專利名稱：循環(huán)多進(jìn)制編碼直讀表碼盤裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及測(cè)量裝置，尤其是涉及遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)中讀取數(shù)據(jù)的直讀碼盤裝置。
技術(shù)背景 碼盤使用的是機(jī)械讀數(shù)，廣泛應(yīng)用于電度表、水表及燃?xì)獗淼葍x表中。為滿足遠(yuǎn)程抄數(shù)之需要，現(xiàn)有的遠(yuǎn)傳表分為干簧管式、霍爾元件式、光電編碼式等。前兩種方式是實(shí)時(shí)累計(jì)脈沖量，存在多脈沖或丟脈沖的問題，且需要實(shí)時(shí)通電，存在讀數(shù)不準(zhǔn)，功耗大的缺點(diǎn)；而現(xiàn)有的光電編碼方式則存在臨界狀態(tài)誤讀的嚴(yán)重缺陷，在臨界狀態(tài)(即碼盤顯示數(shù)值在兩整數(shù)之間)時(shí)，無法準(zhǔn)確讀數(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型采用以區(qū)別明顯的數(shù)碼輪識(shí)別面配合多進(jìn)制編碼技術(shù)，準(zhǔn)確讀取數(shù)碼輪的數(shù)值，其輸出的數(shù)值與碼盤窗口顯示數(shù)值一一對(duì)應(yīng)，提供一種真正的直讀碼盤。
本實(shí)用新型是一種循環(huán)多進(jìn)制編碼直讀表碼盤裝置，包括外殼、用于顯示被測(cè)介質(zhì)用量的數(shù)碼輪、位于數(shù)碼輪側(cè)面用于讀取數(shù)碼輪位置狀態(tài)的檢測(cè)探頭組的線路板、用于根據(jù)被測(cè)介質(zhì)用量變化驅(qū)動(dòng)數(shù)碼輪轉(zhuǎn)動(dòng)的牙輪以及進(jìn)行信號(hào)處理并將信號(hào)傳送至遠(yuǎn)端處理器中的信號(hào)處理電路板；所述檢測(cè)探頭組至少包括兩個(gè)檢測(cè)探頭，所述數(shù)碼輪軸向端面上設(shè)置有可相互區(qū)分的識(shí)別區(qū)，上述可相互區(qū)分的識(shí)別區(qū)為沿圓周方向設(shè)置，檢測(cè)探頭組上的檢測(cè)探頭以一定角度順序擺放。本實(shí)用新型的設(shè)計(jì)原理是數(shù)碼輪的軸向面是由可相互區(qū)分的識(shí)別區(qū)組成，并且可區(qū)分的識(shí)別區(qū)之間的過渡狀態(tài)也可以識(shí)別，所以在其側(cè)面固定的檢測(cè)探頭組隨數(shù)碼輪的轉(zhuǎn)動(dòng)可讀出不間斷編碼。而數(shù)碼輪的每個(gè)印刷數(shù)值總是對(duì)應(yīng)于識(shí)別區(qū)的特定位置，從而檢測(cè)探頭組的編碼輸出與數(shù)碼輪顯示數(shù)值一一對(duì)應(yīng)，因此無論數(shù)碼輪停在任何位置，讀出的數(shù)值都能與數(shù)碼輪顯示數(shù)值一致。
本實(shí)用新型循環(huán)多進(jìn)制編碼直讀表碼盤裝置設(shè)計(jì)科學(xué)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可實(shí)現(xiàn)性強(qiáng)，讀值準(zhǔn)確，任何時(shí)候抄讀的數(shù)值與碼盤窗口顯示的數(shù)值完全一致，是一種真正意義上的無源直讀碼盤。


圖1是本實(shí)用新型所述裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1所示數(shù)碼輪2的主視剖視示意圖；圖3是檢測(cè)探頭32采用光電耦合管的輸出特性圖(ΔIc-Δd)；圖4是本裝置中用到的編碼臺(tái)階面立體示意圖；圖5是本裝置實(shí)現(xiàn)循環(huán)多進(jìn)制編碼的示意圖；圖6是本裝置采用光電反射探頭時(shí)識(shí)別區(qū)7的示意圖。
圖7是本裝置具有階梯平面的數(shù)碼輪2展開示意圖圖8是本裝置探頭組輸出信號(hào)編碼劃分圖具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型循環(huán)多進(jìn)制編碼讀取數(shù)值的直讀碼盤的具體結(jié)構(gòu)由上面的附圖結(jié)合下面的實(shí)施例詳細(xì)給出。以下實(shí)施例均以含有三個(gè)檢測(cè)探頭的檢測(cè)探頭組為例說明。
從圖1、2可以清楚地看到，一種循環(huán)多進(jìn)制編碼直讀表碼盤裝置，包括外殼1、用于顯示被測(cè)介質(zhì)用量的數(shù)碼輪2、位于數(shù)碼輪2的側(cè)面用于讀取數(shù)碼輪2位置狀態(tài)帶檢測(cè)探頭組31的線路板3、用于根據(jù)被測(cè)介質(zhì)用量變化驅(qū)動(dòng)數(shù)碼輪2轉(zhuǎn)動(dòng)的牙輪4以及進(jìn)行信號(hào)處理并將信號(hào)傳送至遠(yuǎn)端處理器中的信號(hào)處理板5；所述檢測(cè)探頭組31至少包括兩個(gè)檢測(cè)探頭32，所述數(shù)碼輪2軸向端面上設(shè)置有可相互區(qū)分的識(shí)別區(qū)7，上述可相互區(qū)分的識(shí)別區(qū)7為沿圓周方向設(shè)置，檢測(cè)探頭32以相隔一定角度順序沿圓周擺放，所述檢測(cè)探頭組31中兩相鄰檢測(cè)探頭32之間所夾的圓心角度為60～90°，其中以72°為最佳。本實(shí)用新型循環(huán)多進(jìn)制編碼直讀碼盤裝置的設(shè)計(jì)原理是數(shù)碼輪2的軸向面有可相互區(qū)分的識(shí)別區(qū)7組成，所以在其側(cè)面固定的檢測(cè)探頭組31中的檢測(cè)探頭32隨數(shù)碼輪2的轉(zhuǎn)動(dòng)而輸出信號(hào)量發(fā)生變化。而數(shù)碼輪2的每個(gè)印刷數(shù)值總是對(duì)應(yīng)于識(shí)別區(qū)7的特定位置，這時(shí)，檢測(cè)探頭32的輸出量通過處理轉(zhuǎn)換成編碼，得到的一個(gè)探頭組的編碼與數(shù)碼輪2顯示數(shù)值一一對(duì)應(yīng)，因此無論數(shù)碼輪2停在任何位置，讀出的數(shù)值都能與數(shù)碼輪2顯示數(shù)值一致。
對(duì)于檢測(cè)探頭32的選用以及識(shí)別區(qū)7的設(shè)置方法可以有多種設(shè)計(jì)方案，以下方案均可以實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的發(fā)明目的其一如所述檢測(cè)探頭32為光電反射探頭，所述識(shí)別區(qū)7為可明顯區(qū)分反射強(qiáng)度的反射端面72。對(duì)于反射端面72可以設(shè)計(jì)多種方案，例如所述反射端面72為不同顏色的反射端面；所述反射端面72為相互間具有明顯色差同基調(diào)的反射端面；或者所述反射端面72為相互間具有明顯粗糙度差別的反射端面。
其二如所述檢測(cè)探頭組31為磁性探頭組，識(shí)別區(qū)7中的各識(shí)別區(qū)域分別設(shè)置有不同磁場(chǎng)強(qiáng)度的磁體，識(shí)別區(qū)7利用磁性探頭測(cè)量磁性物質(zhì)的磁場(chǎng)強(qiáng)度的不同拼成編碼面其三如所述檢測(cè)探頭組31為光電對(duì)射管探頭組，識(shí)別區(qū)(7)中的各識(shí)別區(qū)域分別為不同透光材料制成，識(shí)別區(qū)7可用介質(zhì)對(duì)光的透射性不同實(shí)現(xiàn)編碼面。
其四如圖1和圖2中所示，結(jié)合附圖詳細(xì)說明本實(shí)施例的工作原理，所述檢測(cè)探頭32為具有線性輸出特性、用于距離測(cè)量的探頭組，所述識(shí)別區(qū)7為不在一個(gè)平面上的臺(tái)階面71，所述檢測(cè)探頭32選用光電耦合器。數(shù)碼輪2的軸向面是由臺(tái)階面71組成，所以在其側(cè)面固定的檢測(cè)探頭32與臺(tái)階面71之間的距離隨數(shù)碼輪2的轉(zhuǎn)動(dòng)而變化，根據(jù)線性檢測(cè)探頭的特性，其輸出信號(hào)也呈線性。而數(shù)碼輪2的每個(gè)印刷數(shù)值總是對(duì)應(yīng)于臺(tái)階面71的特定位置，這時(shí)，通過三個(gè)檢測(cè)探頭①～③讀出距離數(shù)據(jù)，通過處理變換成編碼。得到的編碼與數(shù)碼輪2顯示數(shù)值一一對(duì)應(yīng)，因此無論字輪2停在任何位置，讀出的數(shù)值都能與數(shù)碼輪2顯示數(shù)值一致。
圖3為本實(shí)用新型中所述的檢測(cè)探頭32選用的一種光電耦合器，在圖中可以看到，光電耦合器輸出電流Ic與障礙物之間的距離d之間的關(guān)系，可以看出，在0.7mm＜d＜8mm時(shí)，Ic的變化接近線性變化，如圖8所示，通過對(duì)Ic進(jìn)行劃分界限，就可以分出0到4這五個(gè)碼。在圖4、5、6中有本實(shí)用新型的技術(shù)方案中使用的識(shí)別區(qū)7的立體圖樣，臺(tái)階分三級(jí)第一級(jí)碼定為0；第二級(jí)碼定為2；第三級(jí)碼定為4；第一級(jí)和第二級(jí)臺(tái)階之間時(shí)，碼定為1(如圖6中的③號(hào)探頭所處的位置)；第二級(jí)和第三級(jí)之間時(shí)，碼定為3(如圖6中的①號(hào)探頭所處的位置).于是每個(gè)檢測(cè)探頭就可以獲得一位五進(jìn)制數(shù)據(jù)，一個(gè)檢測(cè)探頭組就是3位五進(jìn)制數(shù)，共可產(chǎn)生125個(gè)編碼，本實(shí)用新型取其中的20個(gè)編碼。
在圖5中可以看到，本實(shí)用新型將三個(gè)檢測(cè)探頭以相隔72°的角度排列。對(duì)三個(gè)探頭進(jìn)行編號(hào)，如圖5中①②③號(hào)，在數(shù)碼盤2逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)的過程中，以①②③號(hào)順序排列，會(huì)出現(xiàn)如下表格1中的循環(huán)多進(jìn)制編碼。

如上表格1中所看到的編碼，偶數(shù)序號(hào)的編碼位置是平穩(wěn)位置，奇序號(hào)為中間進(jìn)位位置。一般情況下，從平穩(wěn)位置到進(jìn)位位置只有一位編碼變化，除了11號(hào)和17號(hào)編碼。所以編碼與數(shù)碼輪上的數(shù)字的一一對(duì)應(yīng)，區(qū)分度也很大，編碼間過度也很平滑。
將上述臺(tái)階面的第三級(jí)改為第一級(jí)，用四個(gè)同上相距72°的探頭可以得到下表的四位三進(jìn)制編碼

本實(shí)用新型的編碼方式還可以有以下幾種，可以根據(jù)探頭輸出信號(hào)的大小進(jìn)行等級(jí)劃分，可以劃分為三進(jìn)制、五進(jìn)制或七進(jìn)制，前面介紹的是五進(jìn)制的編碼方法，與上述五進(jìn)制編碼方式類似，對(duì)于三進(jìn)制碼，必須要有四個(gè)探頭，讀取四位三進(jìn)制進(jìn)行編碼；而對(duì)于七進(jìn)制碼時(shí)，需要至少兩個(gè)探頭讀取兩位七進(jìn)制碼進(jìn)行編碼。
對(duì)于輸出電流Ic的電子處理技術(shù)以及信號(hào)處理板5上的信號(hào)處理和傳輸技術(shù)均屬成熟技術(shù)，這里就不另行敘述。
權(quán)利要求1.一種循環(huán)多進(jìn)制編碼直讀表碼盤裝置，包括外殼(1)、用于顯示被測(cè)介質(zhì)用量的數(shù)碼輪(2)、位于數(shù)碼輪(2)的側(cè)面用于讀取數(shù)碼輪(2)位置狀態(tài)帶檢測(cè)探頭組(31)的線路板(3)、用于根據(jù)被測(cè)介質(zhì)用量變化驅(qū)動(dòng)數(shù)碼輪(2)轉(zhuǎn)動(dòng)的牙輪(4)以及進(jìn)行信號(hào)處理并將信號(hào)傳送至遠(yuǎn)端處理器中的信號(hào)處理板(5)；其特征在于所述檢測(cè)探頭組(31)至少包括兩個(gè)檢測(cè)探頭(32)，所述數(shù)碼輪(2)軸向端面上設(shè)置有可相互區(qū)分的識(shí)別區(qū)(7)，上述可相互區(qū)分的識(shí)別區(qū)(7)為沿圓周方向設(shè)置，檢測(cè)探頭(32)以相隔一定角度順序沿圓周擺放。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述循環(huán)多進(jìn)制編碼直讀碼盤裝置，其特征在于所述檢測(cè)探頭(32)為具有線性輸出特性、用于距離測(cè)量的探頭組，所述識(shí)別區(qū)(7)為不同高度的臺(tái)階面(71)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述循環(huán)多進(jìn)制編碼直讀碼盤裝置，其特征在于所述檢測(cè)探頭(32)選用光電耦合器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述循環(huán)多進(jìn)制編碼直讀碼盤裝置，其特征在于所述檢測(cè)探頭(32)為光電反射探頭，所述識(shí)別區(qū)(7)為可明顯區(qū)分反射強(qiáng)度的反射端面(72)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述循環(huán)多進(jìn)制編碼直讀碼盤裝置，其特征在于所述反射端面(72)為不同顏色的反射端面。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述循環(huán)多進(jìn)制編碼直讀碼盤裝置，其特征在于所述反射端面(72)為相互間具有明顯色差同基調(diào)的反射端面。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述循環(huán)多進(jìn)制編碼直讀碼盤裝置，其特征在于所述反射端面(72)為相互間具有明顯粗糙度差別的反射端面。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述循環(huán)多進(jìn)制編碼直讀碼盤裝置，其特征在于所述檢測(cè)探頭(32)為磁性探頭，識(shí)別區(qū)(7)中的各識(shí)別區(qū)域分別設(shè)置有不同磁場(chǎng)強(qiáng)度的磁體。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述循環(huán)多進(jìn)制編碼直讀碼盤裝置，其特征在于所述檢測(cè)探頭(32)為光電對(duì)射管探頭，識(shí)別區(qū)(7)中的各識(shí)別區(qū)域分別為不同透光材料制成。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述循環(huán)多進(jìn)制編碼直讀碼盤裝置，其特征在于所述檢測(cè)探頭組(31)中兩相鄰檢測(cè)探頭(32)之間所夾的圓心角度為60～90°。
專利摘要一種循環(huán)多進(jìn)制編碼直讀表碼盤裝置，包括外殼(1)、數(shù)碼輪(2)、讀取數(shù)碼輪(2)位置狀態(tài)帶檢測(cè)探頭組(31)的線路板(3)、牙輪(4)以及信號(hào)處理板(5)；所述檢測(cè)探頭組(31)至少包括兩個(gè)檢測(cè)探頭(32)，所述數(shù)碼輪(2)軸向端面上設(shè)置有可相互區(qū)分的識(shí)別區(qū)(7)，上述可相互區(qū)分的識(shí)別區(qū)(7)為沿圓周方向設(shè)置，檢測(cè)探頭(32)以相隔一定角度順序沿圓周擺放。檢測(cè)探頭32隨數(shù)碼輪2的轉(zhuǎn)動(dòng)而輸出信號(hào)量發(fā)生變化，檢測(cè)探頭32的輸出量通過處理轉(zhuǎn)換成編碼，得到的一個(gè)探頭組的編碼與數(shù)碼輪2顯示數(shù)值一一對(duì)應(yīng)，因此無論數(shù)碼輪2停在任何位置，讀出的數(shù)值都能與數(shù)碼輪2顯示數(shù)值一致。
文檔編號(hào)G01D13/00GK2775612SQ200520054379
公開日2006年4月26日 申請(qǐng)日期2005年1月26日 優(yōu)先權(quán)日2005年1月26日
發(fā)明者張志敏, 曲桂雙 申請(qǐng)人:深圳市迪艾華科貿(mào)有限公司