基于電子羅盤判斷字輪位置的遠傳表計的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種基于電子羅盤判斷字輪位置的遠傳表計。它包括字輪盒（1）和采集板組件（4），所屬字輪盒（1）上設置有字輪軸（2），字輪軸（2）上設置有字輪（3），字輪（3）上設置有環形磁鋼（3.1）。本發明一種基于電子羅盤判斷字輪位置的遠傳表計，環形磁鋼與電子羅盤之間沒有機械接觸，所以可杜絕電阻式傳感器機械磨損的問題；同時環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，避免長期運行后環形磁鋼受潮退磁損壞的不安因素；同時由于是根據磁場的變化來計算轉動角度，所以水中的氣泡對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傳表計
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種遠傳表計，屬于計數機構【技術領域】。
【背景技術】
[0002]當前遠程表行業用于判定字輪位置的方式主要有以下三種:
1、電阻式
主要依據字輪在轉動過程中與電阻帶接觸的位置發生變化，從而電阻阻值發生變動，根據阻值大小來判定當前字輪的位置。其技術比較成熟，裝配簡單，但是精度較低，同時由于有機械摩擦，長時間工作后會造成阻值失效或跳躍。
[0003]2、色碼式
在字輪的不同區域涂上不同的顏色，由色差傳感器進行識別后判定出當前位置。其仍然需要解決的是在長期工作后，由于水表濕氣很重，會造成碼盤顏色脫落、淡化，從而影響識別讀取。
[0004]3、光電式
在字輪上開取不同大小的窗口，在字輪轉動過程中，光電管發射的光線有的會被收到、有的被擋住，從而產生不同的電信號，根據電信號的不同就可以判定出當前字輪的位置。但是由于受到外界光線以及字輪盒外圍水中氣泡都會對光電管發射光線產生影響，從而導致對字輪位置判定錯誤。
【發明內容】
[0005]本發明的目的在于克服以上不足，提供了一種遠傳表計，此遠傳表計通過電子羅盤判斷字輪位置，克服了現有三種傳感方式的缺點。
[0006]本發明的目的是這樣實現的:
一種基于電子羅盤判斷字輪位置的遠傳表計，包括字輪盒，所屬字輪盒上設置有字輪軸，字輪軸上并排均勻設置有字輪，其特點是:所述遠傳表計還包括與每個字輪對應的采集板組件，所述采集板組件設置在字輪盒上，采集板組件包括采集板、線路板和電子羅盤，所述電子羅盤設置在線路板上，線路板與采集板相連，所述字輪上設置有環形磁鋼，所述電子羅盤與字輪的環形磁鋼對應。
[0007]本發明一種基于電子羅盤判斷字輪位置的遠傳表計，其每個字輪的圓柱側面被均勻劃分成十等分，并用0-9十個數字分別對應。
[0008]與現有技術相比，本發明的有益效果是:
本發明一種基于電子羅盤判斷字輪位置的遠傳表計，由于環形磁鋼與電子羅盤之間沒有機械接觸，所以可杜絕電阻式傳感器機械磨損的問題；同時環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，避免長期運行后環形磁鋼受潮退磁損壞的不安因素；同時由于是根據磁場的變化來計算轉動角度，所以水中的氣泡對于磁場來說也不受任何影響，因此本發明克服了現有三種傳感方式的缺點。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0009]圖1為本發明一種基于電子羅盤判斷字輪位置的遠傳表計的結構示意圖。
[0010]圖2為本發明的字輪的立體圖。
[0011]圖3為本發明的字輪的主視圖。
[0012]圖4為圖3的A-A向剖面圖。
[0013]圖5為本發明的采集板組件的結構示意圖。
[0014]圖6為電子羅盤原理圖。
[0015]圖7為雙向模擬選擇開關原理圖。
[0016]圖8為磁場與電感的關系。
[0017]圖9為軟件設計流程。
[0018]圖10為測試結果。
[0019]圖中:
字輪盒1，
字輪軸2，
字輪3，
環形磁鋼3.1，
采集板組件4，
米集板4.1,
線路板4.2，
電子羅盤4.3。
【具體實施方式】
[0020]參見圖1-5，本發明涉及一種基于電子羅盤判斷字輪位置的遠傳表計，它包括字輪盒I和采集板組件4，所述字輪盒I的上部設置有四個凹槽，所述字輪盒I上設置有字輪軸2，字輪軸2上設置有四個字輪3，四個字輪3分別表示個位、十位、百位、千位，所述字輪3呈圓盤狀且其一個底面設置有環形磁鋼3.1，字輪3的圓柱側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有四個并分別設置在四個線路板4.2上，四個線路板4.2分別插入四個凹槽中，四個線路板4.2均與一個采集板4.1相連，所述四個電子羅盤
4.3分別與四個字輪3的環形磁鋼3.1對應。電子羅盤4.3通過線路板4.2與采集板4.1連接，當字輪轉動時，電子羅盤4.3就會計算出當前環形磁鋼3.1的轉換角度并將信息傳遞給CPU進行計算存儲，完成對字段當前位置的判定。
[0021]工作原理:
電子羅盤是利用磁傳感器感應磁場來實現測向定位的，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，通過計算求得地磁方位角0=arctan(Hy /Hx)。可以通過轉化為測頻率的方法測出磁方位角9=arctan(Hy / Hx)= fy / fx，只要測出兩個垂直方向磁傳感器的振蕩頻率，就可以測出方位角。
[0022]地磁場正交分解成Hx、Hy兩個分量。將兩個磁傳感器垂直放置，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。雙向模擬選擇開關如圖7所示，當A為高電平時，B、C通路，反之，B、C短路。對于滯回比較器，當輸入電壓發生變化時，引起輸出電壓產生躍變。
[0023]首先將與門置低電平，然后將其中一個與門端口 A用單片機置高電平，雙向模擬選擇開關選通后，E為低電平，滯回比較器輸出高電平，這時端口 B為高電平，那么與門端口C輸出高電平，電感PNI充電.當達到一定的電壓值時，滯回比較器翻轉，輸出低電平，那么與門端口 C輸出低電平，電感PNI放電，這個過程重復進行，形成RL振蕩電路.另外一個與門將是反向充放電過程，其工作原理相同。
[0024]在正向充放電過程中，地磁場與電感關系如圖8，設總磁場強度為H，地磁場強度為H0，自感產生的磁場強度為H’，則H=H0Cos Θ + H’。反向充放電過程中，H= H0Cos Θ - H’。
[0025]頻率fx與磁場強度H成正比，設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，會導致不確定性，要消除這項的影響。總的頻率f = fi+ f2 (自感產生的磁場大于固定磁場分量)。
[0026]通過單片機的定時中斷系統測出兩組互相垂直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。
[0027]所述字輪(3)被O?9十個數字均勻劃分十等分，當字輪轉動時可以通過電子羅盤(4.3)可以判定出其旋轉的角度，通過角度就可以獲知當前字輪處于O?9這十個數字中的哪個位置，從而獲得當前水表的讀數。
[0028]由于環形磁鋼3.1與電子羅盤4.3之間沒有機械接觸，所以可杜絕電阻式傳感器機械磨損的問題；同時環形磁鋼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，避免長期運行后環形磁鋼3.1受潮退磁損壞的不安因素；同時由于是根據磁場的變化來計算轉動角度，所以水中的氣泡對于磁場來說也不受任何影響。
【權利要求】
1.一種基于電子羅盤判斷字輪位置的遠傳表計，包括字輪盒(I)，所屬字輪盒(I)上設置有字輪軸(2 )，字輪軸(2 )上并排均勻設置有字輪(3 )，其特征在于:所述遠傳表計還包括與每個字輪(3 )對應的采集板組件(4 )，所述采集板組件(4 )設置在字輪盒(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)上設置有環形磁鋼(3.1)，所述電子羅盤(4.3)與字輪(3)的環形磁鋼(3.1)對應。
2.根據權利要求1所述的一種基于電子羅盤判斷字輪位置的遠傳表計，其特征在于:所述每個字輪(3)的圓柱側面被均勻劃分成十等分，并用0-9十個數字分別對應。
【文檔編號】G01D5/12GK104048683SQ201410248122
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2014年6月6日 優先權日:2014年6月6日
【發明者】馮建明, 蘇慶, 肖亮 申請人:江陰市立信智能設備有限公司