CN2551974Y - 光电式直接读取机械计数器数字的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及机械计数器数字直接读取装置，适用于具有机械计数器记录积算数据的仪器仪表。本实用新型包括计数器字轮、4位二进制编码片、传感器板、数字信号处理电路板，其特征在于固定在字轮上的编码片与置于传感器板上的4只反射型红外对管相对应，将字轮所指数字的物理位置变换成二进制编码信号，数字信号处理电路板对4位二进制编码信号进行译码和转换处理，数字信号处理电路板上有单片微处理器，可实现计数器字轮读数值直接转换成电子数字信号并通过RS485或I²C总线通信方式传输。本实用新型与现有技术相比具有结构简单，实现容易，平时可以不供电，只在需要读数时，才需供电等优点。

Description

光电式直接读取机械计数器数字的装置

技术领域

本实用新型涉及机械计数器数字直接读取装置，适用于具有机械计数器记录积算数据的仪器仪表。

背景技术

现有的一次仪表(水、电、气等计量表)的脉冲信号采集和传输长期困扰着自动抄表技术的发展，目前具有脉冲信号远传功能的水、电、气表大都采用在计量表内部加装传感器(如干簧管、霍尔器件、光电器件等)的方式，将机械转动变换成电脉冲信号并输出至远端设备，自动抄表系统的计量依据是脉冲，根据实时累计的脉冲个数换算成计量表的积算值，因此自动抄表设备必须连续不断的接收脉冲信号，自动抄表系统必须长期稳定的工作，并且要求电源不能间断。另外，自动抄表设备无法判断和纠正计量表错发及丢失的脉冲信号，也不能识别计量表的正、反转和传输过程中的干扰信号，因此，采用这种脉冲计量方案，很难保证自动抄表系统的抄表数据和现场计量表的读数完全保持一致。

本实用新型的设计目的：主要针对水、电、气表及其它计量表自动抄表系统存在的抄表数据与计量表读数误差问题，提供一种能直接读取机械计数器数字的装置，通过识别计数器字轮1的物理位置，将字轮1指向的数字值转换成对应的电子数字信号，解决脉冲计量方式抄表系统存在的不足，真正实现读数无误差，所见即所得。

技术方案

本实用新型的目的是通过如下技术方案来实现的：本实用新型包括计数器字轮1、4位二进制编码(8421码)片2、传感器板4、数字信号处理电路板6，其特征在于编码片2上的4位二进制编码标志条3对应置于传感器板4上的4只反射型红外对管5，字轮1转动在不同的角度，传感器板4输出与字轮1指向数字相对应的4位二进制编码信号，数字信号处理电路板6对4位二进制编码信号进行译码和转换处理，数字信号处理电路板6上有单片微处理器，可实现计数器字轮1读数值直接转换成电子数字信号并通过RS485或I²C总线通信方式传输。

本实用新型在编码片2上印有4条同心黑白相间的二进制编码圆弧标志条3，编码片2固定在字轮1上，编码片2与字轮1同步转动，传感器板4上有4只反射型红外对管5，4只红外对管5分别对应编码片2上的4条标志条3，字轮1在不同的角度，传感器板4输出与字轮1读数相对应的4位二进制编码信号，通过数字信号处理电路板6进行译码和转换处理，并以RS485或I²C总线通信方式传输至上一级设备或装置，在上一级设备或装置上显示机械计数器上的具体读数。

本实用新型的一位计数器字轮1需要一个编码片2、一块传感器板4，一个多位机械计数器共用一块数字信号处理电路板6。

本实用新型解决了脉冲计量方式的水、电、气表及其它计量表自动抄表系统存在的抄表数据与计量表读数误差问题。

附图(表)说明

图1是本实用新型的部件结构示意图。

图2是本实用新型的二进制编码片结构示意图。

图3是本实用新型的二进制编码条展开图。

图4是本实用新型的传感器板输出与字轮对应信号的展开图。

图5是本实用新型的数字信号处理电路板固定在机械计数器上的结构图。

图6是本实用新型的数字信号处理电路板原理框图。

表1是本实用新型的特殊编码表。

具体实施例

下面结合附图说明对本实用新型作进一步详细的描述：如图1所示，本实用新型是由计数器字轮1、4位二进制编码片2、光电传感器板4和数字信号处理电路板6组成。固定在计数器字轮1上的编码片2与计数器字轮1同步转动，编码片2表面印有4条黑白相间的特殊二进制编码(8421码)标志条3，见图2所示。传感器板4上有4只反射型红外对管(光电收发管)5，分别对应编码片2上的4条标志条3，字轮1转动在不同的角度，传感器板4输出与字轮1指向数字相对应的4位二进制编码信号，数字信号处理电路板6对4位二进制编码信号进行译码和转换处理。

本实用新型的工作原理：一位二进制数可以表示二种状态，即“0”和“1”，如果用4位二进制数，则可表示16(2⁴＝16)种状态。光电传感器5为反射型红外对管，发光管发出的红外光线投射到编码片2上时，若反射点在黑色标志带上，由于黑色吸收光，红外光不能反射到接收管上，则接收管截止，输出为高电平“1”；当反射点在白色区域时，则接收管饱和，输出为低电平“0”。字轮1上有10个数字的物理位置，因此，在光电传感器板4上需要4只红外对管5方可识别字轮1上10个数字的物理位置，4只红外对管5并排安装在传感器板4上，见图1所示。当字轮1转动时，编码片2与字轮1同步转动，4只红外对管5有不同的工作状态(饱和或截止)，传感器板4输出与字轮1指向数字相对应的4位二进制信号，见图4所示。

本实用新型设计了特殊的4位二进制编码，10个4位二进制编码对应计数器字轮“0-9”10个数字，见表1的特殊编码表。本编码很好的解决了计数器字轮1在两个数字交界处出现错误识别的问题，从图4中可以看到，字轮1在两个数字交界处的移动，只存在1只红外对管5与1位二进制编码条3的接近或离开，因此只会产生这两个数字中的其中一个数的二进制编码，而不会产生三个或三个以上数的二进制编码，所以，采用这种特殊的4位二进制编码，在字轮1转动到二个数字交界处就不会出现误码，这也是本实用新型的独特之处。

本实用新型每位计数器字轮1需要一个读数识别装置，一个多位机械计数器共用一块数字信号处理电路板6。编码片2固定在计数器字轮1上，传感器板4固定在数字信号处理电路板6上，数字信号处理电路板6固定在机械计数器支架上。见图5所示。

本实用新型的数字信号处理板6是一个单片机系统，由单片机、开关量信号输入电路、片选电路、通信接口电路等组成，见图6所示，主要将传感器板4扫描编码片2产生的4位二进制信号进行译码和转换处理，实现计数器字轮1读数值直接转换成电子数字信号并通过RS485或I²C总线通信方式传输。

能直接读取机械计数器数字的装置结构简单，实现容易，平时可以不供电，只在需要读数时，才需供电。

Claims (4)

1、一种光电式直接读取机械计数器数字的装置，包括计数器字轮(1)、4位二进制编码(8421码)片(2)、传感器板(4)、数字信号处理电路板(6)，其特征在于固定在字轮(1)上的编码片(2)与置于传感器板(4)上的4只反射型红外对管(5)相对应，将字轮(1)所指数字的物理位置变换成二进制编码信号，数字信号处理电路板(6)对4位二进制编码信号进行译码和转换处理，数字信号处理电路板(6)上有单片微处理器，可实现计数器字轮(1)读数值直接转换成电子数字信号并通过RS485或I²C总线通信方式传输。

2、根据权利要求1所述的光电式直接读取机械计数器数字的装置，其特征是：在编码片(2)上有4条同心黑白相间的二进制编码圆弧标志条(3)，编码片(2)固定在字轮(1)上，编码片(2)与字轮(1)同步转动，传感器板(4)上有4只反射型红外对管(5)，4只红外对管(5)分别对应编码片(2)上的4条标志条(3)，字轮(1)在不同的角度，传感器板(4)输出与字轮(1)读数相对应的4位二进制编码信号，通过数字信号处理电路板进行译码和转换处理，并以RS485或I²C总线通信方式传输至上一级设备或装置，在上一级设备或装置上显示机械计数器上的具体读数。

3、根据权利要求1或2所述的光电式直接读取机械计数器数字的装置，其特征是：一位计数器字轮(1)需要一个编码片(2)、一个传感器板(4)，一个多位机械计数器共用一块数字信号处理电路板(6)。

4、根据权利要求3所述的光电式直接读取机械计数器数字的装置，其特征是：编码片(2)上的10个4位二进制编码对应计数器字轮(1)的“0-9”10个数字。传感器板(4)输出的二进制编码信号是由字轮(1)指示的数字所在的物理位置决定。

Images