專利名稱：帶數(shù)字信號輸出的機(jī)械式電度表的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種帶數(shù)字信號輸出的機(jī)械式電度表，屬于測量電功率的機(jī)電裝置。
機(jī)械式電度表發(fā)明已有六十余年，由于其結(jié)構(gòu)簡單，長期運(yùn)行可靠，至今仍然廣泛用于工業(yè)和民用的電量測量，但在今后電費(fèi)分時(shí)計(jì)價(jià)制度下，這種單一計(jì)費(fèi)電度表，不能實(shí)現(xiàn)對電量的分時(shí)計(jì)量。
機(jī)械工業(yè)出版社1980.7.出版的《電工測量儀表產(chǎn)品樣本》和中國計(jì)量出版社1991.3.出版的《電氣測量技術(shù)》中介紹了現(xiàn)有的復(fù)費(fèi)率電度表，按原理來說有兩種一種是機(jī)械式電度表。它采用在電度表轉(zhuǎn)盤上打孔，然后加一光束，通過對轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動時(shí)產(chǎn)生的光脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，隨后由定時(shí)器控制對電量分時(shí)計(jì)量。因此它的外部計(jì)費(fèi)電路必須時(shí)刻處于通電工作狀態(tài)，這樣就帶來了功耗大、可靠性低、使用壽命短等缺點(diǎn)。
另一種是全數(shù)字化電度表。它采用各種各樣的電路對輸電線路的電壓、電流信號進(jìn)行數(shù)字化處理。這類數(shù)字化電度表，一般精度比較高，但線路復(fù)雜，成本較高，而且電路同樣必須時(shí)刻處于工作狀態(tài)，因此無法克服前種電表的缺點(diǎn)。同時(shí)，這類電表的生產(chǎn)無法在現(xiàn)有的機(jī)械式電度表生產(chǎn)線基礎(chǔ)上完成，需要很大的投資，而且如果全面取代現(xiàn)有機(jī)械式電度表，將造成巨大浪費(fèi)。
本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足之處而提供一種功耗低、壽命長、結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)行可靠而又能實(shí)現(xiàn)復(fù)費(fèi)率計(jì)費(fèi)的機(jī)械式電度表。
本實(shí)用新型的目的可以通過以下措施來達(dá)到在一般的機(jī)械式電度表中，計(jì)數(shù)由轉(zhuǎn)盤的軸帶動字輪按一定規(guī)律進(jìn)行計(jì)數(shù)顯示。本實(shí)用新型采取的措施在于對字輪上的各個(gè)數(shù)字進(jìn)行編碼，使之能用一定的裝置識別和用數(shù)字電路進(jìn)行處理。編碼方式有很多種，其共同點(diǎn)是用盡可能少的二進(jìn)制編碼表示0-9各個(gè)數(shù)字。例如，

圖1表示用8421碼編碼方法的一種字輪。圖1中陰影部分的邏輯檢測值為邏輯1，最外圍陰影權(quán)值為1，次之為2，再次之為4，最內(nèi)圈為8，則各數(shù)的編碼符合8421碼。對數(shù)字編碼的檢測采用光電方式，即圖1中陰影部分對檢測光為透明，非陰影部分為不透明，或反之。
本實(shí)用新型由框架、字輪、檢測條、轉(zhuǎn)軸、轉(zhuǎn)輪、檢測條固定桿、進(jìn)位輪和進(jìn)位輪軸組成。字輪由按一定的二進(jìn)制編碼方式進(jìn)行編碼以表示自然數(shù)的陰影部分和非陰影部分構(gòu)成；轉(zhuǎn)軸、檢測條固定桿和進(jìn)位輪軸安裝在框架上；四個(gè)進(jìn)位輪安裝在進(jìn)位輪軸上；四個(gè)字輪及轉(zhuǎn)輪安裝在轉(zhuǎn)軸上，轉(zhuǎn)軸帶動轉(zhuǎn)輪旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)輪與進(jìn)位輪中的第一個(gè)進(jìn)位輪嚙合，四個(gè)進(jìn)位輪和四個(gè)字輪相互間隔安裝，按“滿十進(jìn)位”的規(guī)律傳遞數(shù)據(jù)，即第一個(gè)進(jìn)位輪與表示計(jì)量的個(gè)位數(shù)的第一個(gè)字輪(即個(gè)位字輪)嚙合，個(gè)位字輪后面與第二個(gè)進(jìn)位輪嚙合；個(gè)位字輪轉(zhuǎn)一圈滿十，通過第二個(gè)進(jìn)位輪使第二個(gè)字輪(十位字輪)轉(zhuǎn)一位，待十位字輪轉(zhuǎn)一圈滿十，又通過第三個(gè)進(jìn)位輪使第三個(gè)字輪(百位字輪)轉(zhuǎn)一位…，這樣逐級傳遞進(jìn)位，四個(gè)字輪分別表示計(jì)量數(shù)的個(gè)、十、百、千位；檢測條對稱地安裝在各個(gè)字輪的兩側(cè)，每根檢測條由四根等距放置的光纖組成，每個(gè)字輪的一側(cè)的檢測條為發(fā)光組，用于引入光源，在字輪對稱的另一側(cè)的檢測條為接收組，用于接收光信號，也就是說，圖1中各數(shù)字的編碼即由接收組的四根光纖有無收到光信號而得以讀出；發(fā)光組與光源相連，接收組與光電轉(zhuǎn)換電路相連，光源和光電轉(zhuǎn)換電路都連接到外部接口插件上，外部電路即可從插件讀取數(shù)據(jù)。工作時(shí)，外部電路由定時(shí)電路控制在分時(shí)點(diǎn)對各用戶電表所顯示的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、計(jì)算、存儲等，工作完畢，外部電路進(jìn)入閑置狀態(tài)，系統(tǒng)處于低功耗狀態(tài)，僅維持存儲器的數(shù)據(jù)，直到下一個(gè)中斷信號產(chǎn)生；在交流供電停止時(shí)，由電源檢測信號產(chǎn)生中斷信號，將現(xiàn)場信息保存；電源部分可提供停電時(shí)保存現(xiàn)場信息所需的短時(shí)電源支持。
本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)1)由于是在現(xiàn)有的機(jī)械式電度表結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上進(jìn)行了改進(jìn)，所以它繼承了機(jī)械式電度表原有的結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)行可靠的優(yōu)點(diǎn)，又由于采用數(shù)字編碼輸出而可實(shí)現(xiàn)復(fù)費(fèi)率電度表的功能。
2)本實(shí)用新型的實(shí)現(xiàn)方法簡單，只要對現(xiàn)有的機(jī)械式電度表字輪部件進(jìn)行替換，就可實(shí)現(xiàn)。
3)經(jīng)濟(jì)效益好，當(dāng)前正在使用的機(jī)械式電度表無須報(bào)廢，只需用本實(shí)用新型所提出的字輪替換原字輪，即可用于分時(shí)計(jì)費(fèi)；現(xiàn)有的機(jī)械式電度表生產(chǎn)線也無須報(bào)廢，可繼續(xù)留用。
4)本實(shí)用新型成本低，投資小。
5)和現(xiàn)有的復(fù)費(fèi)率電度表相比，本實(shí)用新型的外部電路無須時(shí)刻處于工作狀態(tài)，在同樣的環(huán)境下，一方面可降低測量電路的功耗，更重要的是可提高系統(tǒng)長期運(yùn)行的可靠性，延長系統(tǒng)使用壽命。
6)在機(jī)械式電度表中，字輪是獨(dú)立的部件，因此替換字輪不用對機(jī)械式電度表的基本結(jié)構(gòu)進(jìn)行改動，所以本實(shí)用新型采用的這種方法既可用于單相電度表，也可用于三相三線制電度表和三相四線制電度表。
現(xiàn)結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的實(shí)施例作進(jìn)一步說明圖1為一種采用8421碼編碼方法的字輪。
圖2為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為讀出編碼原理示意圖。
圖4為檢測元件排列圖。
圖5為檢測條安裝尺寸關(guān)系圖。
圖6為檢測條結(jié)構(gòu)示意圖。
如圖2所示，本實(shí)用新型實(shí)施例由框架(1)、字輪(2)、檢測條(3)、轉(zhuǎn)軸(4)、轉(zhuǎn)輪(5)、檢測條固定桿(6)、進(jìn)位輪(13)和進(jìn)位輪軸(12)組成。字輪(2)由8421碼編碼以表示自然數(shù)的陰影部分和非陰影部分構(gòu)成；轉(zhuǎn)軸(4)、檢測條固定桿(6)和進(jìn)位輪軸(12)安裝在框架(1)上；四個(gè)進(jìn)位輪(13)安裝在進(jìn)位輪軸(12)上；四個(gè)字輪(2)與轉(zhuǎn)輪(5)安裝在轉(zhuǎn)軸(4)上，轉(zhuǎn)軸(4)帶動轉(zhuǎn)輪(5)旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)輪(5)與進(jìn)位輪(13)中的第一個(gè)進(jìn)位輪嚙合，四個(gè)進(jìn)位輪(13)和四個(gè)字輪(2)相互間隔安裝，按滿十進(jìn)位的規(guī)律傳遞數(shù)據(jù)，這樣逐級嚙合傳遞進(jìn)位，四個(gè)字輪分別表示個(gè)、十、百、千位；如圖3所示，檢測條(3)分別對稱地安裝在各個(gè)字輪(2)的兩側(cè)，每根檢測條由四根等距放置的光纖組成，如圖6所示，字輪(2)的一側(cè)的檢測條為發(fā)光組(7)，用于引入光源，在字輪(2)對稱的另一側(cè)的檢測條為接收組(8)，用于接收光信號，發(fā)光組(7)與光源(9)相連，接收組(8)與光電轉(zhuǎn)換電路(10)相連，光源(9)和光電轉(zhuǎn)換電路(10)都連接到外部接口插件(11)上。
檢測元件A、B、C、D的排列如圖4所示。為了避免讀數(shù)的錯(cuò)誤，對檢測條(3)的安裝尺寸有以下技術(shù)要求，如圖5所示L檢測元件的有效檢測軌道寬W檢測元件寬L′編碼塊的最小寬度Δr編碼塊同心圓半徑差最小值Δd字輪單側(cè)擺動最大量δ檢測元件偏離中心距離要求W＜L′-Δd-δL＜Δr
權(quán)利要求1.一種帶數(shù)字信號輸出的機(jī)械式電度表，由框架(1)、字輪(2)、檢測條(3)、轉(zhuǎn)軸(4)、轉(zhuǎn)輪(5)、檢測條固定桿(6)、進(jìn)位輪(13)和進(jìn)位輪軸(12)組成，其特征在于轉(zhuǎn)軸(4)、檢測條固定桿(6)和進(jìn)位輪軸(12)安裝在框架(1)上；四個(gè)進(jìn)位輪(13)安裝在進(jìn)位輪軸(12)上；四個(gè)字輪(2)及轉(zhuǎn)輪(5)安裝在轉(zhuǎn)軸(4)上，轉(zhuǎn)輪(5)與進(jìn)位輪(13)中的第一個(gè)進(jìn)位輪嚙合，四個(gè)進(jìn)位輪(13)和四個(gè)字輪(2)相互間隔安裝，逐級嚙合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶數(shù)字信號輸出的機(jī)械式電度表，其特征在于字輪(2)由按一定的二進(jìn)制編碼方式進(jìn)行編碼以表示自然數(shù)的陰影部分和非陰影部分構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶數(shù)字信號輸出的機(jī)械式電度表，其特征在于檢測條(3)分別對稱地安裝在各個(gè)字輪(2)的兩側(cè)，每根檢測條由四根等距放置的光纖組成。
專利摘要一種帶數(shù)字信號輸出的機(jī)械式電度表，由框架、字輪、檢測條、轉(zhuǎn)軸、轉(zhuǎn)輪、檢測條固定桿、進(jìn)位輪和進(jìn)位輪軸組成，通過將現(xiàn)有機(jī)械式電度表的字輪改為數(shù)字編碼盤，借助光信號檢測條的作用得到數(shù)字信號，從而可通過外部電路的定時(shí)電路控制在分時(shí)點(diǎn)對各用戶電表所顯示的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、計(jì)算、存儲等工作，使本實(shí)用新型能實(shí)現(xiàn)復(fù)費(fèi)率計(jì)費(fèi)，同時(shí)兼具功耗低、壽命長、結(jié)構(gòu)簡單和運(yùn)行可靠等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號G01R11/57GK2241886SQ95237390
公開日1996年12月4日 申請日期1995年8月8日 優(yōu)先權(quán)日1995年8月8日
發(fā)明者王俊鋒, 高文清 申請人:王俊鋒