专利名称：一种机电式格雷码直读计数器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于计数器领域，特别是涉及一种以半导体光电器件为传感 器采用格雷码方式进行编码的直读式计数器，主要可应用于水表、电表、气 表以及所有采用传统机械式十进制计数器的领域。
背景技术：
目前，市场上已有的各种直读式编码计数器如单道多点采样式或多道多点 采样形式，都在不同方面存在有缺陷或不足。主要表现在有的计数器数字轮 在翻转至两个数字之间时无法正常读取编码，存在着读码死角；有的在计数器 数字轮处于多个轮同时翻转的状态时容易出现误码；有的编码盘的码道采用多 码道设置不易小型化，对码盘制作和传感器安装的工艺要求过高，而降低工艺要 求，则易产生误码，因而不适宜大批量生产；有的安装的传感器数量过多对小 型计数器来说在读码时易产生相互之间的干扰，并使产品成品增加；有的采用 复杂的光导传输结构容易造成传输光路及光强的不稳定从而易造成误码和产品 成本增加以及配套材料的工艺性难以保证；再有目前此类直读式计数器上传感 器的安装方式都采用成品元件SMT贴装的方法，因此其安装精度无法满足精确 读码的要求，因此直读式编码计数器至今尚未能实现产业化批量生产。发明内容为了解决上述的技术问题，本实用新型的目的是提供一种机电式格雷码直 读计数器，通过调整数字轮上圆环码道结构和相应的传感器位置，解决了现有直读式计数器存在的读码死角、误码等问题，同时，还具有小型化、制作工艺简单、成本低廉、可靠性好等优点。为了达到上述的目的，本实用新型采用了以下的技术方案-一种机电式格雷码直读计数器，包括壳体、若干个柱面印有数码的同轴数 字轮、进位齿轮、设在数字轮两侧的信号采样板以及设在其上的若干对光电传 感器，最低位数字轮与壳体外的传动齿轮联动，所述数字轮端面上设有由内至外设有第一至第四4个同心圆环码道，所述圆环码道由相间分布的若干透空段 和非透空段构成，所述第一圆环码道对应间隔90。设置的两对传感器，其余圆 环码道各对应一对传感器，所述传感器连接读取电路，其中，所述的对应第一圆环码道的两对传感器在信号采样板上的位置角度设为 0°和90° ，则与之相应的该圆环码道的透空段和非透空段的分界线的角度分别为0° ， 180° ;所述的对应第二圆环码道的一对传感器在信号采样板上的位置角度设为 90° ，则与之相应的该圆环码道的透空段和非透空段的分界线的角度分别为42° ， 138° ， 222° , 318。；所述的对应第三圆环码道的一对传感器在信号采样板上的位置角度设为 90° ，则与之相应的该圆环码道的透空段和非透空段的分界线的角度分别为 18° ， 66° ， 114° , 162° ， 198° ， 246° ， 294° ， 342° ;所述的对应第四圆环码道的一对传感器在信号采样板上的位置角度设为 90° ，则与之相应的该圆环码道的透空段和非透空段的分界线的角度分别为 9° ， 30° ， 54° ， 78° , 102° ， 126° ， 150° ， 171° ， 189° ， 210° ， 234° ， 258。 ， 282° ， 306° ， 330° ， 351° 。作为优选，上述的对应第二、第三、第四圆环码道的三对传感器和对应第一圆环码道的其中一对传感器排列在同一条半径线上。上述的4个同心圆环码道之间可以设有圆环间隔，也可以不设圆环间隔，即 4个圆环码道的透空段部分相互连通。作为优选，上述信号采样板以PCB板为基底，PCB板上直接封装有传感器芯 片裸片。作为优选，上述传感器芯片周围设有聚光的塑料外框。本实用新型由于采用了以上的技术方案，通过调整数字轮上圆环码道结构 和相应的传感器位置，将原先的5个传感器5个圆环码道的结构縮减为5个传 感器4个码道，同时将原先数字轮端面30等分区间构成二进制格雷码形式修改 为32非等分区间结构构成二进制格雷码形式，解决了现有直读式计数器存在的 读码死角、误码等问题，同时，还具有小型化、制作工艺简单、成本低廉、可 靠性好等优点，适于产业化大批量生产。
图1是本实用新型的结构示意图。 图2是图1的A-A视图。 图3是实施例1中数字轮的结构示意图。 图4是实施例2中数字轮的结构示意图。 图5是本实用新型的传感器设置示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的具体实施方式
做一个详细的说明。 实施例l:如图l、图2所示的一种机电式格雷码直读计数器，包括壳体8， 壳体8内设有数字轮轴7和进位齿轮轴10，数字轮轴7上设有5个柱面印有数码的数字轮l，进位齿轮轴10上设有进位齿轮9，在每个数字轮l两侧设有信 号采样板4，每个信号采样板4上设置5对光电传感器3，最低位数字轮与壳体 8外的传动齿轮联动，相邻位数字轮通过进位齿轮9和进位拨齿6机械传动进位， 所述数字轮1端面上设有由内至外设有第一至第四4个同心圆环码道2，所述圆 环码道2由相间分布的若干透空段和非透空段构成，所述第一圆环码道对应间 隔90°设置的两对传感器，其余圆环码道各对应一对传感器，所述传感器3连 接读取电路；其中，如图3所示，所述的对应第二、第三、第四圆环码道的三 对传感器和对应第一圆环码道的其中一对传感器排列在同一条半径线上，这样， 上述第一圆环码道透空段和非透空段的分界线的角度分别为0° ， 180° ;上述第二圆环码道透空段和非透空段的分界线的角度分别为42° ， 138° ， 222。 ， 318° ;上述第三圆环码道透空段和非透空段的分界线的角度分别为18° ， 66° ， 114° ， 162° ， 198° ， 246° ， 294° ， 342° ;上述第四圆环码道透空段和非透空段的分界线的角度分别为9° ， 30° ， 54° ， 78° ， 102° ， 126° ， 150° ， 171° ， 189° ， 210° ， 234° ， 258° ， 282° ， 306° ， 330° ， 351° 。本实施例中，上述的4个圆环码道2之间设有圆环间隔5;如图5所示，所 述信号采样板4以PCB板为基底，PCB板上直接封装有传感器芯片裸片31，所 述传感器芯片周围设有聚光的塑料外框34，即信号采样板以PCB板为基底，在其 两个侧面均设有铜箔电极，铜箔电极上直接安装5粒光发射芯片裸片或光敏接 收芯片裸片，通过点金将金线32连接芯片裸片31和铜箔电极，在PCB板上安 装塑料外框34，塑料外框34在芯片位置开有透孔，然后，在透孔内灌注封装树 脂33完成芯片封装，这样不仅解决了传感器件SMT贴片精度不够的问题，还解决了传感器芯片光出射角较大易产生相互干扰的问题。如图3所示，数字轮不同直径上的4个码道可将编码轮的整个圆周分割成 32个区间，每个区间都有一个独立的也是唯一的对应编码，且每一个区间与其相 邻两个区间的编码组只相差一个码，即为格雷码形式，并且形成循环码。当数字 轮码盘相对于信号采样板作圆周运动时无论其转动至哪个角度，数字轮编码盘 两侧信号采样板的5对光电传感器分别对应与数字轮编码盘上的4个码道，每 个码道都由透空和不透空两部分组成，这样光电传感器就会通过对应码道的透 空槽与实体部分实现通断，从而产生一组编码信号，这样，由数字轮柱面上的0 9共10个数码将数字轮圆周等分为10个数码段，则每个数码段包含至少3个上 述编码区间，即每个数码包含至少3个格雷码，避免了进位临界读数问题。5个 数字轮则分别代表十进制中的五位，这样，仪表上的流量机械检测机构通过传 动齿轮将流量的变化反映到最低位的数字轮走字上，由读取电路控制传感器进 行扫描并读取各数字轮上的二进制编码信号，最终由单片机转换确定读数并传 到外部数据采集器。实施例2:如图4所述的一种机电式格雷码直读计数器，将实施例1中的4 个圆环码道2的透空段和非透空段对调，并且各码道之间不设置圆环间隔，即 透空段部分相互连通，其他均与实施例l相同。本实用新型不局限于以上具体实施方式
，无论是将上述实施例中编码盘的 透空与实体非透空部分位置调换，将任一码道和与其对应的传感器同时旋转相 同角度布置，还是将各码道的透空段部分的宽度尺寸加大至相互连通，均为本 实用新型的等效结构，都将落入本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种机电式格雷码直读计数器，包括壳体(8)、若干个柱面印有数码的同轴数字轮(1)、进位齿轮(9)、设在数字轮(1)两侧的信号采样板(4)以及设在其上的若干对光电传感器(3)，最低位数字轮与壳体(8)外的传动齿轮联动，其特征在于，所述数字轮(1)端面上设有由内至外设有第一至第四4个同心圆环码道(2)，所述圆环码道(2)由相间分布的若干透空段和非透空段构成，所述第一圆环码道对应间隔90°设置的两对传感器，其余圆环码道各对应一对传感器，所述传感器(3)连接读取电路，其中，所述的对应第一圆环码道的两对传感器在信号采样板(4)上的位置角度设为0°和90°，则与之相应的该圆环码道的透空段和非透空段的分界线的角度分别为0°，180°；所述的对应第二圆环码道的一对传感器在信号采样板(4)上的位置角度设为90°，则与之相应的该圆环码道的透空段和非透空段的分界线的角度分别为42°，138°，222°，318°；所述的对应第三圆环码道的一对传感器在信号采样板(4)上的位置角度设为90°，则与之相应的该圆环码道的透空段和非透空段的分界线的角度分别为18°，66°，114°，162°，198°，246°，294°，342°；所述的对应第四圆环码道的一对传感器在信号采样板(4)上的位置角度设为90°，则与之相应的该圆环码道的透空段和非透空段的分界线的角度分别为9°，30°，54°，78°，102°，126°，150°，171°，189°，210°，234°，258°，282°，306°，330°，351°。
2. 根据权利要求1所述的一种机电式格雷码直读计数器，其特征在于，所述的 对应第二、第三、第四圆环码道的三对传感器和对应第一圆环码道的其中一 对传感器排列在同一条半径线上。
3. 根据权利要求1或2所述的一种机电式格雷码直读计数器，其特征在于，所 述的4个圆环码道(2)之间设有圆环间隔(5)。
4. 根据权利要求1或2所述的一种机电式格雷码直读计数器，其特征在于，所 述的4个圆环码道(2)的透空段部分相互连通。
5. 根据权利要求1或2所述的一种机电式格雷码直读计数器，其特征在于，所 述信号采样板(4)以PCB板为基底，PCB板上直接封装有传感器芯片裸片(31)。
6. 根据权利要求5所述的一种机电式格雷码直读计数器，其特征在于，所述传 感器芯片周围设有聚光的塑料外框(34)。
专利摘要本实用新型公开了一种机电式格雷码直读计数器，包括壳体、数字轮、进位齿轮、设在数字轮两侧的信号采样板以及光电传感器，所述数字轮端面上设有由内至外设有第一至第四4个同心圆环码道，所述圆环码道由相间分布的若干透空段和非透空段构成，所述第一圆环码道对应间隔90°设置的两对传感器，其余圆环码道各对应一对传感器。本技术方案通过调整数字轮上圆环码道结构和相应的传感器位置，将原先的5个传感器5个圆环码道的结构缩减为5个传感器4个码道，解决了现有直读式计数器存在的读码死角、误码等问题，同时，还具有小型化、制作工艺简单、成本低廉、可靠性好等优点，适于产业化大批量生产。
文档编号G06M1/00GK201111132SQ20072011503
公开日2008年9月3日 申请日期2007年9月24日 优先权日2007年9月24日
发明者孙海城, 谢志勇 申请人:杭州先锋电子技术有限公司;杭州华晟电子电器技术有限公司