一种字轮编码器及直读方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN106643822A(43)申请公布日2017.05.10(21)申请号201611208925.0(22)申请日2016.12.23(71)申请人艾特仪表科技（深圳）有限公司地址518055广东省深圳市南山区桃园街道红花岭工业区第5区A栋209号(72)发明人韩磊张维新(74)专利代理机构成都华风专利事务所(普通合伙)51223代理人徐丰(51)Int.Cl.G01D5/20(2006.01)G06M1/272(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图2页(54)发明名称一种字轮编码器及直读方法(57)摘要一种仪表字轮编码器及字轮示值的读出方法，利用字轮上导电带宽度对其附近电感线圈电感值的影响，精确测定字轮角度，实现字轮示值的读取，只需要最少两个电感线圈，并且电感线圈是由印制电路板上的铜箔制成，简单可靠且成本低廉，解决了现有光电编码器抗光干扰问题和进位过渡问题。本方法适用于对机械字轮组的示值进行读出的仪表，尤其是直读式的干式水表、湿式水表、热量表或燃气表。CN106643822ACN106643822A权利要求书1/1页1.一种计量仪表字轮编码器，包括塑料字轮、单片机、电感数字转换器、多路模拟开关和若干电感线圈，其特征在于：上述塑料字轮按照一定规律嵌入导电带，配合至少两个与导电带靠近的电感线圈，所述导电带嵌入在字轮圆柱体的柱面上，所述两个电感线圈以90度的夹角围绕字轮轴安置；电感数字转换器通过测量上述电感线圈受导电带的影响程度，精确测定字轮的旋转角度，得到字轮的示值。2.计量仪表字轮示值的识读的方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1：单片机控制多路模拟开关逐一接通每个电感线圈到电感数字转换器；步骤2：电感数字转换器对电感线圈的电感值进行测量；步骤3：单片机由测得的电感值计算电感线圈所处位置对应的导电带宽度值；不走4：根据一个字轮对应的两个以上的电感线圈所得两个以上的宽度值，即可唯一地确定该字轮的角度即该字轮的示值；步骤5：组合所有字轮示值，转换成所需数据格式输出。3.根据权利要求1所述的字轮编码器，其特征在于：所述塑料字轮嵌入的导电带是在字轮圆柱体的顶部或底部。4.根据权利要求1所述的字轮编码器，其特征在于：所述导电带是铝箔、铜箔、不锈钢薄板或电镀导电层。5.根据权利要求1所述的字轮编码器，其特征在于：所述电感数字转换器、多路模拟开关与单片机集成在单片集成电路中。6.根据权利要求1所述的字轮编码器，其特征在于：所述电感线圈及单片机等电子部件封装在绝缘材料中。7.根据权利要求1所述的字轮编码器，其特征在于：所述电感线圈由印制电路板上的铜箔制成。2CN106643822A说明书1/3页一种字轮编码器及直读方法技术领域[0001]本发明涉及一种计量仪表字轮编码器及字轮示值的读出方法，特别是将水表、热表、气表、电表等仪表的机械计数字轮示值转换成数字信号的编码方法。背景技术[0002]目前远程抄表系统中常用的一种技术，是将机械字轮的示值转换为数字信号后进行数据通信，完成该转换的方式一般有电阻式、光电式、摄像式等，目前普遍采用的是字轮光电编码方式，普通的光电编码器由一个处理电信号的单片机、几个字轮、与每个字轮配合的几个光电传感器组成，在字轮上制作透光编码条，光电传感器的光路可穿透这些编码条，字轮的角度位置决定这些编码条的位置，几个光电传感器利用光路的通断来检测这些编码条的位置，由单片机根据通断组合识别出字轮位置，从而解析出字轮上的0到9十个数字，完成数据采集，再转换成规定格式的数据输出。典型的燃气表用光电编码器需采集5位数字，每位数字需要5个光电传感器，即一个燃气表光电编码器需要25个光电传感器。制造成本较高。[0003]光电编码器只在读取字轮示值时供电，有利于整个抄表系统的电源解决方案，得到了广泛应用，但光电编码器有其不足：通常光电传感器由发光管和光敏管配对组成，光敏管的导通与否是以其导通电流阈值判定的，当受到干扰时，例如受到外界光照射时，光敏管会有导通电流，如果外界光足够强，光敏管的导通程度会使导通电流超过阈值，使单片机误判为“通”；另一方面，如果提高电流阈值，光敏管在应当导通时，则可能由于光衰或气泡或其他干扰使得光敏管导通电流没有超过阈值，误判为“断”。此外，字轮在进位的过渡阶段，其数值不确定，加上计数器零件的加工误差和装配误差，存在误读或重复码的可能。[0004]解决方法之一是如发明专利申请号201310221726.3公开的方法，在数字字轮之外另设相等数量的编码字轮，并使两种字轮联动，在编码字轮上配置编码图案，由光电直读模块对这些图案进行采集和识别，得出最终数据。该方案可以消除普通光电编码器可能误读的缺点，但增加了传动过程，使得结构复杂，影响可靠