[发明专利]计数器的电子计数方法及计数器

说明书

技术领域

本发明应用于水表、电表、煤气表以及采用传统机械式十进制计数器的计量领域，尤其涉及用于机电式计数器的电子计数方法及采用该方法的计数器。

背景技术

目前，机电式计数器的电子计数方法主要有两种：

一种是脉冲式，即通过对计数器的转动圈数通过光、磁或谐振感应方式等进行脉冲输出计量，每转动一圈便输出一个脉冲或脉冲组再由电子系统进行处理并加以累计和存储，以此实现计量仪表对其所要计量的物理量的计量。采用机械和电子分别独立计数存储、双重计量，这样，虽然结构简单成本低，但是存在两个问题：一、因为传感器是通过对光、磁或谐振的感应来产生脉冲信号传送给电子系统，所以，脉冲计量容易受干扰和攻击，从而影响计量的准确性，并且计量误差会累加；二、脉冲计量装置必须保证在计量的全过程中始终处于工作状态，因此会产生较大的功耗，同时相关器件的使用寿命也受到影响。

另一种是直读式，即通过在每个字轮上设置编码盘与光电传感器相配合，电子系统直接读取编码信号，编码信号能对字轮的10进制数进行准确分辨，故称直读式计数器，这种方法的特点是平时可以在无源状态下待机，读取信号可以在随机的任何时候进行。采用机械计数和存储，而电子系统仅直接读取机械计数结构的计量值，这样，虽然不存在计量误差也不易被外界干扰和攻击，但由于其结构较为复杂，采用的光电传感器数量较多，故其整体的可靠性和制造成本方面就相对欠缺，性价比相对较低。

发明内容

为了解决上述的技术问题，本发明的目的是弥补目前现有机电式计数器在实际使用中所存在的缺陷或不足，提供一种高可靠性、低成本、低功耗的机电式计数器的电子计数方法及采用该方法的计数器。

为了达到上述的目的，本发明采用了以下的技术方案：

一种计数器的电子计数方法，在机械式计数器的一个字轮上设置编码结构作为采样字轮，电子系统通过相应设置的传感器读取编码并且可以将采样字轮的圆周区分为至少两段具有不同编码的圆弧区域，电子系统的工作步骤如下：

1)采样编码，传感器按照固定的采样周期采样；

2)区域识别，电子系统通过采样编码识别出此次采样时传感器所对应的圆弧区域；

3)计算存储，电子系统将此次采样传感器所对应的圆弧区域与上一次采样传感器所对应的圆弧区域进行比较，求出采样字轮旋转经过的圆弧区域数目，对采样字轮旋转所经过的圆弧区域的总数目L累加并存储；

4)重复下一次采样。

作为优选，上述编码结构为格雷码结构，所述传感器的采样周期小于采样字轮旋转回到同一圆弧区域的最短时间。当然，上述编码结构也可以为非格雷码结构，但是为了避免非格雷码结构必然存在的交界区域读码错误，传感器的采样周期应当小于采样字轮旋转经过最小圆弧区域的最短时间，这样采样周期较短，相对于格雷码结构会产生较大功耗。

本发明创造的设计思路是：通过设置一个采样字轮，在采样字轮上设置编码结构，使得采样字轮圆周可以被区分为多个圆弧区域，每个圆弧区域都对应一个唯一的编码，这样，只要在足够短的采样周期内传感器扫描获得的编码都可以被电子系统唯一识别，即确定此时传感器所对应的圆弧区域位置；通过比较前后两次采样所获得的圆弧区域位置就可以唯一确定采样字轮已经旋转经过(或者出现过)的圆弧区域的数目，对该数目进行累加得到采样字轮旋转所经过的圆弧区域的总数目L；按照固定的采样周期重复采样、计数、存储就可以达到电子计量、电子存储的目的。

将各圆弧区域设成非等分的(大小不相等)，则上述电子计量输出时，输出为采样字轮旋转所经过的圆弧区域的总数目L与采样字轮旋转一圈所经过的圆弧区域的数目M_max之比值的整数值，所述电子系统的计量精度值为所述采样字轮旋转一圈所计量的物理量K；将各圆弧区域设成等分的(大小相等)，则上述电子计量输出时，输出为采样字轮旋转所经过的圆弧区域的总数目L与采样字轮旋转一圈所经过的圆弧区域的数目M_max之比值，所述电子系统的计量精度值为K/M_max，其中，K为所述采样字轮旋转一圈所计量的物理量；将采样字轮设为直读字轮，则电子计量输出时，输出为采样字轮旋转所经过的圆弧区域的总数目L与采样字轮旋转一圈所经过的圆弧区域的数目M_max之比值的整数值，再加上当前状态对采样字轮直读获得的数与十之比值，所述电子系统的计量精度值为K/10，其中，K为所述采样字轮旋转一圈所计量的物理量。