可見光發射接收式直讀表光電編碼檢測器的製作方法

2023-09-23 10:56:35

專利名稱：可見光發射接收式直讀表光電編碼檢測器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及光電轉換技術領域，屬於直讀表中所使用的光電編碼檢測 器的改進，具體的說是一種可見光發射接收式直讀表光電編碼檢測器，適用於 水錶、電度表和煤氣表等直讀表。
背景技術：
目前，直讀表技術是指通過對計度器字輪數字進行光學標記編碼而讀取計 度器數據的一種光電轉換技術，廣泛應用於水錶、電度表及煤氣表中，其主要 部件為光電編碼檢測器，它的結構包括紅外光電傳感器、檢測電路、邏輯信號 處理電路，它的優點在於可以以電信號的形式直接讀取計度器的當前示數， 因此，讀數直接、方便，光電信號轉換可靠性高。但也存在以下不足由於它 採用了紅外光電傳感器檢測字輪上印刷的編碼標記，並且又分為透射式或反射 式兩種工作方式，在透射式工作方式中，檢測電路是採用多對紅外線發射管和 紅外線接收管來完成對一個字輪數字的光電轉換，在反射式工作方式中，檢測 電路是採用多對反射式紅外線傳感器來完成一個字輪的光電轉換，因此，結構 複雜、成本高、解析度低、抗外部環境幹擾的能力差。
發明內容
本實用新型的目的在於提供一種結構簡單、成本低、解析度高、抗外部環 境幹擾的能力強，專用於水錶、電度表、煤氣表等直讀表，採用多對少模式的 可見光發射接收式直讀表光電編碼檢測器。
為達到以上目的，本實用新型所採用的技術方案是該可見光發射接收式 直讀表光電編碼檢測器，包括數碼輪、信號檢測電路板、電源電路和微處理器電路板構成，數碼輪與信號檢測電路板平行安裝，信號檢測電路板與微處理器 電路板垂直安裝，其特徵在於在信號檢測電路板的上部設可見光發射管，在信 號檢測電路板的中部設反射可見光接收管，在信號檢測電路板的下部設電源電 路，在數碼輪上設有軸向可相互間隔區分的黑白條。
本實用新型還通過如下措施實施所述的信號檢測電路板上的可見光發射 管沿弧度線等距排列，可見光發射管的基極與微處理器電路板上的微處理器相 連接，其基電極接分組發光二極體；反射可見光接收管的安裝只數與可見光發 射管的安裝只數之比為1: 3-10，反射可見光接收管的基電極接微處理器電路板 上的微處理器，電源電路中的三端穩壓晶片同時接分組發光二極體和微處理器 電路板上的微處理器，通過採用成弧度排列的可見光發射管和處在中心的反射 可見光接收管完成對一個字輪的光電轉換的檢測，對反射可見光接收管的輸出 電信號用A/D轉換的方式輸入到微處理器電路板的微處理器內部，然後由微處 理器根據A/D數據來實現對數碼輪當前位置的解碼。
所述的微處理器電路板和信號檢測電路板上的電路元件，包括微處理器電 路板上的微處理器U5，可見光發射管N,、 N2、 N3、 N4、 N5,分組發光二極體U2、 U3、 U4，反射可見光接收管Pu電源電路中的三端穩壓晶片仏，其中可見光發射 管仏、N2、 N3、 N4、 Ns是可控的，因此微處理器電路板上的微處理器仏在讀取有 效數據之前可以用A/D先讀取環境光的強度，然後再控制點亮可見光發射管檢 測數碼輪上的編碼標記，這樣可以扣除環境光的影響，因此讀數更加準確；所 述的可見光發射管N1、 N2、 N3、 N4、 N5的基極分別與微處理器電路板上的微處 理器Us的13腳、12腳、11腳、10腳、9腳、8腳相連，反射可見光接收管P1 的基電極與微處理器電路板上的微處理器U5的1腳相連，通過微處理器電路板 的微處理器Us內部程序進行控制檢測，當數碼輪處於某一狀態位置時，微處理器板電路板上的微處理器U5發出指令，讓可見光發射管N1、 N2、 N3、 N4、 N5按 照一定的次序點亮，可見光發射管N1、 N2、 N3、 N4、 N5發出的光線，經過數碼 輪的軸向可相互間隔區分的黑白條的反射後，被反射可見光接收管R接收，由 於可見光發射管N1、 N2、 N3、 N4、 N5位於信號檢測電路板的不同位置上，所以 可見光發射管N1、 N2、 N3、 N4、 N5中的每個可見光發射管發出的光，經數碼輪 的軸向可相互間隔區分的黑白條的反射後的光強也不同，反射可見光接收管& 在微處理器電路板上所產生的電信號也是不同大小的電信號，經過微處理器電 路板上的微處理器U5處理後，處理成不同的數據編碼。同樣的道理，數碼輪的 每一個狀態就對應一組不同的數字編碼。
本實用新型的有益效果在於與目前用於水錶、電度表及煤氣表中光電編 碼檢測器相比，由於採用了多只可見光發射管和少數反射可見光接收管的多對 少模式，取代了傳統的五對遠紅外線發射管和遠紅外線接收管，同時以可見光 取代紅外線，所以可以減少檢測用的光電器件，使其結構簡單，降低成本；由 於輸出電信號採用A/D轉換取代了邏輯信號處理方式，所以提高了解析度和抗 外部環境條件幹擾的能力。


圖1為本實用新型結構主視示意圖。
圖2為本實用新型信號檢測電路板側視示意圖。
圖3為本實用新型一個實施例的微處理器電路板和信號檢測電路板上的電 路原理示意圖。
具體實施方式
參照附圖l、 2、 3製作本實用新型。該可見光發射接收式直讀表光電編碼 檢測器，包括數碼輪4、信號檢測電路板l、電源電路6和微處理器電路板5構成，數碼輪4與信號檢測電路板1平行安裝，信號檢測電路板1與微處理器電 路板5垂直安裝，其特徵在於在信號檢測電路板1的上部設可見光發射管2，在 信號檢測電路板1的中部設反射可見光接收管3，在信號檢測電路板1的下部設 電源電路6，在數碼輪4上設有軸向可相互間隔區分的黑白條7。
所述的信號檢測電路板1上的可見光發射管2沿弧度線等距排列，可見光 發射管2的基極與微處理器電路板5上的微處理器相連接，其基電極接分組發 光二極體；反射可見光接收管3的安裝只數與可見光發射管2的安裝只數之比 為1: 3-10，反射可見光接收管3的基電極接微處理器電路板5上的微處理器 仏的1腳，電源電路6中的三端穩壓晶片U!同時接分組發光二極體U2、 U3、 U4 和微處理器電路板5上的微處理器仏的2腳和5腳。通過採用多只可見光發射 管2和少數反射可見光接收管3完成對一個字輪的光電轉換的檢測，對反射可 見光接收管3的輸出電信號用A/D轉換的方式輸入到微處理器電路板5上的微 處理器U5內部，然後由微處理器Us根據A/D數據來實現對數碼輪4當前位置的 解碼。
圖3給出了一個實施例的電路原理圖，其所述的微處理器電路板5和信號 檢測電路板1上的電路元件，包括微處理器電路板5上的微處理器U5，可見光 發射管&、 N2、 Ns、 N4、 N5，分組發光二極體U2、 U3、 U4，反射可見光接收管Pn 電源電路6中的三端穩壓晶片Ut，其中可見光發射管N,、 N2、 N3、 N4、 &是可控 的，因此微處理器電路板5上的微處理器Us在讀取有效數據之前可以用A/D先 讀取環境光的強度，然後再控制點亮可見光發射管檢測數碼輪上的編碼標記， 這樣可以扣除環境光的影響，因此讀數更加準確；所述的可見光發射管Nl、 N2、 N3、 N4、 N5的基極分別與微處理器電路板5上的微處理器U5的13腳、12腳、 11腳、10腳、9腳、8腳相連，反射可見光接收管P1的基電極與微處理器電路板5上的微處理器U5的1腳相連，通過微處理器電路板5的微處理器U5內部程 序進行控制檢測，當數碼輪4處於某一狀態位置時，微處理器板電路板5上的 微處理器Us發出指令，讓可見光發射管N1、 N2、 N3、 N4、 N5按照一定的次序點 亮，可見光發射管N1、 N2、 N3、 N4發出的光線，經過數碼輪4的軸向可相互間 隔區分的黑白條7的反射後，被反射可見光接收管Pi接收，由於可見光發射管 Nl、 N2、 N3、 N4、 N5位於信號檢測電路板l的不同位置上，所以可見光發射管 Nl、 N2、 N3、 N4、 N5中的每個可見光發射管發出的光，經數碼輪4的軸向可相 互間隔區分的黑白條7的反射後的光強也不同，反射可見光接收管h在微處理 器電路板5上所產生的電信號也是不同大小的電信號，經過微處理器電路板5 上的微處理器U5處理後，處理成不同的數據編碼。同樣的道理，數碼輪4的每 一個狀態就對應一組不同的數字編碼。
權利要求1、一種可見光發射接收式直讀表光電編碼檢測器，包括數碼輪(4)、信號檢測電路板(1)、電源電路(6)和微處理器電路板(5)構成，數碼輪(4)與信號檢測電路板(1)平行安裝，信號檢測電路板(1)與微處理器電路板(5)垂直安裝，其特徵在於在信號檢測電路板(1)的上部設可見光發射管(2)，在信號檢測電路板(1)的中部設反射可見光接收管(3)，在信號檢測電路板(1)的下部設電源電路(6)，在數碼輪(4)上設有軸向可相互間隔區分的黑白條(7)。
2、 根據權利要求1所述的可見光發射接收式直讀表光電編碼檢測器，其 特徵在於所述的信號檢測電路板(1)上的可見光發射管(2)沿弧度線等距排 列，可見光發射管(2)的基極與微處理器電路板(5)上的微處理器相連接， 其基電極接分組發光二極體；反射可見光接收管(3)的安裝只數與可見光發射 管(2)的安裝只數之比為1: 3-10，反射可見光接收管(3)的基電極接微處理 器電路板(5)上的微處理器，電源電路(6)中的三端穩壓晶片同時接分組發 光二極體和微處理器電路板(5)上的微處理器。
3、 根據權利要求1或2所述的可見光發射接收式直讀表光電編碼檢測器， 其特徵在於所述的微處理器電路板(5)和信號檢測電路板(1)上的電路元件， 包括微處理器電路板(5)上的微處理器Us，可見光發射管N,、 No N3、 N4、 N5, 分組發光二極體U2、 U3、 U4，反射可見光接收管電源電路(6)中的三端穩 壓晶片"；所述的可見光發射管N1、 N2、 N3、 N4、 N5的基極分別與微處理器電 路板(5)上的微處理器Us的13腳、12腳、11腳、10腳、9腳、8腳相連，反 射可見光接收管PI的基電極與微處理器電路板(5)上的微處理器仏的1腳相 連。
專利摘要本實用新型公開了一種可見光發射接收式直讀表光電編碼檢測器，包括數碼輪(4)、信號檢測電路板(1)、電源電路(6)、微處理器電路板(5)構成，其特徵在於在信號檢測電路板(1)的上部設可見光發射管(2)，在信號檢測電路板(1)的中部設反射可見光接收管(3)，在信號檢測電路板(1)的下部設電源電路(6)，在數碼輪(4)上設有軸向可相互間隔區分的黑白條(7)。該檢測器，由於可見光發射管和反射可見光接收管採用多對少模式，同時以可見光取代紅外線，所以可以減少檢測用的光電器件，使其結構簡單，降低成本；由於輸出電信號採用A/D轉換取代了邏輯信號處理方式，所以提高了解析度和抗外部環境條件幹擾的能力。
文檔編號G01D5/347GK201413147SQ20092002730
公開日2010年2月24日 申請日期2009年6月9日 優先權日2009年6月9日
發明者明 李, 李玉保, 林金福, 郭榮嶺 申請人:山東萬華電子信息科技有限公司