УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СРЕДНЕГО НАПРАВЛЕНИЯ ВЕТРА Советский патент 1973 года по МПК G01P13/00 

1

Изобретение относится к области метеорологии и может быть иснользовано в автоматизированных метеорологических станциях.

Известные устройства аналогнчного назначения являются многоканальными и не обеснечивают непосредственного отсчета измеряемого параметра.

Цель изобретения - сокращение числа каналов и обеспечение возможности производства измерений при изменчивости направления ретра до +180°.

Отличительной особенностью предлагаемого устройства является то, что в нем вход счетчика импульсов дополнительно соединен с генератором модулирующих импульсов через ключ ввода поправки, а входы триггера управления соединены с выходами индикаторов положения датчиков в секторах О-90° и 270- 360° через схемы совпадения, управляющие входы которых связаны с выходами индикаторов направления поворота датчика, а также с выходами индикатора исходного положения датчика.

На фиг. 1 показана блок-схема описываемого устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы сигналов на выходе датчика,

Устройство работает следующим образом.

Под воздействием воздушного потока датчик 1 устанавливается в положение, соответствующее текущему значению направления

2

ветра. Па выходе датчика получаются две опорные серии имгпльсов .2 и (см. фиг, 2), сдвинутые относительно друг друга на 90° но фазе, а также серия коротких отсчетных импульсов 4, временный сдвиг которых Л относительно опорных импульсов 2 прямо пропорцпонален направлению и обратно пропорционален скорости. Временный сдвиг /i преобразуется триггером 5 в импульс переменной длительности, который заполняется в схеме 6 совпадений импульсами от генератора 7, Время измеренпя Т определяется задатчиком 8. При этом выполняются такие соотношения, что полное число импульсов на выходе генератора 7 за время Т соответств ет показанию счетчика 9, равному 360°. Количество импульсов, прошедших через схему 6 на вход счетчика, пропорционально длительностей единичных времеииых интервалов, выделяемых триггером 5 за время Т, т. е. соответствует среднему направлению и не зависит от скорости.

Частота импульсов генератора 7 задана достаточно низкой, соизмеряемой с частотой импульсов на выходе датчика /, но некоррелирована с ней, что позволило уменьшить объем счетчика 9, сохранив вышеуказанную пропорциональность.

Для устранения рщибок из-за разрыва .характеристики преобразования в точке 360°-0° в устройстве применен условный сдвиг начала

отсчета на 360° в тех случаях, когда происходит переход отсчетного импульса из зоны d (см. фиг. 2) в зону а. Разрешение на ввод поправки даются схемоГг управления 10, которая открывает схему совпадения У/ и пропускает на вход счетчнка 9 донолинтельные импульсы заполнения. Поскольку схема 11 открыта в течение полного оборота преобразователя датчика /, то количество доиолннтельпых импульсов эквивалентно добавлению 360° при единнчиом отсчете. В тех случаях, когда получившаяся после измерения сумма превышает 360°, происходит автоматическое вычитание 360° за счет сброса счетчнка при числе 360 и иового начала счета. С целью нспользования одного генератора занолняюш,нх импульсов последние нропускаются через каскад задержки 12, установленный перед схемой совнадення 11. Схема управления вводом поправки 10 содержит де нифраторы 13-16, которые на каждый оборот преобразователя датчика 1 оиределяют иоложенне датчика с точностью 1/4 оборота, т. е. обнаруживают зоны а, Ь, с, d, (соответствуют секторам 0-90°, 90-180 180-270°, 270-- 360°) (см. фнг. 2). Денгнфратор 17 различает в начале нзмерения зоны с, d (сектор 1807 360°) от зон а, b (сектор О-180°), прпчем это исходное положение заноминается триггерами 18 и 19. Время работы дешифратора 17 определяется схемой счета 20, выделяющей первый рабочтгй оборот преобразователя датчика.

Триггер 18 в процессе дальиейнтей работы ие управляется, а триггер 19 дает irn выходе команду на ввод поправки и .может переключаться в процессе измерения прн нереходе через точку 360-0° сигналами со схемы совпадения 22, 21, 23, 24.

Допустим такое исходное иоложенне, что датчнк находится в зонах а или Ь. Прн этом триггеры 18, 19 устанавливаются в такое ноложение, нрн котором ввод иоправки разрешен. На схему 23 подается разрешающий сигнал, па схему 22 - запрешающий. В дальнейшем сигнал с дешифратора 13 (зона а) может проходить через схемы 23, 24 на вход триггера 19, не меняя состояние последнего.

Прн нереходе в зону d сигнал с дешифратора 16 проходит через схему 21 и онрокидывает триггер 19, запрещая ввод поправки. Дальнейшее передвижение в зону с не меняет

положения триггера 19. При обратном изменении наиравлеиия сигнал с выхода дешифратора 14 (зона В) не действует на триггер 19, а снгиалу с депшфратора 16 предшествует/сигнал с выхода дешифратора /5 (зона с), который опрокидывает триггер 25, запрещая прохождение сигнала через схему 21. Таким образом, при перемещенин в зону d через зону с без пересечения точки 0-360° состояние триггера 19 не изменяется, если исходное положенпе было в секторе О-180°.

В исходном положении в зонах с, d работа управляющей схемы происходит подобным образом, только в начальный момент ввод поправки не разрешен. Разрешение дается прн

переходах нз зоны d в зону а и далее; триггер 26 препятствует перебросу триггера 19 при переходах из зоиы с в зону а, ироисходящих через зону Ь, т. е. без пересечения точкн О-360°.

П р е д м ет и л о б р е т е и н я

Устройство для измерепия среднего направлении ветра, содержан;ее датчик скорости и направления ветра, ключ ввода поправок со

схемой совпадения, триггер управления, связанный со входом счетчика импульсов, генератор модулнруюн;нх нмпульсов, пндикаторы исходного положения направления его поворота и положения датчика по секторам, отличаюiiieec: тем, что, с нелью упрощения устройства, вход счетчнка донолиителыю соединен с генератором модзлирующнх нмнульсов через ключ ввода поправок, а входы триггера управлепня соединены с выходамн индикаторов

положеиня датчика в секторах О-90° п 270- 360° через схемы совпадения, управляющие ;ходы которых связаны с выходами нидикаторов направления поворота датчика, а с выходами ннднкатора 1сход1 ого положения

.

feiZ.

I 7 U-.-H /p