Векторный анеморумбометр Советский патент 1979 года по МПК G01P5/06 

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано в метеорологии для измерения параметров вектора скорости ветра. Известны устройства для измерения скорости воздушного потока l, 2, содержащие приемники скорости и направления ветра. Однако, такие устройства из меряют скорость Только в одной плоскости. Известен также анеморумбометр, содержащий три приемника скорости ветра, расположенные по трем ортогональным осям, и регистрирующее устройство fs. Недостатком такого устройства является то, что измеряются только состав-, ляюшие скорости ветра в трех ортогональ ных плоскостях., что аграшгчивает возмож ности его применения на подвижных объектах. Целью вэобретеняя является повышени точности измерения параметров вектора скорости ветра на подвижных объектах. Указанная цель достигается TBNI, что векторный анеморумбометр снабжен тремя генераторами постоянного напряжения, связанными с приемниками скорости ветра, генератором переменного напряжения с подключенным к его выходу фазовращателем и блоком выделения параметров вектора скорости ветра, соединенным с выходами генераторов и с фазовращателем. Блок выделения параметров вектора скорости ветра содержит три перемножи теля, соединенных с выходами генераторов, причем первый перемножитель соединен с генератором переменного напряжения непосредственно, а второй и третий через фазовращатель, два сумматора, первый из которых подключен к выходам первого и второго перемножителя, два амплитудных и два фазовых детектора, первые из которых соединены с выходом первого сумматора, вторые - с выходом второго сумматора, выходы всех детекторов связаны с регистрирующим устройством, а опорные входы фазовых детекторов - с выходом фазовращателя, и четвертый перемножитель, входы которого соединены с выходами генератора переменного напряжения и первого амплитудного детектора, а выход - с одним из входов второго сумматора, второй вход которого подключен к выходу третьего перемножителя. Блок-схема векторного анеморумбомет ра показана на чертеже. Устройство содержит три датчика скорости ветра 1, 2 и 3, каждый из которы состоит из приемника скорости ветра, вы полненного, например, в виде во.эдушного винта, установленного в полой трубе с пластинчатыми решетками на ее конце, и генератора постоянного напряжения, ось которого связана с осью винта. , Выходы датчиков соединены с входами перемножителей 4, 5 и 6, вторые входы которых соединены с выходом генератора 7 стабилизнрованого переменного напряжения, причем, вход перемножителя 4 не- посредстветдао, а перемножнтелей 5, 6через фазовращатель 8, обеспеч5шающий поворот фазы напряжения генератора на 90. Выходы перемножителей 4, 5 соеди нены с входами сумматора 9, выход которого соединен с амплитудным детекторо Ю и фазовым детектором 11, второй вход которого соединен с фазовр;эщатеп&л 8. Выход амплитудного детектора 1О соединен с входом перемножителя 12, второй вход которого соединен с генератором 7 непосредственно. Выход перемножителн 12 соединен с входом сумматора 13, а второй вход сум матора соединен с выходом перемножите- ля 6. Выход сумматора соединен с амплитудным детектором 14 и фазовым детектором15, второй вход которого соединен с генератором через фазовращатель Выходы всех детекторов соединены с регистрирующим устройством, которое может быть выполнено из автономных измерительных приборов 16, 17, 18 и 19, либо в виде записывающего прибора 20. Для измерения не мгновенных, а средних значений параметров вектора/ в устройство может быть введен дополнитель- ный блок 21 выделения параметров, схема которого аналогична описанной выше, подключенный к датчикам через интеграторы 22, 23 и 24. Прибор работает следующим образом. Под во.здействием воздущного потока а выходе датчиков 1, 2, 3 появляются апряжения постоянного тока, пропорциоальные составляющей вектора скорости етра на данной оси: на оси X -U-,5 r(OsindCt) на оси У - 0,,UCt)CO5oL(-t) на оси I -U.)cos©Ct, где U,.tt) оставлякядая вектора скорости ветра в оризонтальной плоскости. На выходе сумматора 9 получают наряжениеUp(t)cosru;t-dL(t На амплитудном детекторе 10 получат напряжение, пропорциональное составяющей скорости ветра в горизонтальной лоскости: Up(i)-Uti)Sltte(t) На выходе фазового детектора 11 получают напряжение UCotCb) , пропорциональное долготе вектора скорости ветра. На выходе перемножителя 12 получают напряжение Utt sinQCiHih Dt, а на выходе пере ножителя 6. и Ci cos е C-t)cos cut. На выходе сумматора 13 получают напряжение UCi cost JU-t-9CtU,rne U(i) напряжение, пропорциональное скорости ветра, и 6Ct) - полярное расстояние вектора скорости ветра. На выходе амплитудного детектора 14 получают напряжение U (f) , а на выходе фазового детектора 15 LCeCt), пропорциональное полярному расстоянию вектора скорости ветра. Применение предлагаемого устройства может повысить точность измерения параметров вектора скорости ветра как мгновенных его значений, так и осредненного за определенный промежуток времени, особенно на подвижных объектах, так как независимо от положения в пространстве измеряется истинная скорость ветра относительно этого объекта, а также его направление в сферической системе координат относительно курса подвижного объекта. Формула изобретения 1. Векторный анеморумбометр, содержащий три приемника скорости ветра, расположенные по трем ортогональным