一种基于电容量判断字轮位置的计数结构制造技术

本实用新型专利技术涉及计量计数技术领域，尤其涉及一种基于电容量判断字轮位置的计数结构。它包括计数器及控制器，计数器包括计数器架及设置在计数器架上的电路板，以及设置在计数器架上的字轮，电路板包括第一电路板及与字轮对应设置的信号板，信号板为多个，多个信号板均与第一电路板电连接，字轮上设有第一导电体，信号板与字轮相对侧设有第二导电体，第二导电体与第一导电体可相对转动，第二导电体与控制器电连接，第一导电体上设有第一导电部及第二导电部，第二导电体上设有第三导电部及排布于第三导电部周围的第四导电部。通过判断电容量相对关系与有无及查询判定字轮位置，具有无干扰计数结果精确的技术优点。

A Counting Structure for Determining Wheel Position Based on Capacitance

【技术实现步骤摘要】
一种基于电容量判断字轮位置的计数结构
本技术涉及计量计数
，尤其涉及一种基于电容量判断字轮位置的计数结构。
技术介绍
计数技术是实现计量数据获取、利用的重要技术。在计量仪表领域，直读技术因其具有绝对计量的特点广泛应用。目前采用的光电直读方式，是通过在字轮上开数个不同尺寸的弧形槽孔，在字轮两边平行安装电路板，并在其上安装光敏器件与发光源，使之形成信号测量回路，依据字轮旋转时导致的光线遮蔽特点，利用多组光电组合构成编码从而确定字轮的绝对位置。由于直读计数器的字轮数值需要被直接读取，因此字轮不能被遮蔽，当有外界光线干扰时，会影响到光敏器件发出的光线，使得计量信号受到干扰，会发生误报，导致读数异常。作为数据来源的光电器件易损坏且问题也是无法得到妥善的解决，因而制约了其应用过程中的寿命和可靠性。目前对于电容量的运用主要在触摸按键领域，如家电、仪表控制面板、智能门禁领域。对于电容量的运用主要有自电容驱动模式和互电容驱动模式两种。将电容技术运用于计量领域主要是因其可以使用空气作为介质，无需额外电子器件作为信号来源的特点，同时不具有上述技术缺点，本方案即是将电容技术与直读计数结合的应用而提出，可实现解决或规避上述技术的缺陷的意义。
技术实现思路
本技术提出一种基于电容量判断字轮位置的计数结构，用以降低或解决上述现有技术提及的技术问题及缺点。本方案提出一种基于电容量判断字轮位置的计数结构，包括计数器及控制器，所述计数器包括计数器架及设置在计数器架上的电路板，以及设置在计数器架上的字轮，所述电路板包括第一电路板及与字轮对应设置的信号板，所述信号板为多个，多个信号板均与第一电路板电连接，所述字轮上设有第一导电体，所述信号板与字轮相对侧设有第二导电体，所述第二导电体与第一导电体可相对转动，所述第二导电体与控制器电连接，所述第一导电体上设有第一导电部及第二导电部，所述第二导电体上设有第三导电部及排布于第三导电部周围的第四导电部。进一步的方案，所述第一导电部呈圆环状，所述第二导电部为块状且与第一导电部连接。进一步的方案，所述信号板设有安装缺口，所述第三导电部呈带有缺口的弧面状，所述第四导电部为间隔排布的块状，所述第四导电部与控制器连接。进一步的方案，所述第一导电部在信号板上的投影覆盖所述第三导电部。进一步的方案，所述字轮轴截面与信号板平行设置，所述第三导电部所在圆与第一导电部所在圆同轴。进一步的方案，所述第二导电部正对第四导电部位置时，第二导电部在所述信号板上的投影至少部分覆盖第四导电部。进一步的方案，所述第二导电部分布于第一导电部外周，且为多个，多个第二导电部形状相同，相邻两个第二导电部与第一导电部所在圆的圆心构成的夹角不同。进一步的方案，相邻两个第二导电部与第一导电部所在圆的圆心构成的夹角为α，相邻两个第四导电部与第三导电部所在圆的圆心构成的夹角为θ，其中α≥θ。进一步的方案，所述第四导电部的数量N＝[α0/θ]+1，其中α0为相邻两个第二导电部与第一导电部所在圆的圆心构成的夹角中的最大的一个夹角。进一步的方案，所述α0＝180°，θ＝36°，N＝6，所述第二导电部的个数M为3个。进一步的方案，所述第四导电部的数量为N，所述第二导电部的数量为M，其中N·M>10。进一步的方案，所述第一导电体为镀有铜箔的PCB板。本方案还公开一种计量仪表，该计量仪表设有上述方案的计数结构。采用上述技术方案后，本技术具有如下优点：1、一种基于电容量判断字轮位置的计数结构，包括计数器及与计数器电连接的控制器，所述计数器包括计数器架及设置在计数器架上的字轮，该计数装置还包括设置在计数器支架上的第一电路板与信号板，所述信号板与字轮对应设置，所述字轮上设有第一导电体，所述信号板与字轮相对侧设有第二导电体，所述第一导电体相对第二导电体可以转动，正式转动过程中形成了电容量的变化，进而确定了字轮的位置，实现计数。所述第二导电体与控制器电连接，所述第一导电体上设有第一导电部及第二导电部，所述第二导电体上设有第三导电部及排布于第三导电部周围的第四导电部。第一导电体与第二导电体相对设置形成有两个电容器的极板，他们与之间的介质(空气)形成电容器，字轮转动过程中通过轮询各第二导电体上的与第三导电部及第四导电部之间形成的电容容量情况，通过第四导电部各极片间容量的相对差值判断字轮的位置，因为每次采样时在极短的时间内完成，因此可以有效排除器件自身特性衰变导致的误差，且这种方式不受磁场，光线干扰。利用导电体间隙间的空气作为介质没有额外器件，减少了器件故障导致计数器异常的概率，同时能够大幅降低设备的成本。2、进一步的方案，所述第一导电部呈圆环状，所述第二导电部为块状且与第一导电部连接。所述信号板设有安装缺口，所述第三导电部呈带有缺口的弧面状，所述第四导电部为间隔排布的块状，所述第四导电部与控制器连接。所述第一导电部在信号板上的投影覆盖所述第三导电部。这样确保字轮旋转至任意位置时，第一导电部在信号板上的投影覆盖所述第三导电部的面积不变。依据互电容模式电容量与电极覆盖面积相关的特点，保证了基准电容的容值不变。保证第一导电部与第三导电部无论何时其位置关系不会引起电容量变化。所述字轮轴截面与信号板平行设置，所述第三导电部所在圆与第一导电部所在圆同轴。所述第二导电部正对第四导电部位置时，第二导电部在所述信号板上的投影至少部分覆盖第四导电部。确保当字轮旋转过程中，第二导电部在信号板上的投影与第四导电部分别处于正对位置、半偏位置或悬空位置等状态时，电容量能够有明显的区别。因为需要通过第二导电部与第四导电部的位置关系来确定字轮与信号板上第二导电体间的相对位置关系。3、进一步的方案，所述第二导电部分布于第一导电部外周，且为多个，多个第二导电部形状相同，任意相邻两个第二导电部与第一导电部所在圆的圆心构成的夹角不同。需要通过第二导电部分与第四导电部分的位置关系来确定字轮与信号板上第二导电体的相对位置关系，因此需要保证第一导电部与第三导电部无论何时其位置关系不会引起电容量变化。任意相邻两个第二导电部与第一导电部所在圆的圆心构成的夹角为α，任意相邻两个第四导电部与第三导电部所在圆的圆心构成的夹角为θ，其中α≥θ。进一步的方案，所述第四导电部的数量N＝[α0/θ]+1。本方案是利用字轮上第一导电体与信号板上第二导电体间的相对位置关系来确定字轮转动的绝对位置，而字轮的当前位置是由第四导电部分各极片的容量类比关系确定的，电容量则是由第二导电部分在信号的投影与第四导电部分的重合关系决定的。因为第四导电部的极片无法围绕第一导电部所在圆的圆心构成圆环，为了能够识别并确定字轮的任意位置，就需要第二导电部在信号上的投影不存在任意位置的重复。4进一步的方案，所述第四导电部的数量为N，所述第二导电部的数量为M，其中N·M>10。这样可以保证能识别字轮上的0～9之间的10个数字。附图说明下面结合附图对本技术作进一步说明：图1为本技术方案计数结构立体示意图；图2为本技术方案技术结构剖视立体示意图；图3为本技术方案字轮与信号板位置关系示意图；图4为本技术方案信号板示意图；图5为本技术方案第一导电体与第二导电体位置关系示意图(一)；图6为本技术方案第一导电体与本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于电容量判断字轮位置的计数结构，包括计数器及与计数器电连接的控制器，所述计数器包括计数器架及设置在计数器架上的字轮，其特征在于：还包括设置在计数器支架上的信号板，所述信号板与字轮对应设置，所述字轮上设有第一导电体，所述信号板与字轮相对侧设有第二导电体，所述第一导电体可相对第二导电体转动，所述第二导电体与控制器电连接，所述第一导电体上设有第一导电部及第二导电部，所述第二导电体上设有第三导电部及排布于第三导电部周围的第四导电部。

【技术特征摘要】
1.一种基于电容量判断字轮位置的计数结构，包括计数器及与计数器电连接的控制器，所述计数器包括计数器架及设置在计数器架上的字轮，其特征在于：还包括设置在计数器支架上的信号板，所述信号板与字轮对应设置，所述字轮上设有第一导电体，所述信号板与字轮相对侧设有第二导电体，所述第一导电体可相对第二导电体转动，所述第二导电体与控制器电连接，所述第一导电体上设有第一导电部及第二导电部，所述第二导电体上设有第三导电部及排布于第三导电部周围的第四导电部。2.根据权利要求1所述的基于电容量判断字轮位置的计数结构，其特征在于，所述第一导电部呈圆环状，所述第二导电部为块状且与第一导电部连接。3.根据权利要求1所述的基于电容量判断字轮位置的计数结构，其特征在于，所述信号板设有安装缺口，所述第三导电部呈带有缺口的弧面状，所述第四导电部为间隔排布的块状，所述第四导电部与控制器电连接。4.根据权利要求1所述的基于电容量判断字轮位置的计数结构，其特征在于，所述第一导电部在信号板上的投影覆盖所述第三导电部。5.根据权利要求1所述的基于电容量判断字轮位置的计数结构，其特征在于，所述字轮轴截面与信号板平行，所述第三导电部所在圆与第一导电部所在圆同轴。6.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：金磊，管廷昌，钟翼飞，丁渊明，聂西利，
申请(专利权)人：金卡智能集团股份有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江,33