专利名称：机械计量表表盘读数信号编码输出装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种计量表表盘读数输出装置，尤其涉及一种机械计量表表盘读数信号编码输出装置。
背景技术：
随着我国国民经济的飞速发展，人民生活水平不断提高，智能化小区的建设日趋普及。水、电、气收费成为物业管理公司的主要服务之一。传统的水、电、气收费方式首先是由抄表员上门抄表，然后将所抄数据打印成发票发给用户，最后收费。整个过程需要抄表员多次上门，而用户因各种原因不在家，造成收费延误。所以，就提出了一个需要解决出门抄表的问题。随着电子技术和计算机技术的广泛应用目前国内有的公司已研制出一些远程集中抄表系统。
但是，综观现有的各种抄表系统，令人头痛的是断电不能计量，数据丢失问题，让物业管理公司不得不重新进行人工抄表，房地产商眼看着花费几十万甚至上百的抄表系统，却仅仅只能用来当作卖点。在开发部里工程师们绞尽脑汁，给电路加上看门狗、锂电池、备用电源等，而且芯片的擦写问题也困扰着他们，似乎并没有什么有效解决问题的方法，而作为抄表系统公司的运营者，眼看着电路上的元件越来越多，无疑硬件成本增加了不少，而面对激烈的市场竞争，他们很无奈。
透悉现代远传电子计量表，其内部采用的是脉冲传感器(霍尔传感器，干簧管传感器，光电传感器)，表盘每转一圈产生一个脉冲信号，由远程抄表系统采集该脉冲信号并累加，配以合适的当量(如100个脉冲1吨水)计算并用电子存储器保存数据，达到计量的目的，由于脉冲信号干扰大，要求实时供电，停电不能计量，数据丢失，即使用断电不掉失的EEROM存储器，它保存的也只是历史的数据，断电期间这部分时间的数据损失已无法挽回，抄表系统抄表准确性很低。这便是现有抄表系统难以解决的问题。
发明内容
本实用新型的目的是克服现有技术的不足而提供了一种结构合理，能够降低成本，停电计量数据不丢失，减少抄表系统抄表误差的计量表表盘读数输出装置。
采用下述技术方案即可实现上述目的本实用新型包括粘附在机械计量表的计数器转盘上的圆盘，所述的圆盘为印刷电路板，该圆盘含有编码电路。所述编码电路包括转盘角度编码PCB板、数字逻辑电路、下拉电阻、串行接口，编码电路由转盘角度编码PCB板通过固定导电卡簧和下拉电阻的一端连接，下拉电阻的另一端和数字逻辑电路连接，数字逻辑电路通过串行接口和外围设备连接。
编码电路将圆盘转轮平分为10等份，每1份为1个区域，包括区域10、区域11、区域12---区域19，每1区域角度为36度，又将圆盘转轮划作5个不同直径的同心圆，由内而外为同心圆114、圆113、圆112、圆111、圆110，每1个同心圆在不同的区域内有不同的圆弧条码117，所述圆弧条码117为印刷电路板和导电铜铂。每1个区域导电铜铂以斜线115为界，该斜线115的长度为同1个区域的对角线长度。
在圆盘转轮上还含有5个固定导电卡簧74、固定导电卡簧73、固定导电卡簧72、导电卡簧71、导电卡簧70，导电卡簧和相对应的同心圆紧密接触，并且和斜线115连接。
所述的数字逻辑电路为并行转串行数字芯片。
所述的编码电路为BCD码、格雷码、余3码编码电路。
本实用新型的有益效果是结构合理，成本低廉，解决了停电计量数据不丢失的问题，并且减少了抄表系统抄表误差。
图1是本实用新型的结构示意图；图2是本实用新型的电路结构示意图；图3是本实用新型的平面结构示意图；图4是图3的三种编码的展开图具体实施方式
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型作进一步说明参看图1、图2，本实用新型包括6个粘附在机械计量表的计数器转盘上的圆盘1、圆盘2、圆盘3、圆盘4、圆盘5、圆盘6，分别代表0.1位，个位，十位，百位，千位，万位转盘角度编码盘。所述的圆盘为印刷电路板，该圆盘含有编码电路。所述的编码电路包括转盘角度编码PCB板、数字逻辑电路8、下拉电阻、串行接口9。所述的数字逻辑电路8主要由4片74HC165并行转串行数字芯片81、74HC165芯片82、74HC165芯片83、74HC165芯片84组成。下拉电阻主要由下拉电阻161、下拉电阻162、下拉电阻163、下拉电阻163组成。其中数字逻辑电路8为并行转串行数字芯片在时钟和移位脉冲的作用下，把转盘角度编码PCB板上产生的并行数据转换成串行数据，便于传输。串行接口9为该电路与微处理器(MCU或DSP)或外部电路的串行接口。该电路的电源经串行接口9的第①脚由外部电路供给，串行接口9的引脚功能定义为①电源②数据线③时钟线④移位脉冲线⑤地线，该电路编码的数字信号经串行接口9送出给处理器或外部电路作进一步处理。
所述的编码电路由转盘角度编码PCB板通过固定导电卡簧7和下拉电阻的一端连接，下拉电阻的另一端和数字逻辑电路8连接，数字逻辑电路8通过串行接口9和外围设备连接。
参看图3、图4该编码电路将圆盘转轮平分为10等份，每1份为1个区域，包括10区、11区、12区---19区，每一区域角度为36度，并且将圆盘转轮作5个不同直径的同心圆，由内而外为圆114、圆113、圆112、圆111、圆110。每1个同心圆在不同的区域有不同的圆弧条码117，所述圆弧条码117为印刷电路板和导电铜铂。每一个区域的有效条码以斜线115为界，该斜线115的长度为同1个区域的对角线长度。
所述的圆盘转轮上还含有5个固定导电卡簧74、导电卡簧73、导电卡簧72、导电卡簧71、导电卡簧70，导电卡簧74到导电卡簧71在不同的角度下组合产生不同的编码，每一同心圆上的导电铜铂117为电路中的高电平逻辑1，其它部分为电路中的低电平逻辑0。所述的5个固定导电卡簧74、73、72、71、70，和5道同心圆114、圆113、圆112、圆111、圆110紧密连接，将其产生的代码引出。
由于机械精确度问题，当转盘在卡簧下转动到斜线115处时会生一个非确定状态，此时的数据会产生错误，例如17区向18区进位时，由于4个指针卡簧，不可能在同一时间内脱离17区有效条码116部分，或者全部脱离后还没有同时接触18区的有效条码116部分，这时的数据有可能是全0或全1，在这里我们把它叫做进位问题。针对此问题电路增加了一个同心圆110和导电卡簧70指针卡簧，仔细研究发现，并不是十次进位就会产生十次进位问题，从偶数向奇数进位时不会发生进位问题，例如12向13进位，14向15进位，而只有奇数向偶数进位时进位问题才会发生，例如11向12，13向14，所以转盘旋转一周会产生5次进位问题。由于同心圆110上的圆弧角度在同一角度内小于其它4道圆弧，同心圆110没有在临界区内，所以可以将非确定的数据屏蔽掉，定义为当导电卡簧70为逻辑1的时候，导电卡簧74、导电卡簧73、导电卡簧72、导电卡簧71上的数据为有效数据，反之当导电卡簧70为逻辑0的时候，导电卡簧74、导电卡簧73、导电卡簧72、导电卡簧71上的数据为无效数据。
表盘转轮同该电路同步顺时针旋转在导电卡簧74、导电卡簧73、导电卡簧72、导电卡簧71上产生的真值及其对应的十进制数如下
通过上面的真值表可以发现在表盘的旋转下该电路完成了BCD码的编码。
本实用新型所述的编码可以是BCD码、格雷码、余3码的编码电路。
在同心圆114、圆113、圆112、圆111为4道轨道即为，每一轨道在不同的区域有不同的轨迹条码。即同心圆114、圆113、圆112、圆111代表四位二进制数，四位二进制编码可代表一位十进制数。同心圆114、圆113、圆112、圆111，四道轨道上有不同的导电铜铂117。导电铜铂117接上了电路的高电平，也就是逻辑1。轨道上其于部分为绝缘部分，电路中的RP1为导电卡簧71，导电卡簧72，导电卡簧73，导电卡簧74的下拉电阻接上了电路的低电平，也就是逻辑0，保证导电卡簧72，导电卡簧73，导电卡簧74在接触同心圆111、圆112、圆113、圆114的绝缘部分时为0。
轨道上如何产生信号，将图3的圆弧展开成的平行线如图4所示，前面已定义导电铜铂117为1，在下拉电阻的作用下其于部分为0。在0区的四个轨道同心圆114、圆113、圆112、圆111上没有导电铜铂117，即同心圆114、圆113、圆112、圆111产生的二进制代码为0000，对应10进制为0。
11区的4个轨道同心圆114、圆113、圆112、圆111上同心圆111有导电铜铂117，即同心圆114、圆113、圆112、圆111产生的二进制代码为0001，对应的十进制为1。
12区的四个轨道同心圆114、圆113、圆112、圆111上同心圆112有导电铜铂117，即同心圆114、圆113、圆112、圆111产生的二进制代码为0010，对应的十进制为2。
其它区域雷同。不难发现同心圆114、圆113、圆112、圆111上的编码就是表格中的BCD码。
固定导电卡簧74，导电卡簧73，导电卡簧72，导电卡簧71为4个固定不动的导电卡簧，轨道在计量表的带动下在导电卡簧下平滑移动，导电卡簧74，导电卡簧73，导电卡簧72，导电卡簧71紧密接触同心圆114、圆113、圆112、圆111轨道，将轨道上的不同区域产生的0，1信号，也就是二进制编码引出。
区域界线115的作用是1、平分区域；2、使导电卡簧74，导电卡簧73，导电卡簧72，导电卡簧71同时到达同一区域。3、接长同一区域的对角线长度。假设区域界线115为垂直线，那么移动时导电卡簧74滞后导电卡簧73滞后导电卡簧72滞后导电卡簧71。同一区域的对角线长度115增加了，也就增加了导电卡簧74，导电卡簧73，导电卡簧72，导电卡簧71的安全距离。
同心圆110轨道为屏蔽交界区的非确定数据，同心圆110轨道上的导电铜铂117没有全部敷满交界内的所有区域，而是小于它所处的区域，所以可以定义为同心圆110＝1时，数据有效。同心圆110＝0，时无效。
在计算机中数值数据是用二进制来表示的，用电子电路表示即电路的高电为1，低电平为0。不仅如此，其他一些数据，比如汉字和图像，等非数值数据也是以二进制编码形式存放在机器内部的。为了便于信息的表示、存储和处理，人们规定了多种标准的编码方式，下面仅给出与本实用新型有关的用四位二进制数表示1位十进制数的计算机数值数据编码方法下表为十进制数的二进制编码种类对照表
根据本表即可用四条能产生高低电平的电路来代表表中的四位二进制数，即能产生相应的十进制数所对应的二进制编码。
串行接口9输出的是十进制数的二进制编码。无需再把十进制转换成二进制数，因为4位二进制编码就代表1位十进制数。转盘角度编码PCB板上划分为不同等份可以实现不同的进制。例如，现把圆盘PCB板分成了10份，也就是圆盘1转1圈产生10个编码，然后向圆盘2进位，圆盘2转了1圈，产生了10个编码后，又向圆盘3进位，依此类推就实现了每1个圆盘PCB板产生10个编码后向它的高1位进位，即十进制循环。计算机中常用的时进制有，二进制，十进制，十六进制。
如果现把圆盘PCB分成16份。16个区域有不同的条码。也就是圆盘1转1圈产生16个编码，然后向圆盘2进位，圆盘2转了1圈，产生了16个编码后，又向圆盘3进位，依此类推就实现了每1个圆盘PCB板产生16个编码后向它的高1位进位，即十六进制循环。其它进制的实现类同。
该编码电路在实际应用中可以根据实际精度和需要把转盘分成任意等份(十等份、二十等份、三十二等份…..)、改变同心圆的数量、条码圆弧的排列、实现不同进制(十进制、二十进制、三十二进制….)和码制(BCD码、格雷码、余3码等计算机编码)编码，以便灵活的运用。根据需要设计成不同的进制的编码后该电路可以应用在水、电、气等电子远传表上，各种表盘式仪表的数字转换接口，各种数字机床上。该装置具有记忆效应，停电断电数据不会丢失。
权利要求1.一种机械计量表表盘读数信号编码输出装置，包括粘附在机械计量表的计数器转盘上的圆盘，所述的圆盘为印刷电路板，该圆盘含有编码电路，其特征是所述编码电路包括转盘角度编码PCB板、数字逻辑电路、下拉电阻、串行接口，编码电路由转盘角度编码PCB板通过固定导电卡簧和下拉电阻的一端连接，下拉电阻的另一端和数字逻辑电路连接，数字逻辑电路通过串行接口和外围设备连接；编码电路将圆盘转轮平分为10等份，每1份为1个区域，包括区域(10)、区域(11)、区域(12)——区域(19)，每1区域角度为36度，又将圆盘转轮划作5个不同直径的同心圆，由内而外为圆(114)、圆(113)、圆(112)、圆(111)、圆(110)，每1个同心圆在不同的区域内有不同的圆弧条码(117)，所述圆弧条码(117)为印刷电路板和导电铜铂；每1个区域导电铜铂以斜线(115)为界，所述斜线(115)的长度为同1个区域的对角线长度；在圆盘转轮上还含有5个固定导电卡簧(74)、固定导电卡簧(73)、固定导电卡簧(72)、导电卡簧(71)、导电卡簧(70)，导电卡簧和相对应的同心圆紧密接触，并且和斜线(115)连接。
2.根据权利要求1所述的机械计量表表盘读数信号编码输出装置，其特征是所述的数字逻辑电路为并行转串行数字芯片。
3.根据权利要求1所述的机械计量表表盘读数信号编码输出装置，其特征是所述的编码电路为BCD码编码电路。
4.根据权利要求1所述的机械计量表表盘读数信号编码输出装置，其特征是所述的编码电路为格雷码编码电路。
5.根据权利要求1所述的机械计量表表盘读数信号编码输出装置，其特征是所述的编码电路为余3码编码电路。
专利摘要本实用新型公开了一种机械计量表表盘读数信号编码输出装置，旨在提供一种能够降低成本，停电计量数据不丢失，减少抄表系统抄表误差的计量表表盘读数输出装置。它包括粘附在机械计量表的计数器转盘上的印刷电路板圆盘。该圆盘含有编码电路包括转盘角度编码PCB板、CPU、下拉电阻、串行接口。编码电路将圆盘转轮平分为10等份，又将圆盘转轮划作5个不同直径的同心圆。每1个同心圆在不同的区域内有不同的圆弧条码，所述圆弧条码为印刷电路板和导电铜铂。每1个区域导电铜铂以斜线为界，该斜线的长度为同1个区域的对角线长度。在圆盘转轮上还含有5个固定导电卡簧，导电卡簧和相对应的同心圆紧密接触，并且和斜线连接。该电路的转盘角度编码可以是BCD码，格雷码或余三码。
文档编号G01D11/00GK2715112SQ20042007244
公开日2005年8月3日 申请日期2004年8月5日 优先权日2004年8月5日
发明者刘志成 申请人:刘志成