[發明專利]一種儀表編碼字輪裝置及編碼方法

無效

• 申請號: 201210131011.4
• 申請日: 2012-04-28
• 公開（公告）號: CN102629338A
• 公開（公告）日: 2012-08-08
• 發明（設計）人: 費敏;何俊鋼
• 申請（專利權）人: 昆明佳曉自來水工程技術有限公司
• 主分類號: G06M1/272
• 分類號: G06M1/272
• 代理公司: 昆明大百科專利事務所 53106
• 代理人: 何健

技術領域

本發明涉及一種儀表編碼字輪裝置及其編碼方法，尤其是智能水表和智能燃氣表中的計數器光電編碼字輪裝置結構及編碼方法技術領域。

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過于復雜，成本過高，生產工藝要求嚴格，產品穩定性差。

發明內容

本發明的目的是提供一種儀表編碼字輪裝置及編碼方法，實現水表和燃氣表的數據遠傳。通過使用本發明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。重要的是本發明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。其發明內容如下：

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。本發明特征是，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∶4∶3∶4∶3∶7，且角度偏差范圍可以在正負3度之內，最大角度區域是弧形透光槽區域，或者是間于弧形透光槽區域之間的間隔區域。

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，在軸孔上開設有導軸槽；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均勻分布有5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均勻分布有5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0。這樣，當5個光發射器件輪流發光一周，便可獲得5個光接收器件的狀態。這5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，當編碼字輪旋轉一周，就會產生30個唯一編碼值，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，則每個編碼值所占的角度均為12度。每個編碼在相鄰位置編碼的基礎上變動一位，最終產生除00000和11111以外的30個5位二進制編碼。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。

本發明的有益效果如下：

1、通過使用本發明的計量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。