專利名稱：用于計量儀表的計數(shù)器編碼字輪的制作方法
專利說明 技術(shù)領(lǐng)域 本實用新型涉及計數(shù)器字輪的數(shù)字化編碼方法，適用于各種需要將字輪型計數(shù)器讀數(shù)轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制編碼信號輸出的計量儀器、儀表和設(shè)備，尤其是直讀譯碼型水表、電表、氣表。
背景技術(shù) 已有的用于計量儀器、儀表的計數(shù)器字輪編碼方法存在明顯的不足在計數(shù)器字輪聯(lián)動進(jìn)位時存在盲區(qū)，造成讀數(shù)不準(zhǔn)；或者編碼穩(wěn)定性差，受加工工藝影響比較大，造成生產(chǎn)成本增加或因工藝復(fù)雜不適合大規(guī)模制造。
發(fā)明內(nèi)容 本發(fā)明的目的是提供一種用于計量儀器、儀表的計數(shù)器編碼字輪，將計數(shù)器的字輪位置量通過模數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制編碼，再由二進(jìn)制編碼判斷出讀數(shù)，所得讀數(shù)符合四舍五入的規(guī)律，在任意位置都不存在讀取盲區(qū)，同時字輪加工制造簡單。
為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用5個傳感器依次間隔36°分布在與字輪同心的同心圓的180°一側(cè)，在字輪上與字輪同心的圓周上設(shè)置6個判斷區(qū)域，按其對感應(yīng)器狀態(tài)的影響分為感應(yīng)區(qū)域和非感應(yīng)區(qū)域。把感應(yīng)器在通常情況下的狀態(tài)看作常態(tài)(如光敏電阻在無光照射時的阻值)，則感應(yīng)區(qū)域是能使傳感器常態(tài)發(fā)生改變的介質(zhì)的集合，非感應(yīng)區(qū)域是能使感應(yīng)器狀態(tài)保持或恢復(fù)常態(tài)的介質(zhì)的集合。如圖1所示3段感應(yīng)區(qū)域?qū)?yīng)的圓心角分別為α1，α2，α3；3段非感應(yīng)區(qū)域?qū)?yīng)的圓心角分別為β1，β2，β3。考慮到傳感器的感應(yīng)面有一定的寬度，增加一個修正量θ，如圖2所示根據(jù)傳感器的物理特性和模數(shù)轉(zhuǎn)換的閥值確定感應(yīng)面上兩個產(chǎn)生狀態(tài)變化的臨界點1、2，在臨界點1、2之間的區(qū)域為傳感器有效工作區(qū)間，θ為臨界點1、2與字輪圓心連線的夾角。當(dāng)傳感器有效工作區(qū)間與感應(yīng)區(qū)域相交時傳感器的狀態(tài)由常態(tài)發(fā)生改變。圖1中各角度關(guān)系滿足 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為整數(shù)。當(dāng)β1+α2＝90°時1≤N≤2；當(dāng)β1+α2＝126°時1≤N≤3。
如此，在字輪轉(zhuǎn)動一周的過程中會產(chǎn)生30個無重復(fù)的5位二進(jìn)制編碼。其中10個單獨對應(yīng)字輪上18度的區(qū)域，其余的20個編碼2個一組對應(yīng)字輪上18度的區(qū)域。根據(jù)字輪上的數(shù)字位置，傳感器的安裝位置，選擇合適的感應(yīng)區(qū)域在字輪上的位置，便能從編碼上區(qū)分字輪讀數(shù)以0.5增加。
本實用新型的優(yōu)點是讀數(shù)精度高，沒有字輪進(jìn)位問題；生成的二進(jìn)制編碼穩(wěn)定，不受制造工藝的影響；制造簡單，能有效控制成本，特別適合對現(xiàn)有產(chǎn)品的升級改造。

圖1本實用新型實施例之一字輪結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2本實用新型傳感器有效工作區(qū)間示意圖。
具體實施方式
字輪側(cè)面上有一個與字輪同心的圓形凸臺，凸臺采用非反光物質(zhì)制造且隨字輪一同轉(zhuǎn)動，在凸臺的外圓表面上鍍上三段高反光物質(zhì)。傳感器采用5個光電耦合器，工作面對著凸臺外圓面依次間隔36°固定在圓弧形托架上，從字輪側(cè)面看弧形托架的弧面的圓心與字輪的圓心重合。光電耦合器的有效工作區(qū)間對應(yīng)的圓弧夾角為5°，光電耦合器常態(tài)為“0”，當(dāng)光電耦合器檢測到一定的光強(qiáng)度后輸出信號“1”。如此，字輪凸臺外圓面上反光區(qū)域即為感應(yīng)區(qū)域，其余區(qū)域為非感應(yīng)區(qū)域。反光區(qū)域?qū)?yīng)圖1中的感應(yīng)區(qū)域，確定各角度θ＝5°，α1+β1+α2+θ＝180°，β1+α2＝β3+α3＝90°，α3＝18°，β1＝28°。因為加工中存在誤差，以上各角度都允許有一定誤差，為了不影響讀數(shù)的精度，建議誤差控制在±0.5°。根據(jù)托架安裝的位置確定字輪上反光區(qū)域與數(shù)字標(biāo)識的相對位置，使所得讀數(shù)符合四舍五入的規(guī)律。
除上述實施例外，本實用新型還可以有其他實施方式，凡采用等同替換或等效變化形成的技術(shù)方案，均落在本實用新型權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種用于計量儀器、儀表計數(shù)器上的字輪，包括輪體，輪體的環(huán)形圓周面上間隔36°依次標(biāo)識有“0”～“9”十個數(shù)字，其特征在于所述輪體上與字輪中心同心的圓周上依次連續(xù)分布感應(yīng)區(qū)域(1)、非感應(yīng)區(qū)域(2)、感應(yīng)區(qū)域(3)、非感應(yīng)區(qū)域(4)、感應(yīng)區(qū)域(5)、非感應(yīng)區(qū)域(6)，對應(yīng)的圓心角分別是α1、β1、α2、β2、α3、β3，傳感器的有效工作區(qū)間對應(yīng)的圓心角θ，上述角度具有下列數(shù)學(xué)關(guān)系和條件
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為整數(shù)，且當(dāng)β1+α2＝90°時1≤N≤2；當(dāng)β1+α2＝126°時1≤N≤3，
確定α3，β1的取值范圍后，α3，β1可為其取值范圍內(nèi)的任意值。
專利摘要一種用于計量儀表的計數(shù)器編碼字輪，適用需要將計數(shù)器的目視讀數(shù)轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制編碼輸出的計量儀器、儀表。如圖，在字輪上的同心圓圓周上感應(yīng)區(qū)域?qū)?yīng)圓心角α1，α2，α3，非感應(yīng)區(qū)域?qū)?yīng)圓心角β1，β2，β3。θ為傳感器有效工作區(qū)間對應(yīng)圓心角。角度關(guān)系滿足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為符合前面條件的整數(shù)。每個字輪對應(yīng)5個傳感器。特點是二進(jìn)制編碼穩(wěn)定，字輪讀數(shù)精度高，無讀取盲區(qū)，制造工藝簡單。
文檔編號G06M1/00GK201237797SQ20082009618
公開日2009年5月13日 申請日期2008年8月7日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月7日
發(fā)明者謝文兵 申請人:謝文兵