[发明专利]一种仪表编码字轮装置及编码方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种仪表编码字轮装置及其编码方法，尤其是智能水表和智能燃气表中的计数器光电编码字轮装置结构及编码方法技术领域。

背景技术

基于光电子的绝对角度编码技术已经逐渐应用于远传水表、远传气表等相关计量仪表中，其通过字轮光电编码技术把字轮圆周端面上的人工读数转换为光电信号编码，再通过解码转化为电子读数。但由于光电编码字轮旋转一周所产生的编码个数过少、分辨率过低或均匀度较差，导致计数器字轮在联动进位时，容易产生读数错误事件。比如：当水表用水量正从199过渡到200时，很有可能因为字轮进位时，字轮无法做到完全同步进位，误读为299或100。造成电子读数错误。近年来，已出现了高分辨率且角度均匀的编码字轮装置，但是其使用的编码器过于复杂，成本过高，生产工艺要求严格，产品稳定性差。

发明内容

本发明的目的是提供一种仪表编码字轮装置及编码方法，实现水表和燃气表的数据远传。通过使用本发明改造过的水表或燃气表即可以通过人工目视编码字轮读取数据，也可以通过编码字轮及相关电子系统自动把字轮读数远传到上位抄收平台或数据中心服务器。重要的是本发明通过一种低成本的方案实现了仪表字轮在联动进位时会出现的读数误差问题。其发明内容如下：

一种仪表编码字轮装置，包括光发射板、光接收板、解码电路板、编码字轮和字轮轴。本发明特征是，光发射板和光接收板分别置于编码字轮的两侧，与编码字轮的圆形码盘成平行状。

编码字轮包括以字轮轴心为中心的圆形码盘和环设于圆形码盘边缘的数字端面，数字端面上均匀分布有‘0’～‘9’的10个人工读数数字字符，数字端面的一侧分布了20个从动进位齿，数字端面的另一侧分布了2个主动进位齿(这是典型的机械计数器字轮结构，其优点是相邻字轮间能实现十进制联动进位，缺点是无法做到完全同步进位)。圆形码盘上以字轮轴心为中心设3个等半径的弧形透光槽，从字轮轴心向弧形透光槽边缘的引线将码盘分成六个扇形区域，分别是3个弧形透光槽区域和3个间于它们之间的间隔区域，所述六个扇形区域依次按顺序的角度比例为：9∶4∶3∶4∶3∶7，且角度偏差范围可以在正负3度之内，最大角度区域是弧形透光槽区域，或者是间于弧形透光槽区域之间的间隔区域。

光发射板和光接收板结构相同，在光发射板和光接收板上分别开设有与编码字轮的字轮轴心同轴心的轴孔，在轴孔上开设有导轴槽；光发射板和光接收板分别平行位于编码字轮的两侧并固定在解码电路板上；光发射板与编码字轮的弧形透光槽同半径的圆周上均匀分布有5个光发射器件，光接收板与编码字轮的弧形透光槽同半径的圆周上均匀分布有5个光接收器件，且光发射器件与其正对着的光接收器件一一配对，每对相配对的光发射器件和光接收器件之间的连线与字轮轴心线平行。

光发射板上的光发射器件、编码字轮上的圆形码盘和光接收板上的光接收器件构成绝对角度编码器。

当编码过程开始时，光发射板上的光发射器件按顺序轮流发光，若光发射器件正对着编码字轮的弧形透光槽，则光线通过弧形透光槽射到光接收板上与其配对的光接收器件，光接收器件再把其转换为电信号，作为编码的一种状态，假设为1，相反，若光发射器件正对着两个弧形透光槽之间的间隔区域，则光线被阻档，无法被与该光发射器件配对的光接收器件接收，这作为另一种状态，假设为0。这样，当5个光发射器件轮流发光一周，便可获得5个光接收器件的状态。这5个光接收器件的状态组合起来就形成一个编码，这个编码就决定了当前字轮所处的角度。也就决定了编码字轮的数字端面上的人工读数。

通过上面所述的编码方式，当编码字轮旋转一周，就会产生30个唯一编码值，若编码字轮的码盘、光发射板和光接收板按非偏差尺寸制作，则每个编码值所占的角度均为12度。每个编码在相邻位置编码的基础上变动一位，最终产生除00000和11111以外的30个5位二进制编码。这样，编码字轮的数字端面上的每个人工读数区域对应3个相邻的编码。

本发明的有益效果如下：

1、通过使用本发明的计量仪表即可以通过人工目视读取仪表数据，也可以通过电子系统读取仪表数据。