專利名稱：一種機電式格雷碼直讀計數(shù)器的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于計數(shù)器領域，特別是涉及一種以半導體光電器件為傳感 器采用格雷碼方式進行編碼的直讀式計數(shù)器，主要可應用于水表、電表、氣 表以及所有采用傳統(tǒng)機械式十進制計數(shù)器的領域。
背景技術：
目前，市場上已有的各種直讀式編碼計數(shù)器如單道多點采樣式或多道多點 采樣形式，都在不同方面存在有缺陷或不足。主要表現(xiàn)在有的計數(shù)器數(shù)字輪 在翻轉至兩個數(shù)字之間時無法正常讀取編碼，存在著讀碼死角；有的在計數(shù)器 數(shù)字輪處于多個輪同時翻轉的狀態(tài)時容易出現(xiàn)誤碼；有的編碼盤的碼道采用多 碼道設置不易小型化，對碼盤制作和傳感器安裝的工藝要求過高，而降低工藝要 求，則易產生誤碼，因而不適宜大批量生產；有的安裝的傳感器數(shù)量過多對小 型計數(shù)器來說在讀碼時易產生相互之間的干擾，并使產品成品增加；有的采用 復雜的光導傳輸結構容易造成傳輸光路及光強的不穩(wěn)定從而易造成誤碼和產品 成本增加以及配套材料的工藝性難以保證；再有目前此類直讀式計數(shù)器上傳感 器的安裝方式都采用成品元件SMT貼裝的方法，因此其安裝精度無法滿足精確 讀碼的要求，因此直讀式編碼計數(shù)器至今尚未能實現(xiàn)產業(yè)化批量生產。發(fā)明內容為了解決上述的技術問題，本實用新型的目的是提供一種機電式格雷碼直 讀計數(shù)器，通過調整數(shù)字輪上圓環(huán)碼道結構和相應的傳感器位置，解決了現(xiàn)有直讀式計數(shù)器存在的讀碼死角、誤碼等問題，同時，還具有小型化、制作工藝簡單、成本低廉、可靠性好等優(yōu)點。為了達到上述的目的，本實用新型采用了以下的技術方案-一種機電式格雷碼直讀計數(shù)器，包括殼體、若干個柱面印有數(shù)碼的同軸數(shù) 字輪、進位齒輪、設在數(shù)字輪兩側的信號采樣板以及設在其上的若干對光電傳 感器，最低位數(shù)字輪與殼體外的傳動齒輪聯(lián)動，所述數(shù)字輪端面上設有由內至外設有第一至第四4個同心圓環(huán)碼道，所述圓環(huán)碼道由相間分布的若干透空段 和非透空段構成，所述第一圓環(huán)碼道對應間隔90。設置的兩對傳感器，其余圓 環(huán)碼道各對應一對傳感器，所述傳感器連接讀取電路，其中，所述的對應第一圓環(huán)碼道的兩對傳感器在信號采樣板上的位置角度設為 0°和90° ，則與之相應的該圓環(huán)碼道的透空段和非透空段的分界線的角度分別為0° ， 180° ;所述的對應第二圓環(huán)碼道的一對傳感器在信號采樣板上的位置角度設為 90° ，則與之相應的該圓環(huán)碼道的透空段和非透空段的分界線的角度分別為42° ， 138° ， 222° , 318。；所述的對應第三圓環(huán)碼道的一對傳感器在信號采樣板上的位置角度設為 90° ，則與之相應的該圓環(huán)碼道的透空段和非透空段的分界線的角度分別為 18° ， 66° ， 114° , 162° ， 198° ， 246° ， 294° ， 342° ;所述的對應第四圓環(huán)碼道的一對傳感器在信號采樣板上的位置角度設為 90° ，則與之相應的該圓環(huán)碼道的透空段和非透空段的分界線的角度分別為 9° ， 30° ， 54° ， 78° , 102° ， 126° ， 150° ， 171° ， 189° ， 210° ， 234° ， 258。 ， 282° ， 306° ， 330° ， 351° 。作為優(yōu)選，上述的對應第二、第三、第四圓環(huán)碼道的三對傳感器和對應第一圓環(huán)碼道的其中一對傳感器排列在同一條半徑線上。上述的4個同心圓環(huán)碼道之間可以設有圓環(huán)間隔，也可以不設圓環(huán)間隔，即 4個圓環(huán)碼道的透空段部分相互連通。作為優(yōu)選，上述信號采樣板以PCB板為基底，PCB板上直接封裝有傳感器芯 片裸片。作為優(yōu)選，上述傳感器芯片周圍設有聚光的塑料外框。本實用新型由于采用了以上的技術方案，通過調整數(shù)字輪上圓環(huán)碼道結構 和相應的傳感器位置，將原先的5個傳感器5個圓環(huán)碼道的結構縮減為5個傳 感器4個碼道，同時將原先數(shù)字輪端面30等分區(qū)間構成二進制格雷碼形式修改 為32非等分區(qū)間結構構成二進制格雷碼形式，解決了現(xiàn)有直讀式計數(shù)器存在的 讀碼死角、誤碼等問題，同時，還具有小型化、制作工藝簡單、成本低廉、可 靠性好等優(yōu)點，適于產業(yè)化大批量生產。
圖1是本實用新型的結構示意圖。 圖2是圖1的A-A視圖。 圖3是實施例1中數(shù)字輪的結構示意圖。 圖4是實施例2中數(shù)字輪的結構示意圖。 圖5是本實用新型的傳感器設置示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型的具體實施方式
做一個詳細的說明。 實施例l:如圖l、圖2所示的一種機電式格雷碼直讀計數(shù)器，包括殼體8， 殼體8內設有數(shù)字輪軸7和進位齒輪軸10，數(shù)字輪軸7上設有5個柱面印有數(shù)碼的數(shù)字輪l，進位齒輪軸10上設有進位齒輪9，在每個數(shù)字輪l兩側設有信 號采樣板4，每個信號采樣板4上設置5對光電傳感器3，最低位數(shù)字輪與殼體 8外的傳動齒輪聯(lián)動，相鄰位數(shù)字輪通過進位齒輪9和進位撥齒6機械傳動進位， 所述數(shù)字輪1端面上設有由內至外設有第一至第四4個同心圓環(huán)碼道2，所述圓 環(huán)碼道2由相間分布的若干透空段和非透空段構成，所述第一圓環(huán)碼道對應間 隔90°設置的兩對傳感器，其余圓環(huán)碼道各對應一對傳感器，所述傳感器3連 接讀取電路；其中，如圖3所示，所述的對應第二、第三、第四圓環(huán)碼道的三 對傳感器和對應第一圓環(huán)碼道的其中一對傳感器排列在同一條半徑線上，這樣， 上述第一圓環(huán)碼道透空段和非透空段的分界線的角度分別為0° ， 180° ;上述第二圓環(huán)碼道透空段和非透空段的分界線的角度分別為42° ， 138° ， 222。 ， 318° ;上述第三圓環(huán)碼道透空段和非透空段的分界線的角度分別為18° ， 66° ， 114° ， 162° ， 198° ， 246° ， 294° ， 342° ;上述第四圓環(huán)碼道透空段和非透空段的分界線的角度分別為9° ， 30° ， 54° ， 78° ， 102° ， 126° ， 150° ， 171° ， 189° ， 210° ， 234° ， 258° ， 282° ， 306° ， 330° ， 351° 。本實施例中，上述的4個圓環(huán)碼道2之間設有圓環(huán)間隔5;如圖5所示，所 述信號采樣板4以PCB板為基底，PCB板上直接封裝有傳感器芯片裸片31，所 述傳感器芯片周圍設有聚光的塑料外框34，即信號采樣板以PCB板為基底，在其 兩個側面均設有銅箔電極，銅箔電極上直接安裝5粒光發(fā)射芯片裸片或光敏接 收芯片裸片，通過點金將金線32連接芯片裸片31和銅箔電極，在PCB板上安 裝塑料外框34，塑料外框34在芯片位置開有透孔，然后，在透孔內灌注封裝樹 脂33完成芯片封裝，這樣不僅解決了傳感器件SMT貼片精度不夠的問題，還解決了傳感器芯片光出射角較大易產生相互干擾的問題。如圖3所示，數(shù)字輪不同直徑上的4個碼道可將編碼輪的整個圓周分割成 32個區(qū)間，每個區(qū)間都有一個獨立的也是唯一的對應編碼，且每一個區(qū)間與其相 鄰兩個區(qū)間的編碼組只相差一個碼，即為格雷碼形式，并且形成循環(huán)碼。當數(shù)字 輪碼盤相對于信號采樣板作圓周運動時無論其轉動至哪個角度，數(shù)字輪編碼盤 兩側信號采樣板的5對光電傳感器分別對應與數(shù)字輪編碼盤上的4個碼道，每 個碼道都由透空和不透空兩部分組成，這樣光電傳感器就會通過對應碼道的透 空槽與實體部分實現(xiàn)通斷，從而產生一組編碼信號，這樣，由數(shù)字輪柱面上的0 9共10個數(shù)碼將數(shù)字輪圓周等分為10個數(shù)碼段，則每個數(shù)碼段包含至少3個上 述編碼區(qū)間，即每個數(shù)碼包含至少3個格雷碼，避免了進位臨界讀數(shù)問題。5個 數(shù)字輪則分別代表十進制中的五位，這樣，儀表上的流量機械檢測機構通過傳 動齒輪將流量的變化反映到最低位的數(shù)字輪走字上，由讀取電路控制傳感器進 行掃描并讀取各數(shù)字輪上的二進制編碼信號，最終由單片機轉換確定讀數(shù)并傳 到外部數(shù)據(jù)采集器。實施例2:如圖4所述的一種機電式格雷碼直讀計數(shù)器，將實施例1中的4 個圓環(huán)碼道2的透空段和非透空段對調，并且各碼道之間不設置圓環(huán)間隔，即 透空段部分相互連通，其他均與實施例l相同。本實用新型不局限于以上具體實施方式
，無論是將上述實施例中編碼盤的 透空與實體非透空部分位置調換，將任一碼道和與其對應的傳感器同時旋轉相 同角度布置，還是將各碼道的透空段部分的寬度尺寸加大至相互連通，均為本 實用新型的等效結構，都將落入本實用新型的保護范圍之內。
權利要求1.一種機電式格雷碼直讀計數(shù)器，包括殼體(8)、若干個柱面印有數(shù)碼的同軸數(shù)字輪(1)、進位齒輪(9)、設在數(shù)字輪(1)兩側的信號采樣板(4)以及設在其上的若干對光電傳感器(3)，最低位數(shù)字輪與殼體(8)外的傳動齒輪聯(lián)動，其特征在于，所述數(shù)字輪(1)端面上設有由內至外設有第一至第四4個同心圓環(huán)碼道(2)，所述圓環(huán)碼道(2)由相間分布的若干透空段和非透空段構成，所述第一圓環(huán)碼道對應間隔90°設置的兩對傳感器，其余圓環(huán)碼道各對應一對傳感器，所述傳感器(3)連接讀取電路，其中，所述的對應第一圓環(huán)碼道的兩對傳感器在信號采樣板(4)上的位置角度設為0°和90°，則與之相應的該圓環(huán)碼道的透空段和非透空段的分界線的角度分別為0°，180°；所述的對應第二圓環(huán)碼道的一對傳感器在信號采樣板(4)上的位置角度設為90°，則與之相應的該圓環(huán)碼道的透空段和非透空段的分界線的角度分別為42°，138°，222°，318°；所述的對應第三圓環(huán)碼道的一對傳感器在信號采樣板(4)上的位置角度設為90°，則與之相應的該圓環(huán)碼道的透空段和非透空段的分界線的角度分別為18°，66°，114°，162°，198°，246°，294°，342°；所述的對應第四圓環(huán)碼道的一對傳感器在信號采樣板(4)上的位置角度設為90°，則與之相應的該圓環(huán)碼道的透空段和非透空段的分界線的角度分別為9°，30°，54°，78°，102°，126°，150°，171°，189°，210°，234°，258°，282°，306°，330°，351°。
2. 根據(jù)權利要求1所述的一種機電式格雷碼直讀計數(shù)器，其特征在于，所述的 對應第二、第三、第四圓環(huán)碼道的三對傳感器和對應第一圓環(huán)碼道的其中一 對傳感器排列在同一條半徑線上。
3. 根據(jù)權利要求1或2所述的一種機電式格雷碼直讀計數(shù)器，其特征在于，所 述的4個圓環(huán)碼道(2)之間設有圓環(huán)間隔(5)。
4. 根據(jù)權利要求1或2所述的一種機電式格雷碼直讀計數(shù)器，其特征在于，所 述的4個圓環(huán)碼道(2)的透空段部分相互連通。
5. 根據(jù)權利要求1或2所述的一種機電式格雷碼直讀計數(shù)器，其特征在于，所 述信號采樣板(4)以PCB板為基底，PCB板上直接封裝有傳感器芯片裸片(31)。
6. 根據(jù)權利要求5所述的一種機電式格雷碼直讀計數(shù)器，其特征在于，所述傳 感器芯片周圍設有聚光的塑料外框(34)。
專利摘要本實用新型公開了一種機電式格雷碼直讀計數(shù)器，包括殼體、數(shù)字輪、進位齒輪、設在數(shù)字輪兩側的信號采樣板以及光電傳感器，所述數(shù)字輪端面上設有由內至外設有第一至第四4個同心圓環(huán)碼道，所述圓環(huán)碼道由相間分布的若干透空段和非透空段構成，所述第一圓環(huán)碼道對應間隔90°設置的兩對傳感器，其余圓環(huán)碼道各對應一對傳感器。本技術方案通過調整數(shù)字輪上圓環(huán)碼道結構和相應的傳感器位置，將原先的5個傳感器5個圓環(huán)碼道的結構縮減為5個傳感器4個碼道，解決了現(xiàn)有直讀式計數(shù)器存在的讀碼死角、誤碼等問題，同時，還具有小型化、制作工藝簡單、成本低廉、可靠性好等優(yōu)點，適于產業(yè)化大批量生產。
文檔編號G06M1/00GK201111132SQ20072011503
公開日2008年9月3日 申請日期2007年9月24日 優(yōu)先權日2007年9月24日
發(fā)明者孫海城, 謝志勇 申請人:杭州先鋒電子技術有限公司;杭州華晟電子電器技術有限公司