脈沖式遠(yuǎn)傳水表
脈沖發(fā)訊水表信號轉(zhuǎn)換層的原理
信號轉(zhuǎn)換層是集抄系統(tǒng)的基礎(chǔ),集抄系統(tǒng)運(yùn)行的準(zhǔn)確性、可靠性在很大程度上取決于這一層的性能之優(yōu)劣。
信號轉(zhuǎn)換層的作用是把計(jì)量基表的計(jì)數(shù)過程轉(zhuǎn)換成集抄系統(tǒng)設(shè)備能夠識別的脈沖信號。這種脈沖信號可以是有源的,也可以是無源的。所謂有源信號,可以簡單地理解為電壓或電流信號;而無源信號則可理解為觸點(diǎn)或阻值變化信號。
“脈沖信號”是電子技術(shù)中的一個常用術(shù)語,這種信號的一個顯著特點(diǎn)是信號的幅度變化不是連續(xù)的,而是跳變的。其實(shí)在日常生活中也有類似的情況,比如心臟的跳動、電燈的開關(guān)、閃電等。常見的脈沖信號如圖2所示。
圖2 常見脈沖信號波形圖 把計(jì)量基表的計(jì)數(shù)過程轉(zhuǎn)換為脈沖信號可使用不同的方法,比較常用的方法是光電轉(zhuǎn)換和磁敏轉(zhuǎn)換。光電轉(zhuǎn)換的原理如圖3所示。
圖3 光電轉(zhuǎn)換原理
在電能表的鋁轉(zhuǎn)盤上有一塊黑色標(biāo)記,鋁盤的一側(cè)裝有發(fā)光管和光敏管各一只。在大部分情況下,發(fā)光管射出的光線通過鋁盤的反射到達(dá)光敏管,使其導(dǎo)通;當(dāng)黑色標(biāo)記轉(zhuǎn)到反射位置時,將沒有光線反射到光敏管,使其截止。因此,鋁盤每轉(zhuǎn)一圈,從光敏管處即可得到一個脈沖信號。
磁敏轉(zhuǎn)換的原理如圖4所示。
圖4 磁敏轉(zhuǎn)換原理之一 在計(jì)量表的某一適當(dāng)進(jìn)位齒輪軸上安裝一磁性指針,該指針的兩端各嵌入一粒磁鋼,并使其極性如圖中所示,磁敏轉(zhuǎn)換采用霍爾器件。每當(dāng)齒輪軸旋轉(zhuǎn)一周,通過霍爾器件即可輸出一個脈沖。磁敏轉(zhuǎn)換器件也可以采用干簧管,如圖5所示。圖5 磁敏轉(zhuǎn)換原理之二 這兩種方法的輸出信號是不同的,用霍爾器件輸出的是有源信號,用干簧管輸出的則是無源信號。這幾種方法各有利弊(見下表),應(yīng)用時應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況加以選擇。
器件 | 價格 | 壽命 | 特點(diǎn) |
光電器件 | 中 | 較短 | 易受雜光影響,要求定位準(zhǔn)確 |
霍爾器件 | 稍高 | 長 | 可靠性高,脈沖質(zhì)量高 |
干簧管 | 低 | 較短 | 省電,易產(chǎn)生抖動干擾 |
早期的集抄系統(tǒng)一般都需要對計(jì)量表進(jìn)行改裝,使其具有信號轉(zhuǎn)換功能。現(xiàn)在不少計(jì)量表的生產(chǎn)商已開始提供具有脈沖輸出的產(chǎn)品,如電子式電能表、遠(yuǎn)傳式水表等等,使得系統(tǒng)的搭配已越來越方便。