機械轉輪式計數器的電子數位化讀取方法

2023-09-16 14:40:30

專利名稱：機械轉輪式計數器的電子數位化讀取方法
技術領域：
本發明涉及數據識別，具體是識別轉輪式計數器數字的方法以及相應的裝置。
機械轉輪式計數器廣泛應用於電錶(專用名稱計度器)、氣表、裡程表以及其它累計式計量儀表上，由於其結構簡單及工作可靠而穩定，在相當一段歷史時期內，都是一個不可替代的計量方式。然而，由於技術的發展，要求該計量儀器能以電子數位化方式輸出計量結果，以便加以遠程傳輸或直接送到電腦進行數據處理，而這類儀表由於沒有相應的電子數位化輸出設備從而給計量自動化帶來了重大問題。對於該類設備的數位化，當前的解決辦法是通過脈衝式計數進行數位化處理，即通過對該儀表某一轉動部件的轉動次數通過光、磁或諧振感應方式等進行脈衝輸出計量，每轉動一次便輸出一個脈衝或脈衝組再由單片計算機進行數位化處理並加以累計和存儲。這種方式存在以下缺點一、該脈衝數位化方式不是在計量儀表上讀取計量結果，而是重新進行電子式計量，這樣，便形成了在同一儀表上進行了二重計量(即原有的機械式計量和附加的脈衝式計量)。所輸出的電子數字並非原儀表的計量結果，而是附加電子計量的結果。
二、電子計量方式易受幹擾，如雷電、電源波動以及各種工頻電流對線路的幹擾等等，從而影響計量的準確性。而每一次受幹擾所產生的誤計量都永久性存在於計量的結果中，換言之，計量錯誤會進行積累。
三、必需進行底度數初始化處理。由於脈衝式計量只是過程的計量，其最終計量必須交由計算機(或單片機)進行處理和存儲，所以每個計量儀表均需進行電子化底度處理。這在許多情況下(如大批電度表安裝時)是很不方便的。
四、脈衝計量裝置必須保證在計量的全過程中始終處於工作狀態，一些計量儀表是處於長年累月的無間斷工作的(如電度表、水錶、氣表等)，相應脈衝計量裝置也必須對應地連續工作，因此產生了兩個問題1．相應的電子設備必須保證長期連續基本無差錯工作，否則，其計量結果會有很大的出入；2．長期連續工作不可避免地產生器件的壽命問題，特別是傳感器尤其如此。
本發明的目的在於克服現有技術存在的缺陷，提供一種機械轉輪式計數器的電子數字讀取方法，該方法結合計算機使用，便可直接讀取儀表上的計量結果。
本發明目的實現的方案是按下述構思進行的根據轉輪式計數器數碼輪上的數碼所處於的物理位置判斷該轉輪的當前讀數，也就是將儀表上數碼輪的當前數碼的讀數功能，轉化為對數碼輪的當前位置的判斷。此構思的具體方案是將十進位制計數器的每一數碼輪的周邊分成十格，分別代表0、1、2、3、4、5、6、7、8、9，各格按一定規則分別塗上吸光材料或反光材料，或按一定規則在部分格上裝置有磁性材料或磁感應材料，在每一數碼輪的某一部位利用外部結構固定四個開關量式傳感器(即只反映0、1狀態的傳感器)，當數碼輪處於不同位置時，一列四個傳感器所反映的狀態各不相同，各列傳感器傳感出來的信號經整形處理得到標準的數字波形，該波形經輸出送至計算機進行處理便實現數碼輪的數字識別。
本發明所指的傳感器是光電式或磁感應式或電感式(即諧振式)。
通常機械式計數器是由4-8個數碼輪構成，中間用進位輪加以連接，構成一個4-8位的十進位計數器。本發明同樣需要布置相應的(4-8)×4的傳感器陣列，每一列(4個)傳感器負責一個數碼輪的數字識別。多少個數碼輪需要多少列傳感器。
本發明採用四個開關量傳感器識別數碼轉輪裝置，進而實現電子直接讀取數字的方法，不易受雷電、電源波動等因素的幹擾，準確性高，使用方便，壽命長，更不會產生誤計量的歷史積累。
以下結合具體實施方法對本發明進一步描述。


圖1是本發明計數器數碼輪徑向剖面示意圖。
圖2是本發明單片計算機識別電路圖。
如圖1所示，在數碼輪1的上方固定有4個只反映0、1狀態的反射式光電對管傳感器2。數碼輪1周邊共分10格，分別代表0、1、2、3、4、5、6、7、8、9，每格按圖1所示方式分別塗上黑色(吸光材料)和白色(反光材料)。當某一格是白時(即光反射時)，傳感器2的狀態為1，黑時為0。數碼輪l每轉動一格，傳感器的狀態都發生相應的變化。以人眼觀察的讀數加以位置一一對應，便實現將數碼輪1的讀數變成對數碼輪1位置的判斷，其結果如下表所示讀數傳感器狀態傳感器輸出波形A B C DABCD01 0 1 110 1 1 021 1 0 031 0 0 140 0 1 150 1 1 161 1 1 071 1 0 181 0 1 090 1 0 1顯然，各傳感器所顯示的狀態是非常便於電子化數字處理的。傳感器傳感出來的信號只需通過簡單的整形便可得到標準的方波數字波形。所輸出的波形只需送到單片計算機進行簡單處理便完成了一個數碼輪的數字識別過程。本實施例以五位數(五個數碼輪)計算器為例，其計算機的整個識別電路如圖2所示。
權利要求
1．一種機械轉輪式計數器的電子數位化讀取方法，其特徵是將儀表上數碼轉輪的當前數碼的讀數功能，轉化為對數碼輪的當前位置的判斷，即將十進位制計數器的每一數碼輪的周邊分成十格，分別代表0、1、2、3、4、5、6、7、8、9，各格按一定的規則分別塗上吸光材料或反光材料，或按一定規則在部分格上裝置有磁性材料或磁感應材料，在每一數碼輪的某一部位利用外部結構固定四個開關量式傳感器，當數碼輪處於不同位置時，每列四個傳感器所反映的狀態各不相同，各列傳感器傳感出來的信號經整形處理得到標準的數字波形，該波形經輸出送至單片計算機進行處理便實現數碼輪的數字識別。
2．按照權利要求1所述機械轉輪式計數器的電子數位化讀取方法，其特徵是在數碼輪的1、3、6、7格塗上黑色，在0、2、4、5、8、9格塗上白色時，數碼輪的數字讀取方式如下讀數傳感器狀態傳感器輸出波形A B C D ABCD01 0 1 110 1 l 021 1 0 031 0 0 140 0 1 150 1 1 161 1 1 071 1 0 181 0 1 090 1 0 1
3．一種實現權利要求1或2所述方法配套使用的機械轉輪式計數器，由4-8個數碼輪構成十進位計數器，每個數碼輪周邊共分十格，分別代表0、1、2、3、4、5、6、7、8、9，其特徵是在每個數碼輪外周各格按一定的規則塗上吸光材料或反光材料，或按一定規則在部分格上裝置有磁性材料或磁感應材料，在每個數碼輪的周邊排布四個開關量式傳感器。
全文摘要
一種用於電能表、氣表、裡程表、水錶等累計式計量儀表的電子數字讀表方法,是在計數器的每個數碼輪布有4個開關量傳感器,在數碼輪周邊每數字格按一定規則分別塗上吸光材料或反光材料,或在部分格上裝置有磁性材料或磁感應材料。通過傳感器對計數器上數碼輪的當前數碼所對應的位置的判斷,再將各列傳感器傳感出來的信號經整形處理得到標準的數字波形,該波形經輸出送至計算機進行處理便實現數碼輪的數字識別,達到電子數字讀表的目的。本發明讀表準確性高,使用方便,計數器使用壽命長。
文檔編號G06M1/272GK1312519SQ0010525
公開日2001年9月12日 申請日期2000年4月23日 優先權日2000年4月23日
發明者孫小唐 申請人:孫小唐