专利名称：用于定位字轮旋转位置的方法及使用该方法的计量装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及用字轮实现计数的计量装置及字轮旋转位置的确定方法，特别是涉及借助光传感器确定字轮旋转位置的方法及使用该方法的计量装置。
背景技术：
现有技术用字轮实现计数的计量装置，例如水表、电表、煤气表等，包括至少一个字轮组件，每个字轮组件用于显示计量读数中的一位数字。所述字轮组件包括柱面上均勻标注有字码的字轮体和用于支撑该字轮体的字轮支架。为了解决人工抄表带来的人工成本和抄表效率低的问题，现有技术还在所述字轮组件中设置用于检测字轮旋转位置的检测装置和数据处理装置，借助该检测装置和数据处理装置可以在字轮旋转位置与通过计量装置的读数窗口读出的字码读数之间建立一一对应的关系，从而实现计量装置自动计数读数， 并且通过构建网络实现远程抄表。光传感器是现有技术一种常用的所述检测装置，在使用所述光传感器时还需要在所述字轮体上设置至少一个透光窗口，借助该透光窗口可以使光传感器输出两种状态，即透光窗口通过光传感器的状态信息和透光窗口没有通过光传感器的状态信息。合理设置透光窗口的数量和位置，以及光传感器的数量和位置，就可以通过采集各光传感器的输出状态确定一组编码，进而根据该组编码确定所述字轮体的旋转位置。现有技术用光传感原理实现对字轮自动读数的计量装置还存在以下的缺陷和不足之处1.现有技术光传感器包括一个光发射管和一个光接收管，因此，该光传感器只能输出两种状态，即光接收管接收到来自光发射管的光的状态和光接收管没有接收到来自光发射管的光的状态，一个光传感器只能对应二进制编码的一位，不能适应较为复杂的编码设计需要，而现有技术为了防止对字轮自动读数出现错位情况，以及因字轮反转出现的错误读数情况，往往被迫设计较为复杂的编码；2.如上所述，一个光传感器只能输出两种状态，而不能反映字轮旋转方向；因字轮反转造成读数错误的问题是目前设计所述字轮自动读数的计量装置需要解决的一个重要问题；现有技术大都通过设计复杂的码制，例如格雷码，来判别字轮的旋转方向是否正确，这种方法形成的编码比较复杂，而且为了实现这种码制，还需要对光传感器和透光窗口各自的位置和数量作出特殊的设计，例如，设置多个透光窗口和多个光传感器并且严格限定它们互相之间的夹角关系，甚至需要设置两组或两组以上不同半径的透光窗口，从而增加了所述计量装置的设计成本，也降低了字轮本身所能承受的机械强度；3.现有技术光传感器的光发射管必须保持点亮状态，即使字轮体没有发生转动， 所述光发射管仍然需要点亮，造成能量损失；虽然点亮光发射管的需要的电能很小，但是对于一些安装在野外或者恶劣环境的所述计量装置，需要使用电池对该计量装置供电并在所述计量装置的寿命期内达到尽量不更换电池的效果，因此，节省电能消耗对所述计量装置也是一项需要解决的重要问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于避免现有技术的不足之处而提出一种用于准确定位字轮以确定显示字码的方法以及使用该方法制成的配置光传感计数字轮的计量装置，改变传统光传感器的配置及其工作方式，简化实现字轮自动读数的编码方式，提高自动读数准确度，并且解决字轮反转造成的错误读数问题。本发明解决所述技术问题可以通过采用以下技术方案来实现设计、制造一种配置光传感计数字轮的计量装置，包括至少一组字轮组件，所述字轮组件包括字轮支架、柱面上均勻标记有N个字码的圆柱状字轮体、至少一组光传感器组件和微处理器MCU，其中，N >2。所述字轮体设置至少一个沿轴向贯穿该字轮体的透光窗口。所述光传感器组件借助透光窗口实现状态变化，所述微处理器MCU采集各光传感器组件的不同状态并编码以确定字轮体的旋转位置。尤其是，每组所述光传感器组件包括一个光接收管，以及射出光线都正对着该光接收管的第一光发射管和第二光发射管；所述光接收管与第一、第二光发射管分别设置在字轮体两端面的外侧。所述各第一、第二光发射管都处于各自熄灭或者点亮的常态。所述微处理器MCU控制各第一光发射管依次改变它们各自的常态，并检测各光接收管是否接收到各自对应第一光发射管的状态改变，从而形成第一编码组；随后，该微处理器MCU控制各第二光发射管依次改变它们各自的常态，并检测各光接收管是否接收到各自对应第二光发射管的状态改变，从而形成第二编码组。所述微处理器MCU根据第一编码组和第二编码组确定字轮体的旋转位置，即确定该字轮体通过读数窗口显示的读数。所述字轮体上设置有一个透光窗口，该透光窗口的窗口角Φ是
权利要求
1.一种配置光传感计数字轮的计量装置，包括至少一组字轮组件(100)，所述字轮组件(100)包括字轮支架、柱面上均勻标记有N个字码的圆柱状字轮体(120)、至少一组光传感器组件(110)和微处理器MCU(HO)；其中，N≥2 ；所述字轮体(120)设置至少一个沿轴向贯穿该字轮体(120)的透光窗口(121)；所述光传感器组件(110)借助透光窗口(121)实现状态变化，所述微处理器MCU (140)采集各光传感器组件(110)的不同状态并编码以确定字轮体的旋转位置；其特征在于每组所述光传感器组件(110)包括一个光接收管(111)，以及射出光线都正对着该光接收管(111)的第一光发射管(11 和第二光发射管(113)；所述光接收管(111)与第一、 第二光发射管(112、11；3)分别设置在字轮体(120)两端面的外侧；所述各第一、第二光发射管(112、11；3)都处于各自熄灭或者点亮的常态；所述微处理器MCU(HO)控制各第一光发射管(11 依次改变它们各自的常态，并检测各光接收管 (111)是否接收到各自对应第一光发射管(11 的状态改变，从而形成第一编码组；随后， 该微处理器MCU(HO)控制各第二光发射管(11 依次改变它们各自的常态，并检测各光接收管(111)是否接收到各自对应第二光发射管(11 的状态改变，从而形成第二编码组；所述微处理器MCU(HO)根据第一编码组和第二编码组确定字轮体(120)的旋转位置，即确定该字轮体(120)通过读数窗口显示的读数。
2.根据权利要求1所述的配置光传感计数字轮的计量装置，其特征在于所述字轮体(120)上设置有一个透光窗口(121)，该透光窗口(121)的窗口角Φ是
3.根据权利要求2所述的配置光传感计数字轮的计量装置，其特征在于 每组所述光传感器组(110)中，在垂直于所述字轮体(120)轴线的平面上，以光接收管 (111)的正投影所在径线为对称轴，第一光发射管(112)的正投影和第二光发射管(113)的正投影对称设置。
4.根据权利要求2或者3所述的配置光传感计数字轮的计量装置，其特征在于所述第一间隔圆心角α还满足
5.一种用于准确定位字轮以确定显示字码的方法，基于配置光传感计数字轮的计量装置，所述计量装置包括至少一组字轮组件(100)，所述字轮组件(100)包括字轮支架、柱面上均勻标记有N个字码的圆柱状字轮体(120)和微处理器MCU(HO)；其中，N ^ 2 ；所述方法包括如下步骤A.在所述字轮体(120)上开设至少一个沿轴向贯穿该字轮体(120)的透光窗口 (121)；B.设置至少一组光传感器组件(110)，借助所述透光窗口(121)，所述各光传感器组件实现状态变化，所述微处理器MCU(140)采集各光传感器组件(110)的不同状态并编码以确定字轮体的旋转位置；其特征在于所述方法还包括如下步骤C.为每组所述光传感器组件(110)配置一个光接收管(111)，以及射出光线都正对着该光接收管(111)的第一光发射管(11 和第二光发射管(113)；所述光接收管(111)与第一、第二光发射管(112、11；3)分别设置在字轮体(120)两端面的外侧；所述各第一、第二光发射管(112、11；3)都处于各自熄灭或者点亮的常态；D.所述微处理器MCU(HO)控制各第一光发射管(11 依次改变它们各自的常态，并检测各光接收管(111)是否接收到各自对应的第一光发射管(11 的状态改变，从而形成第一编码组；E.所述微处理器MCU(HO)控制各第二光发射管(11 依次改变它们各自的常态，并检测各光接收管(111)是否接收到各自对应第二光发射管(11 的状态改变，从而形成第二编码组；F.所述微处理器MCU(140)根据第一编码组和第二编码组确定字轮体(120)的旋转位置，即确定该字轮体(120)通过读数窗口显示的读数。
6.根据权利要求5所述的用于准确定位字轮以确定显示字码的方法，其特征在于所述步骤F包括如下分步骤Fl.所述微处理器MCU (140)比较第一编码组和第二编码组，只有当所述第一编码组与第二编码组完全相同时，再根据两编码组相同的编码确定所述字轮体(120)的旋转位置， 即确定该字轮体(120)通过读数窗口显示的读数。
7.根据权利要求5所述的用于准确定位字轮以确定显示字码的方法，其特征在于在步骤A中，在所述字轮体(120)上开设一个透光窗口(121)，并且使该透光窗口(121)的窗口角Φ是
8.根据权利要求7所述的用于准确定位字轮以确定显示字码的方法，其特征在于 在所述步骤C中，每组所述光传感器组(110)，在垂直于所述字轮体(120)轴线的平面上，以光接收管(111)的正投影所在径线为对称轴，第一光发射管(11 的正投影和第二光发射管(113)的正投影对称设置。
9.根据权利要求7或者8所述的用于准确定位字轮以确定显示字码的方法，其特征在于
全文摘要
用于定位字轮旋转位置的方法及使用该方法的计量装置，基于配置光传感计数字轮的计量装置，包括至少一组字轮组件，所述字轮组件包括字轮支架、圆柱状字轮体和微处理器MCU。每组所述光传感器组件包括一个光接收管，以及射出光线都正对着该光接收管的第一光发射管和第二光发射管。所述光传感器组件输出四种状态信号，应用在同样的编码设计中，所述光传感器组件的数量少于现有技术光传感器的数量，减少了计量装置的制造成本；同时，所述光传感器组件可以确定字轮体自身的旋转方向，避免了因字轮体反转而造成的读数错误。
文档编号G01B11/00GK102288209SQ20101020668
公开日2011年12月21日 申请日期2010年6月19日 优先权日2010年6月19日
发明者刘清波, 张系强, 李怡凡, 黄家驰 申请人:深圳市兴源鼎新科技有限公司