專利名稱：編碼計度遠(yuǎn)程讀數(shù)水表的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
傳統(tǒng)民用的水表采用機械字輪式計度器。它結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，經(jīng)受近百年的考驗沿用至今。但當(dāng)時代進入數(shù)字化后，它面臨淘汰。原因就是它的讀數(shù)不可數(shù)字化。蜂擁而起的各種電子脈沖式水表企圖一舉取而代之，終因成本太高或性能不穩(wěn)定而難被市場廣泛接受。水表實現(xiàn)數(shù)字化的最終目的是實現(xiàn)自動化的遠(yuǎn)程讀數(shù)。如能將傳統(tǒng)水表的機械字輪式結(jié)構(gòu)形式加以改進，使其適應(yīng)數(shù)字化要求，并且能實現(xiàn)自動化的遠(yuǎn)程讀數(shù)，將會使古老的水表重新占具市場。
本實用新型的目的在于提供一種在傳統(tǒng)的水表基礎(chǔ)上進行改進的具有遠(yuǎn)程讀數(shù)功能的編碼計度水表。
本實用新型是在傳統(tǒng)的水表基礎(chǔ)上，在水表中加入編碼輪。所述編碼輪上刻有轉(zhuǎn)角信息。并且在相應(yīng)位置上設(shè)置一組接收編碼輪轉(zhuǎn)角位置信息的探頭。所述探頭將編碼輪上的轉(zhuǎn)角信息轉(zhuǎn)化為可驅(qū)動數(shù)字電路的二進制編碼電平。本水表還包括一個遠(yuǎn)程讀數(shù)電路，該電路還包括一組由電源線、地線、地址碼選擇脈沖線、輸出信號線和地址碼清零線組成的五芯總線輸出，可與讀數(shù)計算機對應(yīng)端連接；所述遠(yuǎn)程讀數(shù)電路由數(shù)據(jù)選擇器、數(shù)字比較器、地址計數(shù)器、地址編碼開關(guān)和三態(tài)門電路組成。所述探頭通過數(shù)據(jù)選擇器各輸入端與輸出信號線相連通。所述地址計數(shù)器包括地址選擇脈沖線端和地址清零線端，并分別與所述總線的地址選擇脈沖線和地址清零線對應(yīng)連接。所述地址計數(shù)器的低位輸出端與數(shù)據(jù)選擇器的控制端相連接，可對某一位編碼電平作選通控制。而它的高位輸出與數(shù)字比較器相連接。另有一地址編碼開關(guān)也與數(shù)字比較器相連接，所述數(shù)字比較器在計數(shù)器高位輸出與水表的地址碼相等時，就會打開與數(shù)據(jù)選擇器輸出相連的信號線上的三態(tài)門，數(shù)據(jù)就會傳送出去。
本實用新型在保留了傳統(tǒng)水表性能穩(wěn)定和廉價的優(yōu)點基礎(chǔ)上，實現(xiàn)了數(shù)字化和自動化的遠(yuǎn)程讀數(shù)。本水表在任何掉電的情況下，不丟失已記錄的用氣信息。
圖面說明

圖1是本實用新型所述具有遠(yuǎn)程讀數(shù)功能的編碼計度水表的結(jié)構(gòu)框圖。
圖2是本實用新型所述具有遠(yuǎn)程讀數(shù)功能的編碼計度水表的遠(yuǎn)程讀數(shù)電路的原理圖。
計度器的工作原理簡單地說就是將電量的測量轉(zhuǎn)換為機械位置的測量。或說將其他物理量轉(zhuǎn)換為計度器中字輪的偏轉(zhuǎn)角度。我們保留計度器的字輪計度原理，從而保留了它在轉(zhuǎn)換過程中的可靠性及其廉價的結(jié)構(gòu)。而在計度器中附加編碼輪。用編碼輪測量轉(zhuǎn)角是幾何量測量中的一種方法。其基本原理(見附圖)是在一圓盤1上刻有一組同心圓，每個同心圓上有表示某一位二進制的信息。每一二進制位對應(yīng)一探頭2。探頭可輸出一個相對編碼輪當(dāng)前位置的二進制編碼電平。在計度器中采用編碼輪后，就實現(xiàn)了數(shù)字化。
水表實現(xiàn)數(shù)字化的最終目的是實現(xiàn)自動化的遠(yuǎn)程讀數(shù)。因此數(shù)字化水表必須有遠(yuǎn)程讀數(shù)電路。遠(yuǎn)程讀數(shù)電路的原理圖如附圖所示，其核心思想就是脈沖尋址。電路中有一選址脈沖計數(shù)器。用以記錄訪問計算機發(fā)出的選址脈沖。計數(shù)器低位部分經(jīng)數(shù)據(jù)選擇器選通某一位編碼電平。計數(shù)器的高位輸出經(jīng)數(shù)字比較器與表示當(dāng)前水表地址的電平序列(地址編碼開關(guān)表示)相比較。計數(shù)器高位輸出與水表的地址編碼相等時，就會打開信號線上的三態(tài)門。讀數(shù)計算機便可讀入某位數(shù)據(jù)。當(dāng)選址脈沖增加時，各個位的編碼電平將依次地出現(xiàn)在信號線上，直至計數(shù)器高位輸出發(fā)生變化，進而開始訪問另一個水表。
成百上千個編碼計度水表以總線聯(lián)接的方式聯(lián)接在一起，由一臺計算機進行循檢。既可以在一臺計算機上統(tǒng)一顯示計量結(jié)果，也可以在小型顯示設(shè)備上分別顯示。作為集群式的水表，總線方式的聯(lián)接無疑是最簡單的。
遠(yuǎn)程讀數(shù)電路的實施例見圖2訪問計算機發(fā)出的地址脈沖被送入由兩塊雙4位計數(shù)器(74xx393)串聯(lián)而成的12位計數(shù)器。這個計數(shù)器有兩個功能。其一是由低4位產(chǎn)生數(shù)據(jù)位地址，也即低4位的每一個計數(shù)都對應(yīng)數(shù)據(jù)的某一位。其二是由高8位表示訪問計算機要尋找的表地址。當(dāng)計數(shù)器高8位與8位撥動開關(guān)所設(shè)定的表地址相同時，兩個4位數(shù)據(jù)比較器(74xx85)的第3腳變?yōu)楦唠娖健Ｅc非門A被打開。與非門的輸出又啟動了三態(tài)門B。這時數(shù)據(jù)選擇器(74xx150)按計數(shù)器低4位要求選擇某位數(shù)據(jù)并把它送到數(shù)據(jù)信號線上。當(dāng)計數(shù)器高8位與表地址不相同時，數(shù)據(jù)信號線呈高阻態(tài)。
附圖2的電路可對4個4位編碼盤按位讀取數(shù)據(jù)。電路的最大地址表示范圍為0～255。增加計數(shù)器高位和數(shù)據(jù)比較器可擴大地址范圍。遠(yuǎn)程讀數(shù)電路安裝于水表內(nèi)，與訪問計算機采用五芯總線聯(lián)接。其五芯線分別為(1)電源線；(2)地址線；(3)地址碼選擇脈沖線；(4)輸出信號線；(5)地址碼清零線。其功能為當(dāng)電路內(nèi)預(yù)置地址與地址碼輸入脈沖的個數(shù)相等時，在輸出信號線上輸出一位數(shù)據(jù)電平。預(yù)置地址對同一電路有一個范圍，以對應(yīng)編碼不同的位。地址碼清零線上的清零電平可使電路的地址脈沖計數(shù)器清零。
權(quán)利要求1編碼計度遠(yuǎn)程讀數(shù)水表，它可包括字輪計度器結(jié)構(gòu)，其特征在于在字輪計度器結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上增加編碼輪，并且在相應(yīng)位置上設(shè)置一組接收編碼輪轉(zhuǎn)角位置信息的探頭。
2根據(jù)權(quán)利要求1所述的編碼計度遠(yuǎn)程讀數(shù)水表，其特征是本水表還包括一個遠(yuǎn)程讀數(shù)電路，每個具有遠(yuǎn)程讀數(shù)功能的編碼計度水表都被分配一個地址碼，所述遠(yuǎn)程讀數(shù)電路由數(shù)據(jù)選擇器、數(shù)字比較器、地址計數(shù)器、地址編碼開關(guān)和三態(tài)門電路組成并以總線方式與其他編碼計度水表及讀數(shù)計算機連接，所述總線包括電源線、地線、地址碼選擇脈沖線、輸出信號線和地址碼清零線，所述探頭通過數(shù)據(jù)選擇器各輸入端與輸出信號線相連通，所述地址計數(shù)器包括地址選擇脈沖線端和地址清零線端，并分別與所述總線的地址選擇脈沖線和地址清零線對應(yīng)連接，所述地址計數(shù)器的低位輸出端與數(shù)據(jù)選擇器的控制端相連接，可對某一位編碼電平作選通控制，而它的高位輸出與數(shù)字比較器相連接，另有一地址編碼開關(guān)也與數(shù)字比較器相連接，所述編碼開關(guān)表示某編碼計度水表的地址碼。
專利摘要編碼計度遠(yuǎn)程讀數(shù)水表,它是在傳統(tǒng)水表基礎(chǔ)上,將水表中字輪轉(zhuǎn)動的角度位移用編碼原理轉(zhuǎn)換成表示該角度位移的二進制電平序列。在本水表中還包括由數(shù)據(jù)選擇器、數(shù)字比較器、地址計數(shù)器、地址編碼開關(guān)和三態(tài)門等電路組成的遠(yuǎn)程讀數(shù)電路。本水表采用五芯總線與讀數(shù)計算機連接,包括電源線、地線、地址碼選擇脈沖線、輸出信號線和地址碼清零線。本水表具有性能穩(wěn)定,廉價和數(shù)字化遠(yuǎn)程傳送的優(yōu)點。
文檔編號G01F15/06GK2513086SQ00237728
公開日2002年9月25日 申請日期2000年6月13日 優(yōu)先權(quán)日2000年6月13日
發(fā)明者鄭洪 申請人:鄭洪