專利名稱：一種儀表編碼字輪裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種儀表編碼字輪裝置，尤其是智能水表和智能燃氣表中的計數器光電編碼字輪領域。
背景技術：
基于光電子的絕對角度編碼技術已經逐漸應用于遠傳水表、遠傳氣表等相關計量儀表中，其通過字輪光電編碼技術把字輪圓周端面上的人工讀數轉換為光電信號編碼，再通過解碼轉化為電子讀數。但由于光電編碼字輪旋轉一周所產生的編碼個數過少、分辨率過低或均勻度較差，導致計數器字輪在聯動進位時，容易產生讀數錯誤事件。比如當水表用水量正從199過渡到200時，很有可能因為字輪進位時，字輪無法做到完全同步進位，誤讀為299或100。造成電子讀數錯誤。近年來，已出現了高分辨率且角度均勻的編碼字輪裝置，但是其使用的編碼器的編碼帶過于復雜，生產工藝要求嚴格，產品穩定性差。
發明內容本實用新型的目的是實現一種儀表編碼字輪裝置，實現水表和燃氣表的數據遠傳。通過使用本實用新型改造過的水表或燃氣表即可以通過人工目視編碼字輪讀取數據，也可以通過編碼字輪及相關電子系統自動把字輪讀數遠傳到上位抄收平臺或數據中心服務器。重要的是本實用新型通過一種低成本的方案實現了儀表字輪在聯動進位時會出現的讀數誤差問題。具體內容如下一種儀表編碼字輪裝置，包括光發射板、光接收板、解碼電路板、編碼字輪和字輪軸。光發射板和光接收板分別置于編碼字輪的兩側，與編碼字輪的圓形碼盤成平行狀。編碼字輪包括以字輪軸心為中心的圓形碼盤和環設于圓形碼盤邊緣的數字端面，數字端面上均勻分布有‘0’ ‘9’的10個人工讀數數字字符，數字端面的一側分布了 20個從動進位齒，數字端面的另一側分布了 2個主動進位齒(這是典型的機械計數器字輪結構，其優點是相鄰字輪間能實現十進制聯動進位，缺點是無法做到完全同步進位)。圓形碼盤上以字輪軸心為中心設3個等半徑的弧形透光槽，從字輪軸心向弧形透光槽邊緣的引線將碼盤分成六個扇形區域，分別是3個弧形透光槽區域和3個間于它們之間的間隔區域，所述六個扇形區域依次按順序的角度比例為9 :3:3:9:3: 3，且角度偏差范圍可以在正負3度之內。光發射板和光接收板結構相同，在光發射板和光接收板上分別開設有與編碼字輪的字輪軸心同軸心的軸孔；光發射板和光接收板分別平行位于編碼字輪的兩側并固定在解碼電路板上；光發射板與編碼字輪的弧形透光槽同半徑的圓周上以24°為夾角依次均勻分布7個光發射器件，光接收板與編碼字輪的弧形透光槽同半徑的圓周上以24°為夾角依次均勻分布7個光接收器件，且光發射器件與其正對著的光接收器件一一配對，每對相配對的光發射器件和光接收器件之間的連線與字輪軸心線平行。光發射板上的光發射器件、編碼字輪上的圓形碼盤和光接收板上的光接收器件構成絕對角度編碼器。當編碼過程開始時，光發射板上的光發射器件按順序輪流發光，若光發射器件正對著編碼字輪的弧形透光槽，則光線通過弧形透光槽射到光接收板上與其配對的光接收器件，光接收器件再把其轉換為電信號，作為編碼的一種狀態，假設為1，相反，若光發射器件正對著兩個弧形透光槽之間的間隔區域，則光線被阻檔，無法被與該光發射器件配對的光接收器件接收，這作為另一種狀態，假設為O。這樣，當7個光發射器件輪流發光一周，便可獲得7個光接收器件的狀態。這7個光接收器件的狀態組合起來就形成一個編碼，這個編碼就決定了當前字輪所處的角度。也就決定了編碼字輪的數字端面上的人工讀數。通過上面所述的編碼方式，若編碼字輪的碼盤、光發射板和光接收板按非偏差尺 寸制作，當編碼字輪旋轉一周，最多可能會產生54個唯一編碼值，這54個編碼中固定產生30個主編碼，每個主編碼占12度，其余的24個編碼值可能出現，也可能不出現(主要是因為編碼字輪裝置的精度不可能做到100% )，但這些編碼所占角度很小，可以忽略不計。可通過解碼電路板上的單片機作出判斷把其歸為相鄰的主編碼，于是，解碼電路板最終只解出30個主編碼，且每個主編碼值所占的角度均為12度。這樣，編碼字輪的數字端面上的每個人工讀數區域對應3個相鄰的編碼。本實用新型的有益效果如下I、通過使用本實用新型的儀表即可以通過人工目視讀取儀表數據，也可以通過電子系統讀取儀表數據。2、由于本實用新型的編碼分辨率為30，實現字輪每旋轉12°產生一個新編碼，而每個人工讀數的數字對應為36°角。所以每個人工讀數數字對應3個編碼，可分別定義為讀數進入區、讀數穩定區和讀數離開區。若編碼字輪裝置由多個聯動進位的編碼字輪進行計數，當編碼字輪輸出的編碼值指示編碼字輪處于讀數進入區或讀數離開區時，便可判斷編碼字輪正處于聯動進位狀態，此時，解碼電路板中的單片機便能通過邏輯判斷解決計數器編碼字輪聯動進位時所帶來的數據誤讀問題，實現了真正的數據直讀。3、使用本實用新型的裝置生產工藝要求低，產品穩定可靠。4、通過本實用新型改造過的計量儀表可以實現無源抄收，所以減少了儀表的維護量。

圖I為本實用新型一種實施例的裝置結構示意圖；圖2為圖I實施例的字輪立體結構示意圖；圖3為圖I實施例中字輪的結構示意圖；圖4為圖I實施例中光發射板結構示意圖；圖5為圖I實施例中光接收板結構示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖說明一種使用本實用新型的計量儀表編碼字輪裝置。如圖I所示的計量儀表編碼字輪裝置，包括光發射板I、光接收板2、解碼電路板3、編碼字輪4和字輪軸5 ;光發射板I和光接收板2分別平行位于編碼字輪4的兩側并固定在解碼電路板3上。如圖2所示，編碼字輪4包括以字輪軸心41為中心的圓形碼盤42和環設于圓形碼盤42邊緣的數字端面43。數字端面43上均勻分布有‘0’ ‘9’的10個人工讀數數字字符45。數字端面的一側分布了 20個從動進位齒44，數字端面的另一側分布了 2個主動進位齒47，圓形碼盤42上以字輪軸心41為中心設3個等半徑的弧形透光槽46。如圖3所示，從字輪軸心41向弧形透光槽46邊緣的引線將圓形碼盤42分成六個扇形區域，分別是3個弧形透光槽區域和3個間于它們之間的間隔區域。所述六個扇形區域依次按順序的角度比例為9 : 3 : 3 : 9 : 3 : 3。本實例中取值為Z a = 108° ,Zb= 36°，Zc = 36°，Zd=108°，Z e = 36°，Z f = 36°，其中，弧形透光槽 46 的角度分別是108。、36。和36。。如圖4和圖5所75,光發射板I和光接收板2結構相同,在光發射板I和光接收板2上分別開設有與編碼字輪4的字輪軸心41同軸心的軸孔12，22 ;光發射板I與編碼字輪 板2與編碼字輪4的弧形透光槽46同半徑的圓周上以24°為夾角依次均勻分布7個光接收器件21，且光發射器件11與其正對著的光接收器件21 —一配對，每對相配對的光發射器件11和光接收器件21之間的連線與字輪軸心線平行。光發射板上I的光發射器件11、編碼字輪4上的圓形碼盤42和光接收板2上的光接收器件21構成絕對角度編碼器。當編碼過程開始時，光發射板上I的光發射器件11按順序輪流發光，若光發射器件11正對著編碼字輪4的弧形透光槽46，則光線通過弧形透光槽46射到光接收板2上與其配對的光接收器件21。光接收器件21再把其轉換為電信號，作為編碼的一種狀態，假設為I。相反，若光發射器件I正對著弧形透光槽46之間的間隔區域，則光線被阻檔，無法被與該光發射器件11配對的光接收器件21接收，這作為另一種狀態，假設為O。這樣，當7個光發射器件11輪流發光一周，便可獲得7個光接收器件21的狀態。這7個光接收器件21的狀態組合起來就形成一個編碼，這個編碼就決定了當前字輪所處角度。通過上面所述的編碼方式，當編碼字輪4旋轉一周，最多可能會產生54個唯一編碼值，這54個編碼中固定產生30個主編碼，每個主編碼占12度，其余的24個編碼值可能出現，也可能不出現主要是因為編碼字輪裝置的精度不可能做到100%，但這些編碼所占角度很小，可以忽略不計。可通過解碼電路板3上的單片機作出判斷把其歸為相鄰的主編碼，于是，解碼電路板3最終只解出30個主編碼，且每個主編碼值所占的角度均為12度。這樣，編碼字輪4的數字端面43上的每個人工讀數區域對應3個相鄰的編碼，分別定義為讀數進入區、讀數穩定區和讀數離開區。若編碼字輪裝置由多個聯動進位的編碼字輪4進行計數，當編碼字輪4輸出的編碼值指示編碼字輪4處于讀數穩定區時，解碼電路板3中的單片機直接譯出所出編碼值對應的人工讀數即可；當編碼字輪4輸出的編碼值指示編碼字輪4處于讀數進入區或讀數離開區時，便可判斷編碼字輪4正處于聯動進位狀態，此時，解碼電路板3中的單片機便能通過邏輯判斷解決計數器編碼字輪4聯動進位時所帶來的數據誤讀問題，實現了真正的數據直讀。
權利要求1. ー種儀表編碼字輪裝置，包括光發射板(I)、光接收板(2)、解碼電路板(3)、編碼字輪(4)和字輪軸(5)，其特征在于 A編碼字輪(4)包括以字輪軸心(41)為中心的圓形碼盤(42)和環設于圓形碼盤(42)邊緣的數字端面(43)，數字端面(43)上均勻分布有‘0’ ‘9’的10個人工讀數數字字符，圓形碼盤(42)上以字輪軸心(41)為中心設有3個同半徑的弧形透光槽(46)，從字輪軸心(41)向弧形透光槽(46)邊緣的引線將圓形碼盤(42)分成六個扇形區域，所述六個扇形區域依次按順序的角度比例為9 :3:3:9:3: 3，且角度偏差范圍可以在正負3度之內； B光發射板(I)和光接收板(2)結構相同，在光發射板(I)和光接收板(2)上分別開設有與編碼字輪(4)的字輪軸心(41)同軸心的軸孔(12，22);光發射板(I)和光接收板(2)分別平行位于編碼字輪(4)的兩側并固定在解碼電路板(3)上；光發射板(I)與編碼字輪(4)的弧形透光槽(46)同半徑的圓周上以24°為夾角依次均勻分布7個光發射器件(11)，光接收板(2)與編碼字輪(4)的弧形透光槽(46)同半徑的圓周上以24°為夾角依次均勻分布7個光接收器件(21)，且光發射器件(11)與其正對著的光接收器件(21) —一配對，每對相配對的光發射器件(11)和光接收器件(21)之間的連線與字輪軸心線平行。
專利摘要一種儀表編碼字輪裝置，包括光發射板(1)、光接收板(2)、解碼電路板(3)、編碼字輪(4)和字輪軸(5)。本實用新型具有既可人工讀數、也可用電子手段讀取數據，電子讀數過程解決字輪在聯動進位過程中產生的誤讀問題，電子讀數與人工讀數完全吻合。
文檔編號G01F15/06GK202547712SQ20122019034
公開日2012年11月21日 申請日期2012年4月28日 優先權日2012年4月28日
發明者何俊鋼, 費敏, 鄭飛 申請人:昆明佳曉自來水工程技術有限公司