文/王水泉

我国市面上所见到的机械式远传燃气表是利用燃气的流动带动计数码轮转动进行计数的，但是如果要实现自动抄表，就需要将计数码轮的转动转换成电信号，而远传燃气表主要分为脉冲式和直读式两种，其中脉冲式燃气表的传感器主要由干簧管和磁钢构成，将磁钢安装在字轮上，当字轮转动时，采集电路通过判断干簧管的弹片的吸合或断开状态来实现计数。而直读式远传表主要是由传感器、处理器、红外接收管、字轮等构成，其工艺简单，可以直接读表，且数据准确，抗干扰性强。

1 直读式远传表及其特征

我国市面上常用的直读式远传表主要分为以下两种：

1.1 电阻式直读表

它主要是将金属触点安装在字轮上，然后与对应的电路板上的不同电阻接触，再利用不同的电阻值来找到字轮的位置。在电阻式直读表的读表过程中，它主要是将有均匀分布10片扇形金属片组成的电路板固定安装在表计机械计数器的字轮间，并组成与字轮大小相当的圆形，且该金属片接通不同的电阻，每个字轮上安装金属触点，组装后与电路板接触。这样，当字轮转动到某一位置时，由于触点接触到不同的电路可产生不同的电阻值，且每个电阻值都对应计数器上的数字，最后由采集电路处理得到相应的数据，完成读表操作。其中，电阻式直读表的特征表现为：

（1）该直读表可节省电能，能够自动读取表字轮上的数值且平时不需要时可自动断电。

（2）该表的结构较为简单，操作起来比较省心。

（3）由于该直读表的其余装置可以直接镶嵌在表内，所以它对于表内原有的结构不会造成破坏。

（4）由于直读表字轮的主要功能是读数、计数，但它很容易受到外力的影响，如果受到外力的影响，则会使得字轮的读数与计数出现错误。

（5）该直读表属于机械式远传表，其触电接触也是机械接触，如果在安装电路板过程中子轮组之间的间隙出现误差，则会使得直读表触点的触力和位置偏移，让电路板与字轮边缘之间的距离不断缩小，安装完成后，直读表的高位字轮无法准确的检测，从而致使电阻式直读表因安装精度问题造成高位字轮与电路板刮擦影响转动。

（6）由于该直读表的接触方式主要是通过电阻方式来识别，接触点会随着电阻的变化而改变。当电阻发生不良接触时会导致测量盲区或误判。

1.2 光电式直读表

它主要是在普通燃气表计数器字轮印刷0-9位置的外缘再印刷特定标记，通过对字轮建立数学模型，然后在外围固定光电传感器及相关电路。当外部供电读表时，利用光电传感器判断特定标记“有”和“无”的状态，再通过组合编码计算以获得字轮的正确读数。其中，光电式直读表的特征为：

（1）该直读表有别于传统的远传表，它无需在直读表盘内设置底数、常数等作为参考数据而可以智能读取表盘计数器上的数字。其次，它可以直接读取表具的计数器码盘数字且不需要在表内设置表底数、表常数等参数，此外，因为它不需要储存表盘数据，所以不会出现计数错误的现象，从而有效的减少了脉冲以及计算数值的时间。

（2）抗干扰性能较差，由于该直读表采用的是红外光光电传感器，而红外接收管极其容易受到外界红外光或者自然光的影响，当直读表处在极端环境下时，会导致传感器完全无法工作。

（3）数据准确性得不到保障，该直读表的直字轮一般采用五对红外传感器来进行“读数”；理论上，五对传感器最多可以分辨32种状态，当高位字轮在一个小范围内进行连续转动时，此时字轮“读数”只能通过软件来“估计”，在遇到多个字轮同时进位的情况下软件“估计”出来的数据往往是不准确的。

（4）工艺复杂，该直读表需要在机械计数器的字轮上安装很多光电装置。

2 基于电感式感测技术的数据采集器设计

图1：电感传感器

图2：LDC1000电感式数字转换器结构

基于电感式感测技术的数据采集器主要包含了特殊计数码轮、异形金属钣金件、感应线圈、外围电路和处理器等结构，其设计步骤如下：首先，将异形金属钣金件与特殊计数码轮按照指定的装配关系进行正确装配；其次，将特殊计数码轮与原有的字轮和进位齿轮按对应的传动比啮合同步转动；最后，将感应线圈安装在异形金属钣金件的同侧，使得它在轴线方向实时不等面积相交并进行相互感应，通过感应磁通量信息准确换算出字轮所显示的数据信息，再由采集器采集电感传感器（如图1所示）的值来读出燃气表的数据。

3 结论与评价

本文在设计电感式感测技术的数据采集器时采用的非接触式电感传感器型号为LDC1000电感式数字转换器（如图2所示），该传感器共提供了16位的谐振阻抗和24位的电感值，因此可在位置感测应用中实现亚微米分辨率。另外，此电感式感测受诸如污垢和灰尘等非导电干扰的影响较小，非常适合极端环境和严酷环境，具有较强适应性，使用范围较广，值得进行推广使用。