[发明专利]一种电感感应式数据采集装置及其采集方法

权利要求书

1.一种电感感应式数据采集装置，包括若干个字轮(7)，其特征在于：还包括微处理器(1)、电源模块(2)、多路选择开关(3)、LC阻尼转换模块(4)以及与每个字轮(7)对应的字轮检测模块，所述字轮检测模块包括异型金属钣金件(5)和感应线圈(6)，所述异型金属钣金件(5)设置在对应字轮(7)的外圈表面，所述异型金属钣金件(5)的变形与字轮(7)外圈的数字相对应，所述感应线圈(6)设置在对应字轮(7)的正上方，所述LC阻尼转换模块(3)包括电阻R1、电阻R2、电容C1、二极管D1和比较器U1，所述感应线圈(6)的两端分别与多路选择开关(3)的两个对应输入端电连接，所述多路选择开关(3)的第一公共输出端与电容C1一端和电阻R1第一端电连接，电阻R1第二端与比较器U1的同相输入端电连接，比较器U1的反相输入端与电源模块(2)电连接，比较器U1的输出端与微处理器(1)的输入端电连接，多路选择开关(3)的第二公共输出端与电容C1另一端、电阻R2一端和二极管D1阴极电连接，二极管D1阳极与微处理器(1)的第一输出端电连接，电阻R2另一端与微处理器(1)的第二输出端电连接，所述微处理器(1)还分别与多路选择开关(3)的控制端和电源模块(2)电连接。

2.根据权利要求1所述的一种电感感应式数据采集装置，其特征在于：所述LC阻尼转换模块(4)还包括电阻R3和电容C2，多路选择开关(3)的第二公共输出端与电容C2一端和电阻R3一端电连接，电容C2另一端和电阻R3另一端都接地。

3.根据权利要求1或2所述的一种电感感应式数据采集装置，其特征在于：所述LC阻尼转换模块(4)还包括电阻R4、电阻R5、电阻R6、电容C3、电容C4和二极管D2，所述电阻R1第二端与二极管D2阳极电连接，二极管D2阴极与电容C3一端、电阻R4一端和比较器U1的同相输入端电连接，电容C3另一端与电阻R5一端电连接，电阻R4另一端与电容C4一端和电阻R6一端电连接，电阻R5另一端、电容C4另一端和电阻R6另一端都接地。

4.根据权利要求1或2所述的一种电感感应式数据采集装置，其特征在于：所述多路选择开关(3)包括若干个开关管，所述开关管的控制端与微处理器(1)电连接，每个感应线圈(6)与两个开关管相对应，每个感应线圈(6)的两端分别与对应的两个开关管的第一导通端电连接，两个开关管的第二导通端分别与多路选择开关(3)的第一公共输出端和第二公共输出端电连接。

5.根据权利要求1或2所述的一种电感感应式数据采集装置，其特征在于：所述异型金属钣金件(5)为电感渐变的不封闭圆环结构，其圆心与字轮(7)同心。

6.根据权利要求1或2所述的一种电感感应式数据采集装置，其特征在于：所述感应线圈(6)为方形螺旋线结构。

7.根据权利要求1或2所述的一种电感感应式数据采集装置，其特征在于：所述感应线圈(6)与其对应的字轮(7)上的异型金属钣金件(5)之间的距离大于0小于等于2mm。

8.一种电感感应式数据采集方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：微处理器通过多路选择开关使需要检测的字轮对应的感应线圈与LC阻尼转换模块连通；

S2：微处理器的第二输出端输出高电平，第一输出端输出一个触发脉冲，电容C1充电，电容C1与感应线圈形成LC阻尼振荡，LC阻尼振荡信号从比较器U1的同相输入端输入；

S3：比较器U1将LC阻尼振荡信号电压与反向输入端输入的参考电压Vref进行比较，如果LC阻尼振荡信号电压大于参考电压Vref，则比较器U1输出高电平，否则比较器U1输出低电平，比较器U1输出一个方波到微处理器；

S4：微处理器检测方波的高电平时间T，并根据该高电平时间T计算出位于感应线圈正下方的字轮数字。

9.根据权利要求9所述的一种电感感应式数据采集方法，其特征在于，所述步骤S4中根据高电平时间T计算出位于感应线圈正下方的字轮数字的方法包括以下步骤：

S41：读取预先检测的字轮数字n位于感应线圈正下方时采集到的方波高电平时间Zn，n＝0，1，2，3……9；

S42：当T＞(Z0+Z1)/2，字轮数字0位于感应线圈正下方；

当(Z0+Z1)/2≥T＞(Z1+Z2)/2，字轮数字1位于感应线圈正下方；

当(Z1+Z2)/2≥T＞(Z2+Z3)/2，字轮数字2位于感应线圈正下方；

当(Z2+Z3)/2≥T＞(Z3+Z4)/2，字轮数字3位于感应线圈正下方；

当(Z3+Z4)/2≥T＞(Z4+Z5)/2，字轮数字4位于感应线圈正下方；

当(Z4+Z5)/2≥T＞(Z5+Z6)/2，字轮数字5位于感应线圈正下方；

当(Z5+Z6)/2≥T＞(Z6+Z7)/2，字轮数字6位于感应线圈正下方；

当(Z6+Z7)/2≥T＞(Z7+Z8)/2，字轮数字7位于感应线圈正下方；

当(Z7+Z8)/2≥T＞(Z8+Z9)/2，字轮数字8位于感应线圈正下方；

当T≤(Z8+Z9)/2，字轮数字9位于感应线圈正下方。