基于電子羅盤判斷字輪位置的遠(yuǎn)傳表計(jì)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種基于電子羅盤判斷字輪位置的遠(yuǎn)傳表計(jì)。它包括字輪盒（1）和采集板組件（4），所屬字輪盒（1）上設(shè)置有字輪軸（2），字輪軸（2）上設(shè)置有字輪（3），字輪（3）上設(shè)置有環(huán)形磁鋼（3.1）。本實(shí)用新型一種基于電子羅盤判斷字輪位置的遠(yuǎn)傳表計(jì)，環(huán)形磁鋼與電子羅盤之間沒有機(jī)械接觸，所以可杜絕電阻式傳感器機(jī)械磨損的問題；同時(shí)環(huán)形磁鋼本身及電路部分都封閉安裝在字輪盒中，幾乎不受濕氣的影響，避免長期運(yùn)行后環(huán)形磁鋼受潮退磁損壞的不安因素；同時(shí)由于是根據(jù)磁場的變化來計(jì)算轉(zhuǎn)動(dòng)角度，所以水中的氣泡對(duì)于磁場來說也不受任何影響。
【專利說明】基于電子羅盤判斷字輪位置的遠(yuǎn)傳表計(jì)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種遠(yuǎn)傳表計(jì)，屬于計(jì)數(shù)機(jī)構(gòu)【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)前遠(yuǎn)程表行業(yè)用于判定字輪位置的方式主要有以下三種:
[0003]1、電阻式
[0004]主要依據(jù)字輪在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中與電阻帶接觸的位置發(fā)生變化，從而電阻阻值發(fā)生變動(dòng)，根據(jù)阻值大小來判定當(dāng)前字輪的位置。其技術(shù)比較成熟，裝配簡單，但是精度較低，同時(shí)由于有機(jī)械摩擦，長時(shí)間工作后會(huì)造成阻值失效或跳躍。
[0005]2、色碼式
[0006]在字輪的不同區(qū)域涂上不同的顏色，由色差傳感器進(jìn)行識(shí)別后判定出當(dāng)前位置。其仍然需要解決的是在長期工作后，由于水表濕氣很重，會(huì)造成碼盤顏色脫落、淡化，從而影響識(shí)別讀取。
[0007]3、光電式
[0008]在字輪上開取不同大小的窗口，在字輪轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，光電管發(fā)射的光線有的會(huì)被收到、有的被擋住，從而產(chǎn)生不同的電信號(hào)，根據(jù)電信號(hào)的不同就可以判定出當(dāng)前字輪的位置。但是由于受到外界光線以及字輪盒外圍水中氣泡都會(huì)對(duì)光電管發(fā)射光線產(chǎn)生影響，從而導(dǎo)致對(duì)字輪位置判定錯(cuò)誤。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本實(shí)用新型的目的在于克服以上不足，提供了一種遠(yuǎn)傳表計(jì)，此遠(yuǎn)傳表計(jì)通過電子羅盤判斷字輪位置，克服了現(xiàn)有三種傳感方式的缺點(diǎn)。
[0010]本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的:
[0011]一種基于電子羅盤判斷字輪位置的遠(yuǎn)傳表計(jì)，包括字輪盒，所屬字輪盒上設(shè)置有字輪軸，字輪軸上并排均勻設(shè)置有字輪，其特點(diǎn)是:所述遠(yuǎn)傳表計(jì)還包括與每個(gè)字輪對(duì)應(yīng)的采集板組件，所述采集板組件設(shè)置在字輪盒上，采集板組件包括采集板、線路板和電子羅盤，所述電子羅盤設(shè)置在線路板上，線路板與采集板相連，所述字輪上設(shè)置有環(huán)形磁鋼，所述電子羅盤與字輪的環(huán)形磁鋼對(duì)應(yīng)。
[0012]本實(shí)用新型一種基于電子羅盤判斷字輪位置的遠(yuǎn)傳表計(jì)，其每個(gè)字輪的圓柱側(cè)面被均勻劃分成十等分，并用0-9十個(gè)數(shù)字分別對(duì)應(yīng)。
[0013]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是:
[0014]本實(shí)用新型一種基于電子羅盤判斷字輪位置的遠(yuǎn)傳表計(jì)，由于環(huán)形磁鋼與電子羅盤之間沒有機(jī)械接觸，所以可杜絕電阻式傳感器機(jī)械磨損的問題；同時(shí)環(huán)形磁鋼本身及電路部分都封閉安裝在字輪盒中，幾乎不受濕氣的影響，避免長期運(yùn)行后環(huán)形磁鋼受潮退磁損壞的不安因素；同時(shí)由于是根據(jù)磁場的變化來計(jì)算轉(zhuǎn)動(dòng)角度，所以水中的氣泡對(duì)于磁場來說也不受任何影響，因此本實(shí)用新型克服了現(xiàn)有三種傳感方式的缺點(diǎn)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為本實(shí)用新型一種基于電子羅盤判斷字輪位置的遠(yuǎn)傳表計(jì)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖2為本實(shí)用新型的字輪的立體圖。
[0017]圖3為本實(shí)用新型的字輪的主視圖。
[0018]圖4為圖3的A-A向剖面圖。
[0019]圖5為本實(shí)用新型的采集板組件的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖6為電子羅盤原理圖。
[0021]圖7為雙向模擬選擇開關(guān)原理圖。
[0022]圖8為磁場與電感的關(guān)系。
[0023]圖9為軟件設(shè)計(jì)流程。
[0024]圖10為測試結(jié)果。
[0025]圖中:
[0026]字輪盒1，
[0027]字輪軸2，
[0028]字輪3，
[0029]環(huán)形磁鋼3.1，
[0030]采集板組件4，
[0031]采集板4.1，
[0032]線路板4.2，
[0033]電子羅盤4.3。

【具體實(shí)施方式】
[0034]參見圖1-5，本實(shí)用新型涉及一種基于電子羅盤判斷字輪位置的遠(yuǎn)傳表計(jì)，它包括字輪盒I和采集板組件4，所述字輪盒I的上部設(shè)置有四個(gè)凹槽，所述字輪盒I上設(shè)置有字輪軸2，字輪軸2上設(shè)置有四個(gè)字輪3，四個(gè)字輪3分別表示個(gè)位、十位、百位、千位，所述字輪3呈圓盤狀且其一個(gè)底面設(shè)置有環(huán)形磁鋼3.1，字輪3的圓柱側(cè)面一圈分割成十等分，分別用0-9表示，所述采集板組件4設(shè)置在字輪盒I上，采集板組件4包括采集板4.1、線路板
4.2和電子羅盤4.3，所述電子羅盤4.3有四個(gè)并分別設(shè)置在四個(gè)線路板4.2上，四個(gè)線路板4.2分別插入四個(gè)凹槽中，四個(gè)線路板4.2均與一個(gè)采集板4.1相連，所述四個(gè)電子羅盤
4.3分別與四個(gè)字輪3的環(huán)形磁鋼3.1對(duì)應(yīng)。電子羅盤4.3通過線路板4.2與采集板4.1連接，當(dāng)字輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，電子羅盤4.3就會(huì)計(jì)算出當(dāng)前環(huán)形磁鋼3.1的轉(zhuǎn)換角度并將信息傳遞給CPU進(jìn)行計(jì)算存儲(chǔ)，完成對(duì)字段當(dāng)前位置的判定。
[0035]工作原理:
[0036]電子羅盤是利用磁傳感器感應(yīng)磁場來實(shí)現(xiàn)測向定位的，在電子羅盤中，通過磁場測量傳感器測得磁場的水平分量Hx和垂直分量Hy，通過計(jì)算求得地磁方位角Θ =arctan(Hy / Hx)。可以通過轉(zhuǎn)化為測頻率的方法測出磁方位角0=arctan(Hy / Hx) =fy / fx，只要測出兩個(gè)垂直方向磁傳感器的振蕩頻率，就可以測出方位角。
[0037]地磁場正交分解成Hx、Hy兩個(gè)分量。將兩個(gè)磁傳感器垂直放置，其中的一路電路原理圖如圖1，另一路同理。主要用到與門、電阻、PN1、滯回比較器、單片機(jī)。雙向模擬選擇開關(guān)如圖7所示，當(dāng)A為高電平時(shí)，B、C通路，反之，B、C短路。對(duì)于滯回比較器，當(dāng)輸入電壓發(fā)生變化時(shí)，引起輸出電壓產(chǎn)生躍變。
[0038]首先將與門置低電平，然后將其中一個(gè)與門端口 A用單片機(jī)置高電平，雙向模擬選擇開關(guān)選通后，E為低電平，滯回比較器輸出高電平，這時(shí)端口 B為高電平，那么與門端口C輸出高電平，電感PNI充電.當(dāng)達(dá)到一定的電壓值時(shí)，滯回比較器翻轉(zhuǎn)，輸出低電平，那么與門端口 C輸出低電平，電感PNI放電，這個(gè)過程重復(fù)進(jìn)行，形成RL振蕩電路.另外一個(gè)與門將是反向充放電過程，其工作原理相同。
[0039]在正向充放電過程中，地磁場與電感關(guān)系如圖8，設(shè)總磁場強(qiáng)度為H，地磁場強(qiáng)度為H。，自感產(chǎn)生的磁場強(qiáng)度為H’，則H=HtjC0s Θ + H’。反向充放電過程中，H= H0Cos Θ - H’。
[0040]頻率fx與磁場強(qiáng)度H成正比，設(shè)正向充放電振蕩頻率為，反向充放電振蕩頻率為f2，由于H'與變化的充電電流大小有關(guān)，會(huì)導(dǎo)致不確定性，要消除這項(xiàng)的影響?？偟念l率fx= f1+ f2 (自感產(chǎn)生的磁場大于固定磁場分量)。
[0041]通過單片機(jī)的定時(shí)中斷系統(tǒng)測出兩組互相垂直PNI的振蕩頻率，利用公式Θ =arctan(Hy / Hx)= fy /仁就可以求出磁方位角。
[0042]所述字輪(3)被O?9十個(gè)數(shù)字均勻劃分十等分，當(dāng)字輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)可以通過電子羅盤(4.3)可以判定出其旋轉(zhuǎn)的角度，通過角度就可以獲知當(dāng)前字輪處于O?9這十個(gè)數(shù)字中的哪個(gè)位置，從而獲得當(dāng)前水表的讀數(shù)。
[0043]由于環(huán)形磁鋼3.1與電子羅盤4.3之間沒有機(jī)械接觸，所以可杜絕電阻式傳感器機(jī)械磨損的問題；同時(shí)環(huán)形磁鋼3.1本身及電路部分都封閉安裝在字輪盒I中，幾乎不受濕氣的影響，避免長期運(yùn)行后環(huán)形磁鋼3.1受潮退磁損壞的不安因素；同時(shí)由于是根據(jù)磁場的變化來計(jì)算轉(zhuǎn)動(dòng)角度，所以水中的氣泡對(duì)于磁場來說也不受任何影響。
【權(quán)利要求】
1.一種基于電子羅盤判斷字輪位置的遠(yuǎn)傳表計(jì)，包括字輪盒(I)，所屬字輪盒(I)上設(shè)置有字輪軸(2 )，字輪軸(2 )上并排均勻設(shè)置有字輪(3 )，其特征在于:所述遠(yuǎn)傳表計(jì)還包括與每個(gè)字輪(3 )對(duì)應(yīng)的采集板組件(4 )，所述采集板組件(4 )設(shè)置在字輪盒(I)上，采集板組件(4)包括采集板(4.1)、線路板(4.2)和電子羅盤(4.3)，所述電子羅盤(4.3)設(shè)置在線路板(4.2)上，線路板(4.2)與采集板(4.1)相連，所述字輪(3)上設(shè)置有環(huán)形磁鋼(3.1)，所述電子羅盤(4.3)與字輪(3)的環(huán)形磁鋼(3.1)對(duì)應(yīng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于電子羅盤判斷字輪位置的遠(yuǎn)傳表計(jì)，其特征在于:所述每個(gè)字輪(3)的圓柱側(cè)面被均勻劃分成十等分，并用0-9十個(gè)數(shù)字分別對(duì)應(yīng)。
【文檔編號(hào)】G01D5/12GK203929089SQ201420298406
【公開日】2014年11月5日 申請(qǐng)日期:2014年6月6日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月6日
【發(fā)明者】馮建明, 蘇慶, 肖亮 申請(qǐng)人:江陰市立信智能設(shè)備有限公司