一种机械字轮计数器非接触读数传感器及设计方法

摘要

本发明提供了一种机械字轮计数器非接触读数传感器及设计方法，它利用光反射原理，将光信号转换成电信号编码数据，实现非接触方式读取计数器字轮指示数字的功能。光电三极管、光电二极管和信号处理电路安装在支架上部的电路板上，支架的下部开有光纤固定孔，光纤连接在光电三极管、发光二极管与光纤固定孔之间作为光通道，支架下部装有字轮，字轮上贴有反光条，以扫描方式读出光电三极管的编码数据，再由单片机查字轮数字与编码数据对照表将编码数据转换成字轮计数器指示数字，通过串行插座输出，本发明精确计算出各光纤固定孔之间的夹角和反光条的几何参数。可以实现数据远程传输，不需要连续供电电源，使用方便，寿命长，不会产生累积误差。

主权项

一种机械字轮计数器非接触读数传感器，它包括字轮(8)、光纤固定孔(7)、支架(5)、反光条(6)、电路板(3)、光纤(4)、发光二极管(2)和光电三极管(1)，支架(5)上部电路板(3)上装有光电三极管(1)、发光二极管(2)和信号处理电路，支架(5)开有光纤固定孔(7)，光电三极管(1)和发光二极管与支架(5)的光纤固定孔(7)之间采用光纤(4)作为光通道，光纤(4)连接在光电三极管(1)、发光二极管(2)与光纤固定孔(7)之间，且每个光纤固定孔(7)内并列安装2根光纤，其中1根与光电三极管(1)连接，1根与发光二极管(2)连接，光纤固定孔(7)的中心线沿字轮外周法线方向与字轮同心等间隔均布，支架(5)下部装有字轮(8)，字轮(8)上贴有反光条(6)，字轮(8)上的反光条(6)以黑白相间的反光段和非反光段构成，其特征在于：所述的黑白相间的反光段和非反光段的各段长度采用以下计算方法和步骤：(1)反光段和非反光段的长度以字轮圆心夹角度量；(2)每段长度是由αMK＝360×(K±1/M)÷[(N-3)×N]所确定的角度和α0＝360÷(N-3)所确定的角度组合构成，其中K＝1、2、3...(N-1)，M＝3、4...N，N为光电三极管数量；(3)全部反光段和非反光段的角度之和等于360度；(4)验证字轮旋转一周时，由光电传感器读出的所有数据没有重复数据；(5)将(4)中确定的数据与字轮计数器的字轮指示数字对应起来构成字轮数字与编码数据对照表；(6)采用传感器信号处理电路读出传感器的编码数据，通过查字轮数字与编码数据对照表得到字轮指示数字，由单片机控制电路经由通讯插座以串行方式输出字轮指示数字。