KR100326849B1 - 체적측정계기용또는전기미터용다자리수계수휠기구 - Google Patents

체적측정계기용또는전기미터용다자리수계수휠기구 Download PDF

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Abstract

전자식으로 판독가능한 계수휠기구의 표시상태는 이 기구의 각각의 설정에대해 신뢰할수있고 확실하게 확인된다. 이 목적을 위해 계수휠기구는 판독출력순간에 그의 설정에의해 회전 및 정지한 휠다발(12,13)로 기능적으로 나누어진다. 첫번째 회전하는 휠다발(12)은 가장 낮은 자리수 계수휠 a 이 "9"와 "0"사이에 설정되는 경우에 다음의 더 높은 자리수 계수휠 b은 물론 가장 낮은 자리수 계수휠 a을 구비한다. 정지한 휠다발(13)은 계수휠(10)의 나머지를 구비한다. 회로는 회전하는 휠다발(12)내에서 그의 회전각도로부터 계수휠(10)의 표시를 확실하게 확인한다. 휠다발(12)의 다른 개수휠(10)들의 표시는 확실히 확인된 계수휠(10)에대한 그들의 회전을 통해 또는 미리 확인된 계수휠(10)에대한 회전을 통해 확인된다.

Description

체적측정계기(計器)용 또는 전기미터용 다자리수계수휠(multidigit counting wheel)기구
본 발명은 체적측정계기 또는 전기미터용 다자리수 계수휠기구에 관한 것이다.
가스 및 물에대한 체적측정계기가 공지되어 있고, 뿐만아니라 가로질러 흐른 에너지의 측정용 전기미터 역시 공지되어 있는데, 여기서 측정된 체적 또는 측정된 에너지는 측정계기에 적합한 감소율을 갖는 기계식 계수휠기구로 전달된다. 이 경우의 계수휠기구는 마지막 제로세팅 이후 또는 작동 이후에 관류한 량을 표시한다. 소정기간동안의 소비량을 확인하기위해, 계수휠 기구의 상태를 이 기간의 시작과 끝에서 읽어낸다. 계수휠 기구에대한 양호한 구성은 그의 원주상에 0 에서 9 까지의 숫자가 인가된 계수휠이 회전가능하게 장착되어 있는 축과, 낮은 자리수 휠이 조합된 "캐리"(carry)피니언에의해 마지막 십분의 일 회전시 마다 다음의 높은 자리수 휠을 십분의 일 회전만큼 전진 시키는 그러한 방식으로 "캐리"피니언이 그 위에서 회전 가능하게 설치되어있는 제2축으로 이루어 진다. 물의 측정계기용 계수휠기구는 예를들면 독일 특허 제 22 44 404 A1 호에서 공지되어 있다. 이 측정계기의 구성에 따르면, 훌륭한 측정정밀도를 갖는 광범위한 측정범위를 성취하기 위해서는 계수휠 기구의 구동을 위해 요구되는 토크를 가능한 한 작게 유지하는것이 중요하다.
계수휠의 연속적인 회전운동이 스냅운동으로 변형되는 계수기구의 전자석 판독출력(read-out)을 위한 해결책은 미국 특허 제 3 732 404호로부터 공지되어 있다. 이 목적을 위해, 전체 휠세트를 한번의 세팅으로 예를들면 19,999 에서 20,000 까지 전진회전 시키기위해 스냅운동을 위해 사용된 스프링 등이 충분한 에너지를 취하고 있어야 한다. 스냅운동 없이 기계적인 접촉장치를 사용한 니이들형의 계수기구에 대해 전자식 판독출력을 허용하는 하나의 해결책이 유럽 특허 제 20 27 22 B1 호로부터 공지되어 있다. 물론 휠 계수기구를 갖는 계수기구와 동시에 니이들형의 계수기구를 사용하는것도 가능하다.
계수휠기구의 전자식 판독출력에 적합한 회전식 각도센서가 아직 공고되지 않은 스위스 특허출원 제 02 O59/93-5 호에 기술되어 있다. 또 다른 적합한 회전식 각도센서는 연합된 전자식 평가시스템과함께 판독출력될 계수휠에 연결된 로타리 콘덴서를 구비한다.
낮은 구동토크를 갖는 동작이 용이한 계수휠 기구는 각각의 계수휠들 사이에 소정의 기계적인 회전유극을 가지는데, 이 유극은 계수휠들이 "캐리" 피니언에의해 맞물려질때 여러 계수휠들에대해 결국 큰 회전각도가 될 수 있다. 상기 "캐리" 맞물림에서 배치되지 않은 휠들은 작은 유극과는 별도로 연합된 "캐리" 피니언에의해상기 휠들의 세팅시에 고정된다. 한편으로는 "캐리" 맞물림시에 배치된 계수휠들 사이에 회전유극이 존재하고 다른 한편으로는 맞물림시에 배치되지 않은 계수휠들이 고정되므로, 다자리수 계수휠 기구들에 대해서, 계수휠상의 표시숫자는 모든 경우에 있어서 상응하는 계수휠의 동시 회전각도로부터 신뢰할수 있을정도로 인정될수가 없다.
본 발명은 양호하게는 전자회로에 실현될수 있는 방법을 표시하는 목적에 의거한 것으로, 이 목적에 따라 계수휠기구의 센서정보 데이타는 계수휠기구의 지시상태가 계수휠기구의 회전운동에 대해 제한조건없이 계수휠기구를 각각 설정하기위해 신뢰할수 있게 확인될수 있는 그러한 방식으로, 판독출력될 각 계수휠에대해 실제로 원하는 회전각도센서에의해 정해질수 있다.
본 발명은, 계수휠기구의 구동에 요구되는 토크가 이 목적에 필요한 수단에의해 실제로 변화되는 일이 없이, 측정계기내의 계수휠기구의 표시상태가 어떠한 원하는 순간에서도 가장 단순한 가능한 수단에의해 디지탈형태로 전기적으로 판독출력될수 있다는 장점을 가진다.
그러므로, 본 발명에 따라서, 센서정보 데이타의 평가는 "캐리" 결합상태의 계수휠이 첫번째 스텝에서 고정된 계수휠로부터 식별되며, "캐리"결합상태로 배치된 계수휠에대해 그들의 표시가 계수휠의 회전각도로부터 그리고 인접한 계수휠의 상대회전으로부터 두번째 스텝에서 확인되는 그러한 방식으로 취해진다. 양호하게는, 가장낮은 최후미자리수 계수휠의 표시는 그의 회전각도로부터 확인되며, 더 높은 자리수 계수휠들의 표시는 각각의 더 낮은 자리수 계수휠에대한 상대회전으로부터 확인된다. 세번째 스텝에서, 고정된 계수휠의 표시가 확인된다.
"캐리"결합상태로 배치된 휠들을 확인하여 그들의 표시를 확인하기 위한 방법의 양호한 변형예가 아래에서 상세히 설명된다.
종래의 8 자리수 계수휠기구는 a 에서 h 까지 표시된 8개의 계수휠(10)들을 보여준다. 가장 높은 자리수 계수휠(10)은 h 로 나타내며 가장 낮은 자리수 계수휠은 a 로 나타낸다. 휠들은 창(11)을통해 시각적으로 판독할수 있지만, 또한 동일자로 출원된 출원 "체적측정계기용 다자리수 계수휠 기구"에 기재된 인코더를 통해 판독출력될수 있다. 이 출원에서는 종래의 계수휠기구의 기능의 공지된 방식이 또한 기술되어 있다.
그와같은 계수휠기구를 본 발명에 따라 전자식으로 판독출력하는 경우에, 계수휠(10)의 두개의 상이한 회전설정영역들이 식별된다: 한 영역은 명백하게 판독가능한 "0" 내지 "9"의 설정까지 연장하며 다른 영역은 "9"와 "0" 사이의 설정까지 연장하는데, 여기서 하나의 계수휠은 다음의 더 높은 자리수 계수휠(10)과 회전결합상태로 배치된다.
판독출력 순간에 계수휠기구는 그의 설정에 의해 다수의 휠다발(12,13)로 기능적으로 나누어진다. 휠다발(12)은 한 휠이 다음의 휠의 바로뒤에 놓여져서 다음의 더 높은 휠과 회전결합 상태로 배치되는 하나 또는 그 이상의 계수휠(10)은 물론, 상기 다음의 더 높은 자리수 계수휠을 구비한다. 이것은 예를들면 두번째 가장 낮은 자리수 계수휠이 "9"와 "0"사이에 설정되지 않은 계수휠(10)까지를 포함 하거나 또는 휠 계수기구의 가장 높은 자리수 계수휠까지를 포함하여 "9"와 "0"사이에설정된 경우에 다음의 더 높은 자리수 계수휠 c 는 물론, 가장 낮은 자리수 계수휠 a 가 "9"와 "0" 사이에 설정되어 있는 경우에 다음의 더 높은 자리수 계수휠 b는 물론 가장 낮은 자리수 계수휠을 의미한다. 휠다발(12)은 여기에서 일부만 판독출력하는 순간에도, 또는 막 정지한 계수기구의 경우에, 비록 계수휠(10)이 회전할 필요가 없다고 할찌라도, "회전"하는것으로 표시되어 있다. 가장 낮은 자리수 계수휠 a는 항상 회전하는 것으로 간주된다.
정지한 휠다말(13)은 모든 다른 계수휠(10)을 구비한다. 적어도 각각의 하나의 계수휠(10)을 갖는 다수의 휠다발(13)은 동시에 나타날수 있다.
제1도 및 제2도에 도시된 실예는 단 하나의 회전하는 휠다발(12)을 각각 갖는 휠계수기구를 보여주는데, 여기서 모두 8개의 계수휠(10)은 회전결합상태로 배치된다. 제3도 및 제4도의 실예들은 휠다발(12)과 정지한 휠다발(13)을 각각 보여준다.
4개의 휠다발들은 제5도에서 계수기구의 설정상태로 형성된다. 가장 낮은 자리수로서의 계수휠 a는 항상 회전하는 휠다발(12)에 속하는 것으로 간주된다. 계수휠 b, c 및 d는 정지한 휠다발이다. 계수휠 e, f, 및 g는 다시 회전하는 휠다발을 형성하며 계수휠 h 는 마지막으로 정지한 휠다발(13)을 나타낸다.
회전하는 휠다발(12)내의 계수휠기구의 순간적인 표시를 확인하기위한 도시되지 않은 회로는 그의 회전각도로부터 계수휠(10)의 표시를 완전히 확인한다. 만일 회전하는 휠다발(12)이 하나 이상의 계수휠(10)을 구비한다면, 회로는 완전히 확인된 계수휠(10)에대한 그들의 회전을 통해 또는 미리 확인된 계수휠(10)에대한회전을 통해 휠다발(12)내의 다른 계수휠(10)의 표시를 확인한다.
"캐리"결합에서 가장 높은 자리수휠로서 확인되는것을 s 로 한다. 그 방법은 다음 단계를 표시한다: s = a로 한다. a의 표시가 범위 "9" 내지 "0"에 있다면, 그다음에 s = b 로한다. s = b 이고, b의 회전각도의 절대량 - a 의 회전각도 가 18°이하일때, 이때 s = c 로한다. s = c 이고 c 의 회전각도의 절대량 - b 의 회전각도 가 18°이하일때, 이때 s = d 로한다. s = d 이고 d 의 회전각도의 절대량 - c 의 회전각도 가 18°이하일때, 이때 s = e 로한다. s = e 이고 e 의 회전각도의 절대량 - d의 회전각도 가 18°이하일때, s = f 로한다. s = f 이고 f 의 회전각도의 절대량 - e 의 회전각도 가 18°이하일때, s = g 로한다. s = g이고 g의 회전각도의 절대량 - f 의 회전각도 가 18°이하일때, s = h 로한다. 이것에의해, s는 "캐리"결합에서 가장 높은 자리수 계수휠로서 확인된다.
다음 단계에서, "캐리"결합으로 배치된 계수휠의 표시가 확인된다. a의 표시 = 모듈 10의 회전각도 로 한다. a보다 더 큰 x 및 s 보다 작거나 같은 x 에대한 모든 계수휠 x 에대해, x 의 표시 = x 의 회전각도 - 모듈 10 의 회전각도(x-1) + x 모듈 10의 부근의 더 낮은 자리수의 표시로한다. 나머지의 계수휠들에 대해, 유사한 절차가 양호하게 선택된다.
회전각도의 낮은 측정정도 및 계수휠(10)의 큰 회전간극의 경우에도, 휠기구는 +/- 18°보다 작거나 더 큰 회전각도들 사이에 어떤 차이가 있을 때, 계수기구는 매우 정밀하게 판독출력될수가 있다. 그다음에 +/- 18°까지의 회전각도는 전진회전방향에서 표시 "0"으로서 그리고 역회전방향에서 표시 "9"로서 판독된다. 상기18°의 회전각도는 전진회전방향에서 표시 "0"으로서 그리고 역회전방향에서 표시 "9"로서 판독된다.
정지한 계수휠(10) 또는 휠다발(13)의 설정은 절대회전각도를 확인함으로서 가장잘 확인할수가 있다. 즉, 예를들면 1°내지 36°의 회전각도는 표시 "1"에 대응하고, 37°내지 72°의 회전각도는 표시 "2"에 대응하며, 325°내지 360°의 회전각도는 표시 "0"에 대응한다.
제1도는 "99999999"에서 "OOOOOOOO"까지 전진회전한 8자리수 계수휠기구를 도시한 것으로,
제1a도는 회전의 시작, 제1b도는 최하위자리수 계수휠이 18°회전한 상태 및 제1c도는 최하위자리수 계수휠이 36°회전한 상태를 도시하는 도면.
제2도는 "OOOOOOOO"에서 "99999999"까지 역회전한 8자리수 계수휠기구를 도시한 것으로,
제2a도는 회전의 시작, 제2b도는 최하위자리수 계수휠이 18°회전한 상태 및 제2c도는 최하위자리수 계수휠이 36°회전한 상태를 도시하는 도면.
제3도는 "34799999"에서 "348OOOOO"까지 전진회전한 8자리수 계수휠기구를 도시한 것으로,
제3a도는 회전의 시작, 제3b도는 최하위자리수 계수휠이 18°회전한 상태 및 제3c도는 최하위자리수 계수휠이 36°회전한 상태를 도시하는 도면.
제4도는 "348OOOOO"에서 "34799999"까지 역회전한 8자리수 계수휠기구를 도시한 것으로,
제4a도는 회전의 시작, 제4b도는 최하위자리수 계수휠이 18°회전한 상태 및제4c도는 최하위자리수 계수휠이 36°회전한 상태를 도시하는 도면.
제5도는 8자리수 계수휠기구가 "64991243"으로 설정된 것을 보여주는 도면.
* 도면의 주요부분의 부호에 대한 설명 *
10 : 계수휠 12 : 회전하는 휠다발 13 : 정지한 휠다발
11 : 창

Claims (4)

  1. 두개의 각 계수휠들중 더 높은 자리수 계수휠이 마지막 10분의 1회전에서 더 낮은 자리수 계수휠의 "캐리"피니언을 거쳐 10분의 1회전을 통해 더이상 회전되며, 계수휠의 설정을 인식하기위한 신호의 발생용 회전각도센서와 계수휠기구의 순간적인 표시를 확인하기위한 전기회로를 가지는, 가스 또는 물 또는 전기미터용 다자리수 계수휠기구에 있어서,
    회로는 회전하는 휠다발(12)과함께 시작하여 판독출력 순간에 그의 설정에 의해 계수휠기구를 회전 및 정지한 휠다발(12,13)로 기능적으로 나누며, 회전하는 휠다발(12)은 두번째 가장 낮은 자리수 계수휠(b)이 "9"와 "0"사이에 설정되지 않은 계수휠(10)까지를 포함 하거나 또는 계수휠기구의 가장 높은 자리수 계수휠(10)까지를 포함하여 "9"와 "0"사이에 설정된 경우에 다시 다음의 더 높은 자리수 계수휠(c) 는 물론, 가장 낮은 자리수 계수휠(a) 가 "9"와 "0" 사이에 설정되어 있는 경우에 다음의 더 높은 자리수 계수휠 (b)는 물론 가장 낮은 자리수 계수휠(a)를 구비하며, 그리고 가장 높은 자리수 계수휠(10)이 정지한 휠다발(13)과함께 연속하여 아직 도달되지 않은 경우에, 상기 정지한 휠다발(13)은 다음의 더 높은 자리수 계수휠(10)을 구비하는데, 이 경우에 상기 더 높은 자리수 계수휠(10)은 이것이 "9"와 "0"사이에 설정되지 않고 "9"와 "0"사이에 설정된 계수휠(10)을 포함하거나 계수휠기구의 가장 높은 자리수 계수휠(10)까지를 포함하는 경우에 다음의 더 높은 자리수 계수휠(10)과 마찬가지로 "9"와 "0"사이에 설정되지 않으며, 가장 높은 자리수 계수휠(10)이 "9"와 "0"사이에 설정되지 않은 계수휠(10) 또는 계수휠기구의 가장 높은 자리수 계수휠(10)등 계수휠기구의 가장 높은 자리수 계수휠(10)까지를 포함하여 도달한 회전하는 휠다발과 함께 연속하여 아직 도달되지 않으며, 계수휠기구의 순간적인 표시를 확인하기위한 회로는 회전하는 휠다발(12) 또는 다발들 내에서 그의 회전각도로 부터 계수휠의 표시를 확인하며, 대응하는 회전하는 휠다발(12)이 하나 이상의 계수휠(10)을 구비하는 경우에 회로는 완전히 확인된 계수휠(10)에대한 그들의 회전 또는 미리 확인된 계수휠(10)에대한 회전을 통해 휠다발내에서 다른 계수휠(10)의 표시를 확인하도록 한것을 특징으로하는 체적측정계기용 또는 전기미터용 다자리수계수휠기구.
  2. 제1항에 있어서,
    각각의 회전하는 휠다발(12)에대한 회로는 그의 회전각도로 부터 가장 낮은 자리수 계수휠의 설정을 완전히 확인하며, 이 회로는 이웃한 더 낮은 자리수 계수휠(10)에대한 그들의 회전을 통해 회전하는 휠다발(12)에서 계속적으로 상승하는 더 높은 자리수 계수휠(10)의 설정을 확인하는것을 특징으로하는 체적측정계기용 또는 전기미터용 다자리수계수휠기구.
  3. 제2항에 있어서,
    전진방향으로 +/- 18°까지의 회전각도는 표시 "9"로서 판독되고 역방향에서는 표시 "0"으로서 판독되며, 18°이상의 "9"와 "0"사이의 설정에 있어서는 전진방향에서 표시 "0"으로서 그리고 역방향에서는 표시 "9"로서 판독되는것을 특징으로하는 체적측정계기용 또는 전기미터용 다자리수계수휠기구.
  4. 제1항 내지 제3항중의 어느 한 항에 있어서,
    회로는 각각의 정지한 휠다발(13)에서 그의 회전각도로부터 각각의 계수휠 (10)의 표시를 확실하게 확인하는것을 특징으로하는 체적측정계기용 또는 전기미터용 다자리수계수휠기구.
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