提高了编码精度，使计数器读数更为准确，可靠。
附图说明
图1为本实用新型中计数器字轮的结构示意图；
图2为光电传感器中五个光发射管布置示意图；
图3为光电传感器中五个光敏接收管布置示意图。
具体实施方式
一种字轮计数装置，包括计数器字轮1和光电传感器2，多个计数器字轮1与多个光电传感器2间隔设置。
如图1所示，计数器字轮1的环形圆周端面上以36°夹角，依次均匀分布“0”～“9”十个数字；计数器字轮1侧面上开有与字轮中心同心、在同一圆周上的三个扇环形的第一透光孔槽1-1、第二透光孔槽1-2、第三透光孔槽1-3；三个扇环形的第一透光孔槽1-1、第二透光孔槽1-2、第三透光孔槽1-3的圆心角α、β、γ分别为57°、30°、93°，三个透光孔槽之间的三个扇形不透光带与透光孔槽以计数器字轮中心对称，圆心角相等；计数器字轮1的中心开有字轮轴孔1-4。
如图2和3所示，光电传感器2包括线路板2-1、五个光发射管S1、S2、S3、S4、S5和五个光敏接收管R1、R2、R3、R4、R5，光发射管S1、S2、S3、S4、S5设置在线路板2-1的一个侧面，光敏接收管R1、R2、R3、R4、R5设置在线路板2-1的另一个侧面，线路板2-1上开有传感器轴孔2-2；五个光敏接收管R1、R2、R3、R4、R5在线路板2-1上沿以传感器轴孔2-2为圆心的同一圆周间隔36±3°分布，五个光发射管S1、S2、S3、S4、S5在线路板另一面与光光敏接收管R1、R2、R3、R4、R5位置相对。
计数器字轮1和光电传感器2同轴间隔设置，相邻两个光电传感器上相对的五个光发射管和五个光敏接收管构成五对光收发管，计数器字轮设置在相邻两个光电传感器之间，所有的透光孔槽、光发射管和光敏接收管位于同一圆柱的柱面。
计数器字轮1转动，光发射管发出光信号，当透光孔槽位置处于光发射管与光敏接收管的连线直线上，光信号穿过透光孔槽被光敏接收管接收，光敏接收管处于导通状态，否则光敏接收管处于截止状态。通过检测光敏接收管中三极管集电极光电流的电压分成四种状态，具体是：
当光敏接收管的投影完全位于透光孔槽投影内时，光敏接收管处于完全导 通状态，此时光敏接收管中三极管集电极光电流的电压为V；工作中，检测光敏接收管中三极管集电极光电流的电压为V0，并做如下设定：当0≤V0≤V/4时为截止状态，编码时用数字“3”表示；V/4＜V0≤V/2时为“1/3”导通状态，编码时用数字“2”表示；V/2＜V0≤3V/4时为“2/3”导通状态，编码时用数字“1”表示；当3V/4＜V0≤V时为全导通状态，编码时用数字“0”表示。
当光敏接收管的安装误差在-0.5°～+0.5°时，则当扇形不透光带落在这两个相邻的光敏接收管之间时，可以恰好不遮住任意一颗。当计数器字轮1转动时该区域不能同时遮挡两颗光电管，即连续的两组5位编码之间，每次只有一位值是变化的。结合计数器字轮1结构筛选出新的90组有效的编五位码，得到表1。
读数 -- -偏 -偏2/3 -偏1/3 中间值 +偏1/3 +偏2/3 +偏 ++
0 10030 00030 00020 00010 00000 00100 00200 00300 00301
1 00302 00303 00203 00103 00003 01003 02003 03003 03013
2 03023 03033 02033 01033 00033 10033 20033 30033 30133
3 30233 30333 20333 10333 00333 00332 00331 00330 01330
4 02330 03330 03331 03332 03333 03323 03313 03303 13303
5 23303 33303 33313 33323 33333 33233 33133 33033 33032
6 33031 33030 33130 33230 33330 32330 31330 30330 30320
7 30210 30300 31300 32300 33300 23300 13300 03300 03200
8 03100 03000 13000 23000 33000 33001 33002 33003 32003
9 31003 30003 30002 30001 30000 30010 30020 30030 20030
表1
当光敏接收管的安装误差小于等于+1.5°且大于+0.5°，或大于等于-1.5°且小于-0.5°时，扇形不透光带会同时遮挡到两个光发射管或光敏接收管，因此在字轮转动过程中可能对应着一个或两个编码状态的改变。同样使用上述在“0”和“1”之间插入1/3和2/3两个中间值的编码方式进行扩展，在读数为0位置时可以得到如下编码：00001、00002、00101、00102、00201、00202、01303、02303、01203、02203、01103、02103，以此类推获得新的编码。结合计数器字轮1结构筛选出新的120组有效的五位编码。得到表2。
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
00001 00013 00133 01333 13333 33332 33320 33200 32000 20000
00002 00023 00233 02333 23333 33331 33310 33100 31000 10000
00101 01013 10133 01332 13323 33232 32320 23200 32001 20010
00102 01023 10233 02332 23323 33231 32310 23100 31001 10010
00201 02013 20133 01331 13313 33132 31320 13200 32002 20020
00202 02023 20233 02331 23313 33131 01310 13100 31002 10020
01303 13033 30332 03320 33203 32030 20300 03001 30013 00130
02303 23033 30331 03321 33103 31030 10300 03002 30023 00230
01203 12033 20331 03312 33213 32130 21300 13001 30012 00120
02203 22033 20332 03311 33113 31130 11300 13002 30022 00220
01103 11033 10332 03322 33223 32230 22300 23001 30011 00110
02103 21033 10331 03312 33123 31230 12300 23002 30021 00210
表2
由此可见，经过插值重新编码，编码扩展到90+120共210组有效编码，包含了所有误差范围内的编码，有效的增加了编码数量，不仅可解决计数器在联动进位时存在的盲区问题，而且当光发射管或光敏接收管安装有所偏差时，能保证依然可以找到对应的编码值，提高了编码的可靠性。使计数器读数更加精确，可靠。

Claims (1)

1.一种字轮计数装置，包括计数器字轮和光电传感器，多个计数器字轮与多个光电传感器间隔设置；其特征在于：
所述的计数器字轮的环形圆周端面上以36°夹角，依次均匀分布“0”～“9”十个数字；计数器字轮侧面上开有与字轮圆同心、在同一圆周上的三个扇环形的透光孔槽，其圆心角分别为57°、30°、93°，三个透光孔槽之间的三个扇形不透光带与透光孔槽以计数器字轮中心对称，圆心角相等；计数器字轮的中心开有字轮轴孔；
所述的光电传感器包括线路板，线路板的两侧对应设置五个光发射管和五个光敏接收管，线路板上开有传感器轴孔；五个光敏接收管以传感器轴孔为圆心的同一圆周上间隔33°或39°分布，五个光发射管在线路板另一面与五个光敏接收管位置一一对应；
计数器字轮和光电传感器同轴间隔设置，相邻两个光电传感器上相对的五个光发射管和五个光敏接收管构成五对光收发管；
所述的计数器字轮旋转一周，五对光收发管产生数字编码电信号，对应计数器字轮上的“0”～“9”十个数字。
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