一種電子水表的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種能實(shí)現(xiàn)精確計(jì)量的電子水表，該電子水表包括機(jī)架、多個(gè)計(jì)數(shù)單元以及多個(gè)屏蔽板，各計(jì)數(shù)單元包括數(shù)字字輪、永磁體、磁性角位移傳感器和數(shù)字電路。磁性角位移傳感器與數(shù)字電路相電連接，并根據(jù)該計(jì)數(shù)單元的磁場矢量的角位置變化，感測磁場在其位置處的分量，且向數(shù)字電路輸出相應(yīng)的電信號，數(shù)字電路根據(jù)所述磁性角位移傳感器輸出的電信號進(jìn)行計(jì)算處理，輸出與所述數(shù)字字輪的角位置相對應(yīng)的數(shù)字信號。屏蔽板位于各計(jì)數(shù)單元的兩側(cè)，其用于將多個(gè)計(jì)數(shù)單元之間以及多個(gè)計(jì)數(shù)單元與外界進(jìn)行隔離。本發(fā)明提供的電子水表，具有以下優(yōu)點(diǎn)：尺寸小、容易安裝、計(jì)量精度高、抗干擾能力強(qiáng)。
【專利說明】一種電子水表

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種電子水表，具體是涉及一種采用磁性角位移傳感器、屏蔽板、數(shù)字 字輪和永磁體來實(shí)現(xiàn)精確計(jì)量的電子水表。

【背景技術(shù)】
[0002] 傳統(tǒng)的電子水表采用光電編碼技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)字計(jì)數(shù)和計(jì)量，已經(jīng)廣泛應(yīng)用在水表行 業(yè)中，但該技術(shù)具有固有的缺陷，如裝配難度大，易失效，抗干擾能力差等。隨著磁傳感技術(shù) 的發(fā)展，采用磁傳感技術(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)計(jì)量的方式正逐漸替代光電編碼的技術(shù)，磁傳感技術(shù)分 辨率高，穩(wěn)定性好，抗外界干擾能力強(qiáng)，而其中又以角度磁傳感技術(shù)為最佳。其原理是通過 磁阻傳感器如磁性角位移傳感器感應(yīng)安裝在數(shù)字字輪上的永磁體的磁場矢量相位角位置， 并通過相應(yīng)的數(shù)字處理電路轉(zhuǎn)化成數(shù)字讀數(shù)。
[0003] 角度磁傳感技術(shù)本身具有很好的測量精度和抗干擾能力，但是由于其感應(yīng)的是磁 場分量的強(qiáng)度，在總磁場強(qiáng)度不變的測試位置，會(huì)得到最高的測試精度，所以傳感器與永磁 體的相對安裝位置對水表的測量精度有很大影響，并且一旦受到強(qiáng)磁場的干擾，其測試精 度也可能大大降低。采用角度磁傳感技術(shù)的電子水表，總是會(huì)有多個(gè)永磁體和角度磁傳感 器，相互之間的干擾磁場勢必影響電子水表的測試精度。另外，外界的磁場也可能對測試精 度甚至測試功能造成影響。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的以上問題，提供一種實(shí)現(xiàn)精確計(jì)量的電子 水表。本發(fā)明利用數(shù)字字輪和永磁體的獨(dú)立安裝，各個(gè)永磁體之間及裝置的最外側(cè)由屏蔽 板進(jìn)行屏蔽，相互之間無磁場干擾，磁性角位移傳感器只感應(yīng)其所在計(jì)數(shù)單元中永磁體所 產(chǎn)生的磁場，從而提高了磁性角位移傳感器的角度測試精度，繼而提高了電子水表的測試 精度。
[0005] 為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，達(dá)到上述技術(shù)效果，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)： 一種電子水表，該電子水表包括： 機(jī)架； 多個(gè)計(jì)數(shù)單元，其中每個(gè)計(jì)數(shù)單元包括： 一數(shù)字字輪，其可相對所述機(jī)架轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置； 一設(shè)置在所述數(shù)字字輪上的永磁體； 一磁性角位移傳感器，其根據(jù)該計(jì)數(shù)單元的磁場矢量的角位置變化，感測磁場在其位 置處的分量，且輸出相應(yīng)的電信號；以及 一數(shù)字電路，其與所述磁性角位移傳感器相電連接； 所述數(shù)字電路根據(jù)所述磁性角位移傳感器輸出的電信號進(jìn)行計(jì)算處理，輸出與所述數(shù) 字字輪的角位置相對應(yīng)的數(shù)字信號； 多個(gè)屏蔽板，位于所述各計(jì)數(shù)單元的兩側(cè)，其用于將多個(gè)計(jì)數(shù)單元之間以及多個(gè)計(jì)數(shù) 單元與外界進(jìn)行隔離。
[0006] 優(yōu)選地，所述磁性角位移傳感器為AMR角位移傳感器、GMR角位移傳感器或者TMR角位 移傳感器。
[0007] 優(yōu)選地，在每一個(gè)計(jì)數(shù)單元內(nèi)，所述數(shù)字字輪通過軸承與所述機(jī)架相連接。
[0008] 優(yōu)選地，在同一個(gè)計(jì)數(shù)單元內(nèi)，所述計(jì)數(shù)單元還包括一轉(zhuǎn)動(dòng)桿，所述轉(zhuǎn)動(dòng)桿的一端 設(shè)置在所述屏蔽板上，所述數(shù)字字輪套設(shè)在所述轉(zhuǎn)動(dòng)桿上。
[0009] 優(yōu)選地，在同一個(gè)計(jì)數(shù)單元內(nèi)，所述計(jì)數(shù)單元還包括一轉(zhuǎn)動(dòng)桿，所述轉(zhuǎn)動(dòng)桿的一端 設(shè)置在所述屏蔽板上，另一端設(shè)置在所述數(shù)字電路上，所述數(shù)字字輪套設(shè)在所述轉(zhuǎn)動(dòng)桿上。 [0010] 優(yōu)選地，在同一個(gè)計(jì)數(shù)單元內(nèi)，所述永磁體與所述數(shù)字字輪同軸安裝、同步轉(zhuǎn)動(dòng)。 [0011] 優(yōu)選地，所述各計(jì)數(shù)單元里的所述數(shù)字字輪和所述永磁體同軸安裝的轉(zhuǎn)動(dòng)軸均相 同。
[0012] 優(yōu)選地，在同一個(gè)計(jì)數(shù)單元內(nèi)，所述磁性角位移傳感器的中心位于所述永磁體的 轉(zhuǎn)動(dòng)軸上。
[0013] 優(yōu)選地，在同一個(gè)計(jì)數(shù)單元內(nèi)，所述磁性角位移傳感器的感測方向與所述永磁體 的轉(zhuǎn)動(dòng)軸相垂直，所述磁性角位移傳感器在其感測面內(nèi)感測到的所述永磁體轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的磁 場強(qiáng)度不變，而磁場的矢量相位角位移與永磁體的旋轉(zhuǎn)角位移一致。
[0014] 優(yōu)選地，所述磁性角位移傳感器與其相鄰的計(jì)數(shù)單元中的永磁體由所述屏蔽板相 隔離，所述磁性角位移傳感器只感測其所屬計(jì)數(shù)單元內(nèi)的永磁體產(chǎn)生的磁場分布，不受相 鄰永磁體和外部磁場的影響。
[0015] 優(yōu)選地，所述各永磁體的充磁方向與其轉(zhuǎn)動(dòng)軸相垂直，且各永磁體的充磁方向相 平行。
[0016] 優(yōu)選地，所述屏蔽板固定安裝在所述機(jī)架上，各屏蔽板互相平行且垂直于所述永 磁體的轉(zhuǎn)動(dòng)軸。
[0017] 優(yōu)選地，所述屏蔽板的材料為軟磁材料，或?yàn)榧冭F、鋼、鎳鐵合金、鐵鋁合金、鐵硅 錯(cuò)合金、鐵娃合金、鐵鈷合金、非晶態(tài)軟磁合金、超微晶軟磁合金、軟磁鐵氧體、或者所述組 成材料的粉末和塑料、橡膠或樹脂形成的復(fù)合體中的一種或幾種。
[0018] 優(yōu)選地，在每一個(gè)計(jì)數(shù)單元內(nèi)，所述數(shù)字電路沉積在一數(shù)字電路板上，該數(shù)字電路 板與所述機(jī)架相連接，不隨數(shù)字字輪及永磁體轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0019] 優(yōu)選地，所述相鄰計(jì)數(shù)單元中數(shù)字字輪的旋轉(zhuǎn)圈數(shù)成N :1的關(guān)系，N是大于或等于 1的整數(shù)。
[0020] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果是： (1) 對水中的雜質(zhì)、振動(dòng)等外界干擾不敏感； (2) 采用獨(dú)立固定安裝的屏蔽板，可以相對自由的調(diào)整位置和尺寸，更好地屏蔽了相鄰 計(jì)數(shù)單元之間磁場的相互干擾和外界磁場的影響，并且安裝方便，便于維護(hù)； (3) 屏蔽板與數(shù)字字輪采用分離放置的方式，減少了字輪的重量，增加了對小水流的感 應(yīng)精度； (4) 磁性角位移傳感器安裝在永磁體的轉(zhuǎn)動(dòng)軸心位置，能夠更精確感應(yīng)磁場方向的變 化，能夠精確計(jì)量數(shù)字字輪的轉(zhuǎn)動(dòng)，可以大幅提高水表的計(jì)量精度。
[0021] 上述說明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段， 并可依照說明書的內(nèi)容予以實(shí)施，以下將對本發(fā)明的較佳實(shí)施例并結(jié)合附圖進(jìn)行詳細(xì)說 明。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0022] 此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請的一部分，本發(fā) 明的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中： 圖1為本發(fā)明實(shí)施例1中電子水表的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023] 圖2為本發(fā)明中磁性角位移傳感器感應(yīng)的磁場分量Bx，By以及總量B的強(qiáng)度變化 與永磁體轉(zhuǎn)動(dòng)角度的關(guān)系曲線。
[0024] 圖3為本發(fā)明中磁性角位移傳感器感測的磁場相位角位置與永磁體轉(zhuǎn)動(dòng)的角位 置的關(guān)系曲線。
[0025] 圖4為本發(fā)明實(shí)施例4中電子水表的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026] 圖5為本發(fā)明實(shí)施例5中電子水表的結(jié)構(gòu)不意圖。
[0027] 圖6為本發(fā)明單個(gè)永磁體產(chǎn)生的磁場在無干擾情況下沿轉(zhuǎn)動(dòng)軸所在截面的分布 示意圖。
[0028] 圖7為本發(fā)明兩個(gè)永磁體產(chǎn)生的磁場在有屏蔽結(jié)構(gòu)時(shí)的分布不意圖。
[0029] 圖8為本發(fā)明永磁體為環(huán)狀時(shí)的磁場分布示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0030] 下面將參考附圖并結(jié)合具體實(shí)施例，來詳細(xì)說明本發(fā)明。
[0031] 實(shí)施例1 圖1示意性表示出本發(fā)明實(shí)施例1中電子水表的結(jié)構(gòu)示意圖。該電子水表包括機(jī)架 500、三個(gè)計(jì)數(shù)單元、屏蔽板601-604。三個(gè)計(jì)數(shù)單元沿機(jī)架的長軸方向排布，計(jì)數(shù)單元包括 磁性角位移傳感器101-103、永磁體201-203、數(shù)字字輪301-303、數(shù)字電路401-403。
[0032] 其中，數(shù)字字輪301-303通過軸承701-706與機(jī)架500相轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置。永磁體 201-203設(shè)置在數(shù)字字輪301-303上，并與數(shù)字字輪301-303同軸安裝、同步轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0033] 其中，數(shù)字字輪301-303、永磁體201-203和軸承701-706的轉(zhuǎn)動(dòng)軸為100。屏蔽 板601-604固定安裝在機(jī)架500上，并和機(jī)架500構(gòu)成了屏蔽結(jié)構(gòu)，屏蔽板601-604之間相 互平行，且垂直于轉(zhuǎn)動(dòng)軸100。軸承701-706安裝在機(jī)架500上，并和機(jī)架500構(gòu)成了轉(zhuǎn)動(dòng) 支撐結(jié)構(gòu)，該轉(zhuǎn)動(dòng)支撐結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了數(shù)字字輪301-303和永磁體201-203的獨(dú)立安裝。
[0034] 如圖1所示，各數(shù)字字輪與其在同一計(jì)數(shù)單元里的永磁體、兩側(cè)軸承同軸且相連 接，例如數(shù)字字輪301通過軸承701、702與機(jī)架500相轉(zhuǎn)動(dòng)連接，永磁體201設(shè)置在數(shù)字字 輪301上，軸承701和702支撐數(shù)字字輪301轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0035] 優(yōu)選地，磁性角位移傳感器101-103為AMR角位移傳感器、GMR角位移傳感器或者 TMR角位移傳感器。磁性角位移傳感器101-103的中心位于轉(zhuǎn)動(dòng)軸100上，它們與在同一計(jì) 數(shù)單元內(nèi)的永磁體201-203的端面有一定距離。磁性角位移傳感器101-103與其在同一計(jì) 數(shù)單元內(nèi)的數(shù)字電路401-403相電連接。當(dāng)電子水表工作時(shí)，磁性角位移傳感器101-103 與機(jī)架500保持相對靜止，數(shù)字字輪301-303和永磁體201-203繞轉(zhuǎn)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，且磁性角位 移傳感器101-103的感測方向與轉(zhuǎn)動(dòng)軸100垂直，各磁性角位移傳感器感測到的與其在同 一計(jì)數(shù)單元里的永磁體轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的磁場強(qiáng)度不變，而磁場的矢量相位角位移與各永磁體的 旋轉(zhuǎn)角位移一致。
[0036] 數(shù)字電路401-403與位于同一計(jì)數(shù)單元內(nèi)的磁性角位移傳感器101-103相電連 接。數(shù)字電路401-403沉積在數(shù)字電路板上，數(shù)字電路板與機(jī)架500相連接，數(shù)字電路板不 隨數(shù)字字輪301-303和永磁體201-203轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0037] 屏蔽板601-604的形狀可以為方塊形、圓柱形等各種形狀。各屏蔽板采用相同形 狀，相同材質(zhì)。優(yōu)選地，屏蔽板601-604為圓柱型，其直徑為6-30mm，高度為0· 5-10mm，離距 其最近的磁性角位移傳感器之間的距離為0. 5-10mm。優(yōu)選地，屏蔽板601-604為方塊型，其 長度為6-30 mm,寬度為6-30 mm,厚度0.5-10 mm,離距其最近的磁性角位移傳感器之間的 距離為0.5-10_。屏蔽板的個(gè)數(shù)視計(jì)數(shù)單元的多少而不同，優(yōu)選地為2-15個(gè)，其安裝位置 如圖1所示。屏蔽板602和603將各計(jì)數(shù)單元之間相互隔離，屏蔽板601和604使最外側(cè) 的計(jì)數(shù)單元與外部環(huán)境隔離。屏蔽板601-604可將各個(gè)計(jì)數(shù)單元中的磁場隔離，使相鄰計(jì) 數(shù)單元之間互不干擾，即各磁性角位移傳感器只感應(yīng)本計(jì)數(shù)單元永磁體所產(chǎn)生的磁場，不 受相鄰永磁體和外部磁場的影響。
[0038] 屏蔽板601-604的材料為軟磁材料，它可以是純鐵、鋼、鎳鐵合金、鐵鋁合金、鐵硅 錯(cuò)合金、鐵娃合金、鐵鈷合金、非晶態(tài)軟磁合金、超微晶軟磁合金、軟磁鐵氧體、或者所述組 成材料的粉末和塑料、橡膠或樹脂形成的復(fù)合體中的一種或幾種。
[0039] 在電子水表使用前，可通過適當(dāng)調(diào)節(jié)磁性角位移傳感器101-103的位置或者數(shù)字 電路板的位置，來使電子水表能達(dá)到最佳的工作狀態(tài)。
[0040] 圖6為單個(gè)永磁體201產(chǎn)生的磁場在轉(zhuǎn)動(dòng)軸100方向的截面上的分布。永磁體 201沿轉(zhuǎn)動(dòng)軸100旋轉(zhuǎn)時(shí)，磁性角位移傳感器101，感應(yīng)磁場矢量角位置的變化，并產(chǎn)生相應(yīng) 的輸出信號。從磁場分布可以看出，在轉(zhuǎn)動(dòng)軸1〇〇上的磁場矢量基本完全沿磁性角位移傳 感器101的感測方向，磁性角位移傳感器的輸出信號最佳。
[0041] 圖7為兩個(gè)永磁體201和202產(chǎn)生的磁場在有屏蔽板601-603時(shí)的分布，磁性角位 移傳感器101，102仍然在轉(zhuǎn)動(dòng)軸100上時(shí)的輸出信號為最佳。永磁體201產(chǎn)生的磁場絕大 部分被屏蔽板601和602屏蔽，不會(huì)影響磁性角位移傳感器102的輸出信號，同樣，永磁體 202產(chǎn)生的磁場也不會(huì)影響磁性角位移傳感器101的輸出信號。磁性角位移傳感器101，102 的位置越接近轉(zhuǎn)動(dòng)軸100,所受到的干擾越小，當(dāng)磁性角位移傳感器101，102在轉(zhuǎn)動(dòng)軸100 上時(shí)，基本不會(huì)受到干擾磁場的影響，只感應(yīng)其所屬計(jì)數(shù)單元的永磁體所產(chǎn)生的磁場。
[0042] 數(shù)字電路401-403根據(jù)磁性角位移傳感器101-103輸出的電信號進(jìn)行計(jì)算處理， 輸出與所述數(shù)字字輪301-303的角位置相對應(yīng)的數(shù)字信號，即將磁性角位移傳感器的輸出 信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字讀數(shù)。
[0043] 磁性角位移傳感器101-103感測到磁場分量的變化并輸出相應(yīng)的電信號，通過相 應(yīng)的數(shù)字電路401-403計(jì)算來獲取永磁體201-203的角位置，并根據(jù)永磁體201-203的角 位置，將數(shù)字字輪301上的數(shù)字讀數(shù)標(biāo)定并存儲(chǔ)在數(shù)字電路中，即根據(jù)磁性角位移傳感器 101-103感測的磁場相位角位置，數(shù)字電路401-403輸出數(shù)字字輪301-303上對應(yīng)的數(shù)字讀 數(shù)。
[0044] 實(shí)施例2 一個(gè)計(jì)數(shù)單元包括一個(gè)數(shù)字字輪、一個(gè)永磁體和一個(gè)磁性角位移傳感器。優(yōu)選地，電子 水表可包含有1到10個(gè)這樣的計(jì)數(shù)單元。當(dāng)電子水表包含多個(gè)所述計(jì)數(shù)單元時(shí)，依次排列 的計(jì)數(shù)單元之間存在著確定的轉(zhuǎn)數(shù)關(guān)系。相鄰計(jì)數(shù)單元中數(shù)字字輪的旋轉(zhuǎn)圈數(shù)成N :1的關(guān) 系，N是大于1的整數(shù)，優(yōu)選地，N=10。即左邊第一個(gè)數(shù)字字輪轉(zhuǎn)動(dòng)10圈的話，第二個(gè)數(shù)字 字輪就轉(zhuǎn)動(dòng)1圈，如果要使第10個(gè)數(shù)字字輪轉(zhuǎn)動(dòng)1圈，則第一個(gè)數(shù)字字輪需要轉(zhuǎn)動(dòng)10'磁 性角位移傳感器為AMR角位移傳感器、GMR角位移傳感器或者TMR角位移傳感器。各數(shù)字 電路與相鄰的磁性角位移傳感器連接，例如數(shù)字電路401與磁性角位移傳感器101連接，將 磁性角位移傳感器101的輸出信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字讀數(shù)。
[0045] 實(shí)施例3 永磁體201-203的中心軸與轉(zhuǎn)動(dòng)軸100重合，其充磁方向與轉(zhuǎn)動(dòng)軸100垂直。優(yōu)選地， 永磁體201-203為圓柱形，其直徑為2-25mm，高度為0. 5-15mm。優(yōu)選地，永磁體201-203為 方塊形，其充磁方向與其厚度方向平行，其長度為2-20mm，寬度為2-20mm，厚度為l-10mm。 優(yōu)選地，永磁體201-203為環(huán)狀圓柱，其充磁方向?yàn)閺较虺浯?，其外徑?-20mm，內(nèi)徑為 l-10mm，高度為l-10mm。上述三種形狀只是優(yōu)選形狀，但不限于這些形狀。永磁體201-203 的形狀相同，其磁化強(qiáng)度大小也相同。
[0046] 以第一個(gè)計(jì)數(shù)單元為例。永磁體201嵌入到數(shù)字字輪301中或粘貼在數(shù)字字輪301 的側(cè)面，數(shù)字字輪301依托軸承701和702轉(zhuǎn)動(dòng)，磁性角位移傳感器101與永磁體201的端 面相距0. 5_6mm。磁性角位移傳感器101的中心位于轉(zhuǎn)動(dòng)軸100上，或者磁性角位移傳感 器101的中心與轉(zhuǎn)動(dòng)軸100相平行且距離在0. 2-5mm內(nèi)。在該檢測區(qū)內(nèi)，磁場矢量的相位 角位移與永磁體的轉(zhuǎn)動(dòng)角位移相等或者近似相等，如圖2中的曲線801所示。磁性角位移 傳感器感測磁場的分量強(qiáng)度Bx 901，By 902會(huì)隨永磁體的轉(zhuǎn)動(dòng)而有相應(yīng)的變化，但總強(qiáng)度 B 900幾乎保持不變，如圖3所示。在本發(fā)明中，在不受相鄰計(jì)數(shù)單元中的永磁體202, 203 和外界影響的情況下，磁性角位移傳感器101感測的磁場總強(qiáng)度不變或者近似不變，有利 于數(shù)字電路401據(jù)此磁場信號獲得精確的角位置。磁性角位移傳感器101感測到磁場分量 的變化并輸出相應(yīng)的電信號，通過相應(yīng)的數(shù)字電路401計(jì)算來獲取永磁體201的角位置，并 根據(jù)角位置，將數(shù)字字輪301上的數(shù)字讀數(shù)標(biāo)定并存儲(chǔ)在數(shù)字電路中，即根據(jù)磁性角位移 傳感器101感測的磁場相位角位置，數(shù)字電路401輸出數(shù)字字輪301上對應(yīng)的數(shù)字讀數(shù)。
[0047] 其它計(jì)數(shù)單元的工作原理與此計(jì)數(shù)單元相同，這里不再贅述。
[0048] 實(shí)施例4 圖4示意性表示出本發(fā)明實(shí)施例4中電子水表的結(jié)構(gòu)示意圖。該電子水表包括機(jī)架 500、四個(gè)計(jì)數(shù)單元、屏蔽板601-605。這四個(gè)計(jì)數(shù)單元包括磁性角位移傳感器101-104、環(huán) 形永磁體201-204、數(shù)字字輪301-304、轉(zhuǎn)動(dòng)桿705-708。優(yōu)選地，磁性角位移傳感器101-103 為AMR角位移傳感器、GMR角位移傳感器或者TMR角位移傳感器。數(shù)字字輪301-304、環(huán)形永 磁體201-204和轉(zhuǎn)動(dòng)桿705-708的轉(zhuǎn)動(dòng)軸為100,數(shù)字字輪301-304套設(shè)在轉(zhuǎn)動(dòng)桿705-708 上。屏蔽板601-605固定安裝在機(jī)架500上，并和機(jī)架500構(gòu)成了屏蔽結(jié)構(gòu)，屏蔽板601-605 之間相互平行，且垂直于轉(zhuǎn)動(dòng)軸100。轉(zhuǎn)動(dòng)桿705-708的一端設(shè)置在屏蔽板601-604上，并 和屏蔽板601-604構(gòu)成了轉(zhuǎn)動(dòng)支撐結(jié)構(gòu)，該轉(zhuǎn)動(dòng)支撐結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了數(shù)字字輪301-304和環(huán)形 永磁體201-204的獨(dú)立安裝。此外，采用環(huán)形永磁體201-204可減小數(shù)字字輪301-304上 的負(fù)重，更利于數(shù)字字輪的轉(zhuǎn)動(dòng)，使計(jì)量更加準(zhǔn)確。
[0049] 如圖4所示，各數(shù)字字輪與其在同一計(jì)數(shù)單元里的永磁體、轉(zhuǎn)動(dòng)桿同軸且相連接， 例如數(shù)字字輪301與永磁體201、轉(zhuǎn)動(dòng)桿705相連接，轉(zhuǎn)動(dòng)桿705支撐其轉(zhuǎn)動(dòng)。各磁性角位 移傳感器放置在相鄰數(shù)字電路的任意一側(cè)。各磁性角位移傳感器與其在同一計(jì)數(shù)單元里的 轉(zhuǎn)動(dòng)桿、永磁體端面有一定距離，并與相鄰的數(shù)字電路相連接?？稍陔娮铀硎褂们?，在結(jié) 構(gòu)允許的范圍內(nèi)，調(diào)節(jié)磁性角位移傳感器101-104的位置，來使電子水表達(dá)到最佳工作狀 態(tài)。磁性角位移傳感器101-104的感測方向與轉(zhuǎn)動(dòng)軸100垂直，各磁性角位移傳感器感測 到的與其在同一計(jì)數(shù)單元里的永磁體轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的磁場強(qiáng)度不變，而磁場的矢量相位角位移 與各永磁體的旋轉(zhuǎn)角位移一致。
[0050] 屏蔽板601-605的形狀可以為中心有孔的方塊形、圓柱形，但不限于這些形狀，各 屏蔽板采用相同形狀，相同材質(zhì)。優(yōu)選地，屏蔽板601-605為中心有孔的圓柱型，其直徑 為6-30 mm,高度為0. 5-10 mm,離距其最近的磁性角位移傳感器之間的距離為0. 5-10 mm。 優(yōu)選地，屏蔽板601-604為中心有孔的方塊型，其長度為6-30 mm，寬度為6-30 mm，厚度為 0. 5-10 mm，離距其最近的磁性角位移傳感器之間的距離為0. 5-10mm。屏蔽板的個(gè)數(shù)視計(jì)數(shù) 單元的多少而不同，優(yōu)選地為2-15個(gè)，安裝位置如圖4所示。屏蔽板602至604將各計(jì)數(shù) 單元之間相互隔離，屏蔽板601和605使最外側(cè)計(jì)數(shù)單元與外部環(huán)境隔離。屏蔽板601-605 可將各個(gè)計(jì)數(shù)單元中的磁場隔離，使相鄰計(jì)數(shù)單元之間互不干擾，即各磁性角位移傳感器 只感應(yīng)本計(jì)數(shù)單元永磁體所產(chǎn)生的磁場，不受相鄰永磁體和外部磁場的影響。
[0051] 圖8為實(shí)施例4的磁場分布不意圖，磁性角位移傳感器位于轉(zhuǎn)動(dòng)軸100上時(shí)，磁 場矢量基本為磁性角位移傳感器的感測方向，從磁場分布來看，可用工作區(qū)域相對圖7中 的要小，不超過環(huán)狀永磁體內(nèi)徑大小的范圍，并且磁性角位移傳感器與永磁體的距離有一 定的限制，距離過大就會(huì)受到較大的磁場干擾，無法準(zhǔn)確地輸出與永磁體角位置對應(yīng)的輸 出信號。但屏蔽板601-605有孔時(shí)，屏蔽效果雖有一定降低，但方便了轉(zhuǎn)動(dòng)桿705-708的 安裝，不需要額外增加固定結(jié)構(gòu)，有利于減小整體尺寸。
[0052] 實(shí)施例5 圖5示意性表示出本發(fā)明實(shí)施例5中電子水表的結(jié)構(gòu)示意圖。該結(jié)構(gòu)與圖4中的結(jié)構(gòu) 相比，其區(qū)別在于：轉(zhuǎn)動(dòng)桿705-708的一端分別安裝在屏蔽板601-604上，另一端分別安裝 在數(shù)字電路401-404上或者可以安裝在有數(shù)字電路401-404的固定結(jié)構(gòu)上，這樣能夠更好 的對轉(zhuǎn)動(dòng)起到支撐作用，各磁性角位移傳感器放置在相鄰數(shù)字電路的外側(cè)。
[0053] 其余部件的安裝以及工作原理與實(shí)施例4相同，這里不再贅述。
[0054] 以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技 術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修 改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種電子水表，其特征在于，該電子水表包括： 機(jī)架；以及 多個(gè)計(jì)數(shù)單元，其中每個(gè)計(jì)數(shù)單元包括： 一數(shù)字字輪，其可相對所述機(jī)架轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置； 一設(shè)置在所述數(shù)字字輪上的永磁體； 一磁性角位移傳感器，其根據(jù)該計(jì)數(shù)單元的磁場矢量的角位置變化，感測磁場在其位 置處的分量，且輸出相應(yīng)的電信號； 一數(shù)字電路，其與所述磁性角位移傳感器相電連接； 所述數(shù)字電路根據(jù)所述磁性角位移傳感器輸出的電信號進(jìn)行計(jì)算處理，輸出與所述數(shù) 字字輪的角位置相對應(yīng)的數(shù)字信號；以及 多個(gè)屏蔽板，位于所述各計(jì)數(shù)單元的兩側(cè)，其用于將多個(gè)計(jì)數(shù)單元之間以及多個(gè)計(jì)數(shù) 單元與外界進(jìn)行隔離。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子水表，其特征在于：所述磁性角位移傳感器為AMR角位 移傳感器、GMR角位移傳感器或者TMR角位移傳感器。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子水表，其特征在于：在每一個(gè)計(jì)數(shù)單元內(nèi)，所述數(shù)字字輪 通過軸承與所述機(jī)架相連接。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子水表，其特征在于：在同一個(gè)計(jì)數(shù)單元內(nèi)，所述計(jì)數(shù)單元 還包括一轉(zhuǎn)動(dòng)桿，所述轉(zhuǎn)動(dòng)桿的一端設(shè)置在所述屏蔽板上，所述數(shù)字字輪套設(shè)在所述轉(zhuǎn)動(dòng) 桿上。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子水表，其特征在于：在同一個(gè)計(jì)數(shù)單元內(nèi)，所述計(jì)數(shù)單元 還包括一轉(zhuǎn)動(dòng)桿，所述轉(zhuǎn)動(dòng)桿的一端設(shè)置在所述屏蔽板上，另一端設(shè)置在所述數(shù)字電路上， 所述數(shù)字字輪套設(shè)在所述轉(zhuǎn)動(dòng)桿上。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子水表，其特征在于：在同一個(gè)計(jì)數(shù)單元內(nèi)，所述永磁體與 所述數(shù)字字輪同軸安裝、同步轉(zhuǎn)動(dòng)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子水表，其特征在于：所述各計(jì)數(shù)單元里的所述數(shù)字字輪 和所述永磁體同軸安裝的轉(zhuǎn)動(dòng)軸均相同。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子水表，其特征在于：所述磁性角位移傳感器的中心位于 與其在同一個(gè)計(jì)數(shù)單元內(nèi)的所述永磁體的轉(zhuǎn)動(dòng)軸上。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子水表，其特征在于：在同一個(gè)計(jì)數(shù)單元內(nèi)，所述磁性角位 移傳感器的感測方向與所述永磁體的轉(zhuǎn)動(dòng)軸相垂直，所述磁性角位移傳感器在其感測面內(nèi) 感測到的所述永磁體轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的磁場強(qiáng)度不變，而磁場的矢量相位角位移與永磁體的旋轉(zhuǎn) 角位移一致。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子水表，其特征在于：所述磁性角位移傳感器與其相鄰的 計(jì)數(shù)單元中的永磁體由所述屏蔽板相隔離，所述磁性角位移傳感器只感測其所屬計(jì)數(shù)單元 內(nèi)的永磁體產(chǎn)生的磁場分布，不受相鄰永磁體和外部磁場的影響。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子水表，其特征在于：所述各永磁體的充磁方向與其轉(zhuǎn)動(dòng) 軸相垂直，且各永磁體的充磁方向相平行。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子水表，其特征在于：所述屏蔽板固定安裝在所述機(jī)架 上，各屏蔽板互相平行且垂直于所述永磁體的轉(zhuǎn)動(dòng)軸。
13. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子水表，其特征在于：所述屏蔽板的材料為軟磁材料，或 為純鐵、鋼、鎳鐵合金、鐵錯(cuò)合金、鐵娃錯(cuò)合金、鐵娃合金、鐵鈷合金、非晶態(tài)軟磁合金、超微 晶軟磁合金、軟磁鐵氧體、或者所述組成材料的粉末和塑料、橡膠或樹脂形成的復(fù)合體中的 一種或幾種。
14. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子水表，其特征在于：在每一個(gè)計(jì)數(shù)單元內(nèi)，所述數(shù)字電 路沉積在一數(shù)字電路板上，該數(shù)字電路板與所述機(jī)架相連接，不隨數(shù)字字輪及永磁體轉(zhuǎn)動(dòng)。
15. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子水表，其特征在于，所述相鄰計(jì)數(shù)單元中數(shù)字字輪的旋 轉(zhuǎn)圈數(shù)成N :1的關(guān)系，N是大于或等于1的整數(shù)。
【文檔編號】G01F15/06GK104111099SQ201310135907
【公開日】2014年10月22日 申請日期:2013年4月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年4月18日
【發(fā)明者】程曉峰, 詹姆斯·G·迪克 申請人:江蘇多維科技有限公司