機電絕對式循環編碼計數器的製作方法
2023-08-07 23:53:06 2
專利名稱：機電絕對式循環編碼計數器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及計數器，尤其是一種機電絕對式循環編碼計數器。適用於水錶、電錶、氣表以及凡使用傳統機械式十進位計數器的場合。
背景技術：
申請號為200510049735.4的發明專利披露了一種「無線無源水錶和氣表」。它具有智能水錶、氣表其及抄讀它們的主站，智能水錶、氣表是在水錶、氣表的機械字輪上刻有絕對式編碼，在水錶、氣表的機械字輪兩側安裝紅外發射接收管，在水錶、氣表中安裝有無線電波接收和調製電路，水錶、氣表不接電源，主站是無線電波發射和接收電路。從公開的內容來看，它在機械式數字輪的同一圓周上進行0、1絕對式循環編碼，光電傳感器是在同一圓周上按18度等距離均勻設置5對以上，其機械式數字輪的透光孔是沿圓周方向以長形連通槽孔加單孔開制，鏤空的地方標識為1，沒有鏤空的地方標識為0。上述結構存在的問題是1)由於通常機械式計數器的數字輪所能顯示的數字為0～9十位，故只需4對光電傳感器，即24就可獲得16個二進位編碼狀態，足以涵蓋0～9十個十進位數字。又由於機械式計數器的數字輪與四六牙驅動齒輪之間是存在著一定間隙，數字輪轉動時有一定的前後擺動(一般國標要求字輪的擺動幅度應≤1/4字高)。因此按照該申請的布置和結構，不僅多餘的光電傳感器造成器件浪費，還會因傳感器間隔距離太小、字輪擺動、長形連通槽孔透光等原因導致相鄰光電傳感器之間光信號的互相干擾，從而產生誤碼。實際上如在同一圓周上按18度均勻等距離分布傳感器是無法實現對0～9十位數字的準確編碼讀數的。2)採用5對以上光電傳感器，不僅計數器的成本大大增加而且還會影響計數器的可靠性，如用20對光電傳感器就需要有40個晶片及焊點，而水錶計數器計量位數一般正數位為4位，就有160個晶片及焊點，如是煤氣表會更多，一般可達240個晶片及焊接點，如果傳感器本身的故障率為1/1000，則水錶計數器的故障率可達16％，煤氣表計數器更可達24％。
發明內容
本實用新型要解決的技術問題是提供一種結構合理、製造成本低；解析度和可靠性高、故障率低；以及無源的機電絕對式循環編碼計數器。
本實用新型所採用的技術方案是一種機電絕對式循環編碼計數器，具有框架，其內通過兩根軸安裝相互嚙合的機械式數字輪和驅動齒輪，其特徵在於在需信號採樣的每個數字輪的兩側分別插裝有信號採樣板，每塊採樣板上製作有四對傳感器，每兩對傳感器之間的夾角均是36度的整倍數，在數字輪上設有對應於採樣板上之傳感器的感應元件。
所述四對傳感器均製作在同一圓周上。
所述傳感器有三對製作在同一圓周上，另一對傳感器製作在半徑大於或小於該圓周的圓周上。
製作在採樣板上的傳感器為光電傳感器，而設在數字輪上的感應元件為透光孔。
製作在採樣板上的傳感器為霍爾傳感器，而設在數字輪上的感應元件為小型柱型磁鐵。
所述透光孔為分立的扇形單孔。
所述採樣板為獨立插裝式的其上直接制有傳感器晶片的印刷電路板，採樣板的一端開有便於其插裝用的開口長形槽孔。
本實用新型的有益效果是1)結構合理，製作有傳感器的採樣板為插裝式有利於大批量生產，如遇故障需要維修或調換隻撥出出現故障的板子即可，而不必將其餘採樣計數器拆掉，非常方便快捷；傳感器直接製作在印製板上，製造精度高，佔據的空間小，所以計數器的體積得以縮小。2)製造成本低，只需四對光電或霍爾傳感器就能滿足與0～9十個數字相對應的絕對二進位循環編碼，不僅省去了多餘的元器件，還由於傳感器布置合理，透光孔有效扇形夾角包容了計數器的結構誤差，不會因字輪擺動而導致誤碼現象。3)解析度和可靠性高，四對傳感器的位置採取了最大差異化的排列方式，同時機械式數字輪的透光孔也採用了五個分立扇形單孔形式，保證了各透光孔的相互獨立，各對傳感器工作互不幹擾，有效地避免了誤碼的發生。
圖1是本實用新型一個實施例的主視圖。
圖2是圖1的仰視圖。
圖3是圖1中信號採樣板的主視圖。
圖4是圖3的局部剖視圖。
圖5是圖1中數字輪的主視圖。
圖6是本實用新型另一個實施例的主視圖。
圖7～圖16是圖1所示實施例10種狀態的結構示意圖。
圖17～圖26是圖6所示實施例10種狀態的結構示意圖。
具體實施方式
實施例一，如圖1～5所示，本例具有框架1，其內通過兩根軸4安裝相互嚙合的機械式數字輪2和機械式四八牙驅動齒輪3，由四八牙驅動齒輪3驅動機械式數字輪2轉動。在需要信號採樣的每個數字輪2的兩側分別插裝信號採樣板5，採樣板5也即印刷電路板，其上開有與軸4相配的一端為半圓，另一端開口的長槽孔5-1，每塊採樣板上直接製作有4對光電傳感器6(紅外發射管和接收管)，在本例中，有2對光電傳感器之間的夾角為144度，其餘均為72度，總之任何兩對傳感器之間的夾角均是36度的整倍數，4對傳感器可以全部製作在同一圓周上，也可以有三對製作在同一圓周上，另一對傳感器製作在半徑大於或小於該圓周的圓周上。本例在數字輪2上開有5個形狀為分立扇形單孔的透光孔2-1，每2個透光孔之間的夾角也是36度的倍數，透光孔用於對應採樣板上的光電傳感器6。
實施例二，如圖6所示，本例的基本結構與例一相同，不同之處在於傳感器採用霍爾傳感器，具體方法是將製作在採樣板5(印製板)上的紅外發射管晶片和接收管晶片改為霍爾傳感器7(霍爾元件晶片)，並將機械式數字輪2上所開的透光孔改為小型柱型磁鐵8(圖6中的霍爾元件晶片7和小型柱磁鐵8重疊在一起)。
圖7～圖16表示了實施例一的工作原理例如數字輪上所顯示的數字為「1」，其編碼的狀態對應於狀態圖8，此時4對光電傳感器中只有從左邊順時針起第2對光電傳感器可通過數字輪上的第2個透光孔(也是從左邊順時針數起)而處於導通狀態，其餘3對光電傳感器則均處於截止狀態，如令截止狀態為「0」，導通狀態為「1」，這時光電傳感器便輸出在此狀態下唯一的絕對式循環二進位編碼「0100」，依次類推即可得出其餘9個狀態的編碼。
圖17～圖26表示了實施例二的工作原理本例的工作原理與例一是相同的，不同點僅在於印刷板上的光電傳感器變為霍爾傳感器，數字輪上的透光孔變為小型柱磁鐵，狀態圖由於圖幅小霍爾傳感器和磁鐵都只反映出一個小黑點且重疊在一起，但並不影響工作原理的表達。
權利要求1.一種機電絕對式循環編碼計數器，具有框架(1)，其內通過兩根軸(4)安裝相互嚙合的機械式數字輪(2)和驅動齒輪(3)，其特徵在於在需信號採樣的每個數字輪(4)的兩側分別插裝有信號採樣板(5)，每塊採樣板上製作有四對傳感器，每兩對傳感器之間的夾角均是36度的整倍數，在數字輪(2)上設有對應於採樣板上之傳感器的感應元件。
2.根據權利要求1所述的機電絕對式循環編碼計數器，其特徵在於所述四對傳感器均製作在同一圓周上。
3.根據權利要求1所述的機電絕對式循環編碼計數器，其特徵在於所述傳感器有三對製作在同一圓周上，另一對傳感器製作在半徑大於或小於該圓周的圓周上。
4.根據權利要求1或2或3所述的機電絕對式循環編碼計數器，其特徵在於製作在採樣板(5)上的傳感器為光電傳感器(6)，而設在數字輪(2)上的感應元件為透光孔(2-1)。
5.根據權利要求1或2或3所述的機電絕對式循環編碼計數器，其特徵在於製作在採樣板(5)上的傳感器為霍爾傳感器(7)，而設在數字輪(2)上的感應元件為小型柱型磁鐵(8)。
6.根據權利要求4所述的機電絕對式循環編碼計數器，其特徵在於所述透光孔(2-1)為分立的扇形單孔。
7.根據權利要求1或2或3所述的機電絕對式循環編碼計數器，其特徵在於所述採樣板(5)為獨立插裝式的其上直接制有傳感器晶片的印刷電路板，採樣板的一端開有便於其插裝用的開口長形槽孔(5-1)。
專利摘要本實用新型涉及一種機電絕對式循環編碼計數器。本實用新型所要解決的技術問題是提供一種結構合理、製造成本低；解析度和可靠性高、故障率低；以及無源的機電絕對式循環編碼計數器。解決該問題的技術方案是一種機電絕對式循環編碼計數器，具有框架，其內通過兩根軸安裝相互嚙合的機械式數字輪和驅動齒輪，其特徵在於在需信號採樣的每個數字輪的兩側分別插裝有信號採樣板，每塊採樣板上製作有四對傳感器，每兩對傳感器之間的夾角均是36度的整倍數，在數字輪上設有對應於採樣板上之傳感器的感應元件。本實用新型可用於水錶、電錶、氣表以及凡使用傳統機械式十進位計數器的場合。
文檔編號G06M1/00GK2891103SQ200620102599
公開日2007年4月18日 申請日期2006年4月11日 優先權日2006年4月11日
發明者孫海城, 謝志勇 申請人:孫海城