CN201060501Y - 计数器编码字轮 - Google Patents
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Abstract
一种用于计量仪器、仪表计数器的编码字轮，计数器编码字轮侧面开有与字轮同心的、同一圆周线上的三个扇形透光孔槽，透光孔槽(1)和(2)之间的扇形不透光带(4)，与透光孔槽(3)以字轮中心对称，圆弧夹角相等，透光孔槽(1)、(2)、(3)的圆弧夹角分别为α、β，γ，三段透光孔槽的圆弧夹角满足：α＝72°－γ/2，α+β+γ＝180°，γ为6°到30°之间的任一值，计数器编码字轮旋转一周，由安装在编码字轮两侧的，5对光发射管和光敏接收管组成的光电传感器依次产生三十组不同的5位二进制数字编码电信号，对应计数器编码字轮上的“0”～“9”十个数字，每个数字对应三组5位二进制编码，能提高编码精度，降低制造工艺要求，减少编码使用的物理性传感器的数量，降低成本。
Description
技术领域：
本实用新型涉及一种计数器编码字轮，适应于需要对计数器字轮上供人工读数使用的，“0”～“9”十个数字进行电信号编码输出的计量仪器、仪表及设备，尤其是数传直读式水表、气表、电表等需要将计数器编码字轮转动位置对应的显示数字进行电信号编码输出的计量仪器、仪表。
背景技术：
已有的用于计量仪器、仪表计数器的编码字轮，其不足较为明显：或者编码数量少，精度差，不能准确地区分计数器编码字轮联动进位时的临界进位位置，容易出现临界编码盲点，造成临界进位时的编码错误与读数误差；或者计数器编码字轮结构复杂，制作要求精细，工艺复杂，使仪器、仪表的整体加工装配难度大，成品率低下，不但提高了仪表、仪表的制造成本，同时也难实现大批量工业化生产；或者传感器数量多，为了获取更多的编码数量，使用6对、7对甚至更多对由光发射管与光敏接收管组成的光电传感器组进行编码输出，使成本增加，加工难度加大，编码稳定性能变差等等。
发明内容
本实用新型的设计目是：提供一种计数器编码字轮，它可以用于各种通过计数器显示数据，同时须将显示数字，进行电信号编码输出的计量仪器、仪表及设备上，可解决计数器编码字轮联动进位时的临界编码盲点问题，同时结构简单、加工方便，制造容易，使用由5对光发射管与光敏接收管组成的光电传感器组进行计数器编码字轮的转动位置编码输出，计数器编码字轮旋转一周，输出不同的30组5位二进制编码电信号，能降低计数器的制作成本，提高计数器编码字轮的编码精度，使计数器编码性能可靠、准确等。
本实用新型为实现上述目的，通过对现有水表、电表、气表等需要将示数进行电信号编码输出的计量仪器、仪表上使用的计数器字轮，进行以下技术改造来实现：首先，制作计数器编码字轮(6)时采用不透光材料，其次，在计数器编码字轮(6)侧面上开设三个与字轮同心的、在同一圆周线上的扇形透光孔槽，透光孔槽(1)、透光孔槽(2)和透光孔槽(3)，透光孔槽(1)、透光孔槽(2)、透光孔槽(3)的圆弧夹角分别为α、β，γ，透光孔槽(1)与透光孔槽(2)之间的扇形不透光带(4)与透光孔槽(3)以计数器编码字轮中心为中心对称，圆弧夹角相等，圆弧夹角γ为6°到30°之间任意值，三段透光孔槽的圆弧夹角满足以下条件：α＝72°-γ/2，α+β+γ＝180°；然后在计数器编码字轮的两侧，分别对称安装由5对光发射管与光敏接收管组成的光电传感器，5对光电传感器成圆弧形安装，圆弧中心与计数器编码字轮同心，圆弧中心半径与计数器编码字轮上的透光孔槽中心半径一样，5对光电传感器以36°角均匀分布，通过5对光电传感器对经技术改造后的计数器编码字轮进行编码，将计数器编码字轮端面上以36°夹角均匀分布的“0”～“9”十个数字(5)实现编码输出，每个数字对应三组不同的5位二进制编码，共用30组不同的5位二进制编码完成计数器编码字轮上的“0”～“9”十个数字(5)的编码输出。
一位二进制数“0”和“1”代表两种状态，在数字电路中用来表示两种电平状态，即“低电平”和“高电平”，在本实用新型中，光电传感器处于透光孔槽位置、和不透光位置时具有两种不同的状态，将处于透光孔槽位置的状态定义为“0”，而处于不透光位置时的状态定义为“1”五位二进制编码能产生三十二组5位二进制编码，本发明使用了其中三十组不同的5位二进制编码对应计数器编码字轮上轮周端面上均匀分布的“0”～“9”十个数字。
以任何一对由光发射管和光敏接收管组成的光电传感器处于透光孔槽(1)的起始位置时，计数器编码字轮开始旋转，旋转方向为该对光电传感器进入透光孔槽(1)的方向，计数器编码字轮连续转动γ/2角度，(36°-γ/2)角度，γ/2角度，将完成36°的旋转，正好为一个数字所占有的位置，当计数器编码字轮每旋转一周，每隔36°对此对光电传感器进行连续采样，将有如下30种状态：
计数器编码字轮在0°～γ/2角度间旋转，每隔36°光电传感器连续采样状态：
0010011011
计数器编码字轮在γ/2～(36°-γ/2)角度间旋转，每隔36°光电传感器连续采样状态：
0000011111
计数器编码字轮在(36°-γ/2)～36°角度间旋转，每隔36°光电传感器连续采样状态：
0100010111
本实用新型，5对光电传感器采用36°均匀分布，右移一位就得到了下一对光电传感器的采样状态，形成5对光电传感器的三组编码组。
第一组编码：0010011011 0010
第二组编码：0000011111 0000
第三组编码：0100010111 0100
以上每组编码中包含有10组5位二进制编码，计数器编码字轮圆周端面以36°夹角均匀分布的“0”～“9”十个数字(5)中的一个数字对应的编码为三组编码中，同一竖线排列的三组，连续的5位二进制编码，三组编码同时右移一位将得到下一个数字的三组5位二进制编码，依次类推，完成了“0”～“9”十个数字的30组5位二进制码的编码输出。
本实用新型的优点在于：它可用于水表、电表、气表等各种需要将计数器字轮示数编码输出的计量仪器、仪表上，对现有计量仪器、仪表的计数器字轮进行技术改造，在计数器字轮的同心轴线上制作三个透光圆弧槽，通过由5对光发射管与光敏接收管组成的光电传感器，实现计数器编码字轮转动时，显示数字的电信号编码输出的目的，计数器编码字轮制作工艺简单，光电传感器用量少，装配公差容限大，同时用30组不同的5位二进制编码完成计数器编码字轮上的“0”-“9”十个数字的编码输出，每个数字对应三组5位二进制编码，提高了编码精度，本实用新型不仅能提高分辨精度，消除计数器在联动进位时的临界编码盲点，同时结构简单，制作容易，在提高编码精度的条件下，采用较少的传感器，达到较高的编码输出性能，具有编码可靠性高，造价低，装配、加工容易等特征。
附图说明：
图1：本实用新型实施例之一计数器编码字轮结构示意图。
图2：本实用新型实施例之二计数器编码字轮结构示意图。
图3：本实用新型光电传感器装配结构示意图。
具体实施方式：
下面结合附图，对本实用新型做进一步的说明：
图1提供了本实用新型的第一种实施例结构示意图，计数器编码字轮材料采用黑色的，或其他不透光的塑胶材料制作，在计数器编码字轮侧面上制作三个与字轮同心的、在同一圆周线上的扇形透光孔槽，透光孔槽(1)、透光孔槽(2)、透光孔槽(3)，透光孔槽(1)、透光孔槽(2)、透光孔槽(3)的圆弧夹角分别为α、β，γ，圆弧中心半径相同，槽宽相同，透光孔槽(1)与透光孔槽(2)之间的扇形不透光带(4)与透光孔槽(3)以计数器编码字轮中心为中心对称，圆弧夹角相等，，三段透光孔槽的圆弧夹角满足以下条件：α＝72°-γ/2，α+β+γ＝180°，其中圆弧夹角γ可在6°到30°之间取值均能满足要求，在图1中，透光孔槽(3)的圆弧角度γ取值：18°，透光孔槽(1)的圆弧角度α取值：63°，透光孔槽(2)的圆弧角度β取值：99°，因为存在加工误差，三段孔槽的圆弧角度可正、负偏差0.5°。
图2提供了本实用新型的第一种实施例结构示意图，计数器编码字轮材料采用黑色的，或其他不透光的塑胶材料制作，在计数器编码字轮侧面上制作三个与字轮同心的、在同一圆周线上的扇形透光孔槽，透光孔槽(1)、透光孔槽(2)、透光孔槽(3)，透光孔槽(1)、透光孔槽(2)、透光孔槽(3)的圆弧夹角分别为α、β，γ，槽宽不同，透光孔槽(1)、透光孔槽(2)、透光孔槽(3)的开槽宽度各不相同，形状也不相同，透光孔槽(1)开孔槽宽度最宽，透光孔槽(2)开孔槽宽度具中，开槽外缘不规则，透光孔槽(3)开孔槽宽度最小，透光孔槽(1)与透光孔槽(2)之间的扇形不透光带(4)与透光孔槽(3)以计数器编码字轮中心为中心对称，圆弧夹角相等，，三段透光孔槽的圆弧夹角满足以下条件：α＝72°-γ/2，α+β+γ＝180°，其中圆弧夹角γ可在6°到30°之间取值均能满足要求，在图1中，透光孔槽(3)的圆弧角度γ取值：20°，透光孔槽(1)的圆弧角度α取值：62°，透光孔槽(2)的圆弧角度β取值：98°，因为存在加工误差，三段孔槽的圆弧角度可正、负偏差0.5°。
图3提供了本实用新型的光电传感器装配结构示意图，由5个光发射管(8)和5个光敏接收管(9)组成的5对光电传感器固定安装于线路板(7)上，5个光发射管和5个光敏接收管分别以相邻两管间夹角为36°的扇形排列对称安装于两块线路板上，安装扇形中心半径与计数器编码字轮的孔槽中心半径相等，中心同心，线路板通过其他固定装置固定对称安装于计数器编码字轮的两侧，与计数器编码字轮不接触。
除上述实施例外，本实用新型还可以有其他实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本实用新型权利要求的保护范围内。
Claims (1)
1.一种用于计量仪器、仪表计数器的编码字轮，包括：编码字轮：编码字轮的一侧之环形圆周面上均布二十个进位从动齿，编码字轮的另侧之环形圆周面上设两个中心线在进位从动齿中心线的延长线上进位主动齿；编码字轮的环形圆周端面上以36°夹角，依次均匀分布供人工读数用的“0”～“9”+个数字；其特征在于：计数器字轮侧面上开有与字轮中心同心、在同一圆周线上的三个扇形透光孔槽，透光孔槽(1)与透光孔槽(2)之间的扇形不透光带(4)与透光孔槽(3)以计数器编码字轮中心对称，圆弧夹角相等，透光孔槽(1)的圆弧夹角α、透光孔槽(2)的圆弧夹角β，透光孔槽(3)的圆弧夹角γ，具有如下的数学关系：
α+β+γ＝180°，
α＝72°-γ/2，
圆弧夹角γ的值为6°到30°之间的任一值。
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| CN102629338A (zh) * | 2012-04-28 | 2012-08-08 | 昆明佳晓自来水工程技术有限公司 | 一种仪表编码字轮装置及编码方法 |
| CN106372716B (zh) * | 2016-08-30 | 2018-09-04 | 浙江威星智能仪表股份有限公司 | 一种基于字轮计数装置的计数器编码扩展方法 |
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| CN102629338B (zh) * | 2012-04-28 | 2014-06-18 | 昆明佳晓自来水工程技术股份有限公司 | 一种仪表编码字轮装置及编码方法 |
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