专利名称：计量表计数器远传直读式编码器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及计量表数据远传系统领域，尤其是一种适用于湿 式、干式水表或气表等传统机械计量表的计数器远传直读式编码器。
背景技术：
目前，适用于湿式、干式水表或气表等传统机械计量表的光电编 码技术采集字轮信息的编码器种类繁多，归纳起来主要在两方面仍存 在缺陷
一、 字轮码盘的设计不合理。由于忽视了每个字轮由2个主动齿
和20个从动齿构成多位字轮的进位联动，也即字轮每次应按360° + (20X2) =9°步进，因此，编码字轮的透光孔槽及各孔槽两两之 间隔对应的圆心角也应是9。的公倍数，否则当字轮转动处于进位临 界状态时，由于相邻两组二进制编码变化位数多于1位导致字轮读码 不稳定而告失败，从而影响了远传直读表尤其是直读水表及直读气表 的推广与应用。
二、 光电采样点的设置不合理。无论是透射还是反射式光电采样 模式，在有限(一般为5组、6组或7组)的采样点的前提下，未能 尽可能多地获取字轮完整的角度位置信息，特别是当字轮转动处于进 位临界状态时角度位置信息；对光电管的排布设置没有突破性的新思路，这就导致了在狭小的计数器透明字轮盒结构中难以拆、装光电管 及其线路板，使得生产过程工艺要求过高，产品一致性检测难于实现， 从而不可能规模投入生产。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是弥补上述现有技术的不足，提 出一种读数稳定准确，生产加工简单、出厂一致性检测方便的计量表 计数器远传直读式编码器。
本实用新型的计量表计数器远传直读式编码器通过以下技术方 案予以解决。
这种计量表计数器远传直读式编码器包括 .
透明字轮盒，通过字轮轴安装在透明字轮盒内的若干编码字轮， 通过轮轴平行安装在编码字轮一侧与编码字轮相对应的多个进位耦 合轮，安装在各编码字轮两侧的发射管线路板和接收管线路板，设置 在发射管线路板上的光电发射管和设置在接收管线路板上的光电接
收管形成的光电采样点；所述编码字轮的一侧环形圆周面上均布20
个进位从动齿、另一侧环形圆周面适当位置上设置2个进位主动齿；
各编码字轮的轮辐等半径同心圆周上均设有三段透光孔槽；编码字轮
环形圆柱面上顺序均布可供人工读数用的0 9十个数字。
这种计量表计数器远传直读式编码器的特点是-编码字轮上的三段透光孔槽的对应圆心角分别是a i为63°
±3° 、 (12为90° ±3° 、 a:,为27。 ±3° ，三段透光孔槽的间距依次分别是卜为27。 ±3° 、卜为63° ±3° 。
编码字轮上的三段透光孔槽的对应圆心角也可分别是a ,为27° ±3° 、 Gt2为9(T ±3° 、 ct3为63。 ±3° ，三段透光孔槽的间距依 次分别是卜为63。 ±3° 、 62为27° ±3° 。
编码字轮上的三段透光孔槽的对应圆心角还可分别是a ,为45° ±3° 、 ^为90° ±3° 、 a3为45。 ±3° ，三段透光孔槽的间距依 次分别是卜为45。 ±3° 、 32为45° ±3° 。
所述编码字轮两侧与三段透光孔槽同心等半径R的圆弧上设有 五对由光电发射管和光电接收管形成的五个光电采样点，所述光电发 射管或光电接收管可在小于180°半圆周上等距分布，各光电采样点 之间距对应的圆心角为36° 。
所述发射管线路板和接收管线路板分别开设有可卡于字轮轴的 开口槽。
本实用新型计量表计数器远传直读式编码器的设计原理是通过 上述结构确定编码字轮上的数字示值、进位从动齿、进位主动齿以及 三段透光孔槽四者之间的相对空间关系；电子转换采用光电发射管与 光电接收管对射的方式，光电发射管每扫描一次，与装在编码字轮另 一侧的光电接收管形成对射态势，编码字轮每旋转一周，安装在编码 字轮两侧的五对光电发射管、光电接收管必然由于编码字轮的透空与 阻断，使光电采样点得到不同的电平信号， 一个编码字轮对应的光电 接收管接收到的所有输出构成这个编码字轮的五位二进制角度编码 信息，从而根据编码字轮的实际角度位置即可得到编码字轮相应位置上的示值，在对所有编码字轮依次判断并结合各位的进位信息后，即
可得到表计当前示值。本实用新型五位二进制编码为30组首尾相连 的循环编码，编码表头取决于计数器结构。
本实用新型的有益效果是
1、 提高编码字轮编码精度，读数稳定准确；
2、 字轮逢"9"进"0"低位向高位进位读数，由于相邻二进制 编码两两之间只有1位不同，使得读数判断稳定准确；
3、 对计数器装配工艺要求降低，适合规模生产；
4、 根据光电管及编码字轮之间相对尺寸的大�。腹饪撞哿蕉� 可能有0 ±3°的调整，不会影响读数的稳定与准确；
5、 光电管可在小于180。半圆周上等距分布；
6、 半开口槽的线路板更容易适应各种型号结构计数器的装配要求。
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型进一步说明。
图1是计量表计数器远传直读式编码器的结构示意图2是计量表计数器远传直读式编码器的编码字轮角度信息光
电编码实施结构示意图3是计量表计数器远传直读式编码器的编码字轮结构示意图； 图4是计量表计数器远传直读式编码器的发射管线路板和接收
管线路板及光电管装配结构示意图。附图标记说明透明字轮盒l，进位从动齿2，第一透光孔槽3，
第二透光孔槽4，第三透光孔槽5，进位主动齿6，编码字轮7，发射 线路板8、接收线路板9，进位耦合轮IO，进位耦合轮轴ll，字轮轴 12，光电发射管13，光电接收管14，开口槽15、 16。
具体实施方式
实施例1:从图1可清楚地看到计量表计数器远传直读式编码器 由透明字轮盒1、若干不透明编码字轮7、字轮轴12、进位耦合轮10、 进位耦合轮轴11和发射管线路板8、接收管线路板9组成，所述若 干编码字轮7通过字轮轴12间隔排列安装在透明字轮盒1内，与各 编码字轮7配合的各进位耦合轮10通过与字轮轴12平行的进位耦合 轮轴11安装在编码字轮7圆周外之透明字轮盒1内。
所述编码字轮7的一侧环形圆周面上均布20个进位从动齿2、 另一侧环形圆周面适当位置上设置2个进位主动齿6 (见图2);编码 字轮7的轮辐等半径R同心圆周上均设有第一透光孔槽3、第二透光 孔槽4和第三透光孔槽5(如图3所示)，第一透光孔槽3对应圆心 角c^为63。 ±1° ，第二透光孔槽4对应圆心角ct2为90° ±1° ， 第三透光孔槽5对应圆心角a:,为27° ±1° ;第一透光孔槽3与第 二透光孔槽4的间隔圆心角^为27° ±1° 、第二透光孔槽4与第 三透光孔槽5的间隔圆心角卜为63° ±1° ;各编码字轮7环形圆 柱面上顺序均布可供人工读数用的0 9十个数字。
所述发射管线路板8和接收管线路板9结构如图4所示，发射管线路板8和接收管线路板9分别均开设有可卡于字轮轴12的开口槽 15、 16，发射管线路板8和接收管线路板9上对应于编码字轮7上透 光孔槽之同心等半径R圆弧上分别设有对应的5个光电发射管13和 5个光电接收管14， 5个光电发射管13的间隔圆心角均为36° ， 5 个光电接收管14的间隔圆心角均为36° ， 5个光电发射管13或5个 光电接收管14可在36。 X4 = 144° <180°小半圆周上等距分布。
所述发射管线路板8、接收管线路板9设置在编码字轮7的两侧， 并焊装固定在透明字轮盒1之盒体上的母板上，编码字轮7与发射管 线路板8和接收管线路板9的装配关系如图2所示，发射管线路板8 和接收管线路板9上相对应设置的5个光电发射管13和5个光电接 收管14构成5个光电采样点。
本计量表计数器远传直读式编码器的工作过程当编码字轮7逢 9过0即要向高位进位时，借助装在进位耦合轮轴11上的进位耦合 轮10，编码字轮7上的进位主动齿6推动下一位编码字轮7的进位 从动齿2完成进位；编码字轮7旋转一周，安装在编码字轮7两侧的 发射管线路板8及接收管线路板9上的五对光电发射管13、光电接 收管14必然由于编码字轮7的透空与阻断，光电接收管14采样得到 不同的电平信号， 一位编码字轮7对应光电接收管14的所有输出状 态构成这个编码字轮7的五位二进制角度编码信息，从而根据编码字 轮7的实际角度位置，即可得到编码字轮7相应位置上的示值。本实 用新型五位二进制编码为30组首尾相连的循环编码，编码表头取决 于计数器结构。本实施例中已确定结构的编码字轮7及指定编号(如图4所示)的光电发射管13、光电接收管14形成的编码器，其以0 起始至9 (含半位信息)的编码表如下(以十六进制简化表示)13H、 17H、 07H、 06H、 OEH、 OFH、 ODH、 1DH、 1FH、 1BH、 1AH、 1EH、 16H、 14H、 1CH、 OCH、 08H、 18H、 19H、 IIH、 IOH、 12H、 02H、 OOH、 04H、 05H、 OIH、 09H、 OBH、 03H。由此可见，任意相邻二进制编码两两之 间只有1位也仅有1位不同，克服了编码字轮7转动处于进位临界状 态时，读码不稳定的缺陷。
实施例2:例举的计量表计数器远传直读式编码器结构与实施例 l基本相同，区别仅在于编码字轮7上第一透光孔槽3对应圆心角 a,为27。 ±2° ，第二透光孔槽4对应圆心角ci2为90° ±2° ，第 三透光孔槽5对应圆心角a:,为63° ±2° ;第一透光孔槽3与第二 透光孔槽4的间隔圆心角卜为63。 ±2° 、第二透光孔槽4与第三 透光孔槽5的间隔圆心角卜为27。 ±2° 。
其工作过程与实施例l相同。
实施例3:例举的计量表计数器远传直读式编码器结构与实施例 l基本相同，区别仅在于编码字轮7上第一透光孔槽3对应圆心角 a,为45。 ±3° ，第二透光孔槽4对应圆心角ct2为90° ±3° ，第 三透光孔槽5对应圆心角ci3为45° ±3° ;第一透光孔槽3与第二 透光孔槽4的间隔圆心角^为45。 ±3° 、第二透光孔槽4与第三 透光孔槽5的间隔圆心角^为45。 ±3° 。其工作过程与实施例l相同。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一 步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对 于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新 型构思的前提下，其架构形式能够灵活多变，可以派生系列产品。只 是做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型由所提交的 权利要求书确定的专利保护范围。
权利要求1、一种计量表计数器远传直读式编码器，包括透明字轮盒，通过字轮轴安装在透明字轮盒内的若干编码字轮，通过轮轴平行安装在编码字轮一侧与编码字轮相对应的多个进位耦合轮，安装在各编码字轮两侧的发射管线路板和接收管线路板，设置在发射管线路板上的光电发射管和设置在接收管线路板上的光电接收管形成的光电采样点；所述编码字轮的一侧环形圆周面上均布20个进位从动齿、另一侧环形圆周面适当位置上设置2个进位主动齿；各编码字轮的轮辐等半径R同心圆周上均设有三段透光孔槽；编码字轮环形圆柱面上顺序均布可供人工读数用的0～9十个数字，其特征在于所述编码字轮上的三段透光孔槽的对应圆心角分别是α1为63°±3°、α2为90°±3°、α3为27°±3°，三段透光孔槽的间距依次分别是β1为27°±3°、β2为63°±3°；所述编码字轮两侧与三段透光孔槽同心等半径R的圆弧上设有五对由光电发射管和光电接收管形成的五个光电采样点，所述光电发射管或光电接收管可在小于180°半圆周上等距分布，各光电采样点之间距对应的圆心角为36°。
2、 一种计量表计数器远传直读式编码器，包括透明字轮盒， 通过字轮轴安装在透明字轮盒内的若干编码字轮，通过轮轴平行安装 在编码字轮一侧与编码字轮相对应的多个进位耦合轮，安装在各编码 字轮两侧的发射管线路板和接收管线路板，设置在发射管线路板上的光电发射管和设置在接收管线路板上的光电接收管形成的光电采样点；所述编码字轮的一侧环形圆周面上均布20个进位从动齿、另一侧环形圆周面适当位置上设置2个进位主动齿；各编码字轮的轮辐等 半径R同心圆周上均设有三段透光孔槽；编码字轮环形圆柱面上顺序 均布可供人工读数用的0 9十个数字，其特征在于编码字轮上的三段透光孔槽的对应圆心角也可分别是a i为27° ±3° 、 02为90° ±3° 、 ci:,为63。 ±3° ，三段透光孔槽的间距依 次分别是卜为63。 ±3° 、卜为27° ±3° ;所述编码字轮两侧与三段透光孔槽同心等半径R的圆弧上设有 五对由光电发射管和光电接收管形成的五个光电采样点，所述光电发 射管或光电接收管可在小于180°半圆周上等距分布，各光电采样点 之间距对应的圆心角为36。。
3、 一种计量表计数器远传直读式编码器，包括透明字轮盒， 通过字轮轴安装在透明字轮盒内的若干编码字轮，通过轮轴平行安装 在编码字轮一侧与编码字轮相对应的多个进位耦合轮，安装在各编码 字轮两侧的发射管线路板和接收管线路板，设置在发射管线路板上的 光电发射管和设置在接收管线路板上的光电接收管形成的光电采样 点；所述编码字轮的一侧环形圆周面上均布20个进位从动齿、另一 侧环形圆周面适当位置上设置2个进位主动齿；各编码字轮的轮辐等 半径R同心圆周上均设有三段透光孔槽；编码字轮环形圆柱面上顺序 均布可供人工读数用的0 9十个数字，其特征在于编码字轮上的三段透光孔槽的对应圆心角还可分别是a为45°±3° 、 (12为90° ±3° 、 (13为45° ±3° ，三段透光孔槽的间距依 次分别是卜为45。 ±3° 、卜为45° ±3° ;所述编码字轮两侧与三段透光孔槽同心等半径R的圆弧上设有 五对由光电发射管和光电接收管形成的五个光电采样点，所述光电发 射管或光电接收管可在小于180°半圆周上等距分布，各光电采样点 之间距对应的圆心角为36。。
4、根据权利要求1或2或3所述的计量表计数器远传直读式编 码器，其特征在于发射管线路板和接收管线路板分别开设有可卡于字轮轴的开口槽。
专利摘要一种计量表计数器远传直读式编码器，包括透明字轮盒，若干编码字轮，与编码字轮相对应的多个进位耦合轮，各编码字轮的轮辐等半径R同心圆周上设有三段透光孔槽；编码字轮环形圆柱面上顺序均布0～9十个数字，其特征在于所述编码字轮上的三段透光孔槽的对应圆心角分别是α<sub>1</sub>为63°±3°、α<sub>2</sub>为90°±3°、α<sub>3</sub>为27°±3°，三段透光孔槽的间距依次分别是β<sub>1</sub>为27°±3°、β<sub>2</sub>为63°±3°；编码字轮两侧与三段透光孔槽同心等半径R的圆弧上设有五个光电采样点。其有益效果是提高编码字轮编码精度，读数稳定准确；字轮逢“9”进“0”低位向高位进位读数稳定准确；对计数器装配工艺要求降低，适合规模生产。
文档编号G01F15/06GK201229179SQ20082009583
公开日2009年4月29日 申请日期2008年7月25日 优先权日2008年7月25日
发明者健 陈 申请人:健 陈
专业数控铣床产品供应商
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