Устройство для измерения ортогональных составляющих вектора ветра

Устройство для измерения ортогональных составляющих вектора ветра

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Жй

%М к л, т;...

ОП ИСАЙГ9Г

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советскин

Социалистических

Республик

К АВТОР :КОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 01.12.77 (21) 25483 I 8/18- IO (51) М. Кле. с присоединением заявки №вЂ”

G0I W I 02

Госудврстеенный комитет

СССР но делам изобретений н открытий (23) Приоритет —, (53) УДК 551.508..5 (088.8) Опубликовано 05 02 80. Бюллетень № 5

Дата опубликования описания 10.02.80 (72) Авторы изобретения!

В. И. Тимофеев и Е. К. Алексеев (7I ) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

ОРТОГОНАЛЬНЫХ СОСТАВЛЯЮЩИХ ВЕКТОРА ВЕТРА

Изобретение относится к метеоролот йи.

Известны устройства для измерения поперечной составляющей скорости ветра, где в качестве датчика направления ветра используется флюгер, ось <которого механически соединена с осью косинусного потенциометра, датчик скорости ветра выполнен в виде термоанемометра, а сигнал с датчика скорости ветра поступает на схему выпрямления и деления напряжения. Постоянное напряжение, пропорциональное скорости ветра, со схемы выпрямления поступает на магнитный усилитель и далее на статорную обмотку косинусного потенциометра. Напряжение, пропорциональное скорости ветра и синусу угла, соответствующего направлению ветра, снимается с роторной обмотки косинусного потенциометра. Таким образом с роторной обмотки потенциометра снимается напряжение, пропорциональное поперечной составляющей скорости ветра. Это напряжение через интегрирующую цепочку поступает на индикатор и на схему запоминания напряжения. Со схемы запоминания напряжения сигнал усиливается и преобразуется магнитным усилителем в переменный ток и поступает на схему фильтрований и фазировання, после чего подается на аналоговое устройство и индикатор (1}.

Недостатками этого устройства являются использование косинусного потенциометра, что снижает надежность всего устройства, и неоднократные преобразования аналогового сигнала, что не позволяет получить высокой точности измерения.

Наиболее близким по технической сущ1о ности к предложенному является устройство для измерения поперечной составляющей скорости ветра, которое содержит датчи к скорости и направления ветра, триггер, первую схему совпадения, первый двоичныи счетчик, генератор частоты заполнения, де литель частоты, функциональный дешифратор, второи двричный счетчик, вторую схем> совпадения, триггер управления, третью схему совпадения, третий двоичный счетчик и индикатор (2).

2в Недостатком устройства является измерение одной ортогональной (синусной) составляющей вектора ветра. Для измерения двух ортогональных составляющих Вектора ветра необходимо использовать два анало714329 гичных устройства, что усложняет преобразователь.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей.

Это достигается тем, что предложенное устройство снабжено сумматорами по модулю два первые входы которых соединены — с выходами счетчика направления ветра, а выходы — с потенциальными входами функционального дешифратора, триггером функции, установочный вход которого соединен с выходом вспомогательного счетчика, а выход — с вторыми входами сумматоров по модулю два, триггером знака косинусной составляющей вектора ветра, счетный вход которого связан с выходом счетчика направления ветра и формирователем, вход котоРогд соединен с выходом триггера управления, а выход — с импульсным входом функционального дешифратора, причем первые входы второго и третьего элементов И соединены с выходом первого элемента И,.а вто " рьге входы — с прямым и инверсным выходами триггера функции соответственно.

На чертеже изображена структурная схема предложенного устройства.

Устройство содержит датчик с число= импульсным выходом (не показан), счетчик .

1 направления ветра, содержащий реверсивный счетчик 2, триггер 3 реверса и триггер 4 знака синусной составляющей, сумматоры 5 по модулю два, функциональный дешифратор 6, вспомогательный счетчик 7; генератор 8 частоты, формирователь 9, элементы

И 10 — 12, триггер 13 управления, триггер 14 знака косинусной составляющей, триггер 15 функции, входные шины 16, 17, выходные шины 18 — 21.

Счетчик 1 направления ветра предназначен для преобразования числоимпульсного кода направления ветра в параллельный код направления ветра, приведенный к диапазону 0 — 90 .

Устройство работает следующим образом, В исходном состоянии оба счетчика обнулены, все триггеры находятся в состоянии «О» (цепи обнуления на чертеже не показаны).

С входной -шины 16 на вход счетчика 1 направления ветра поСтупает чйслоимпульсный код направления единичного вектора ветра (соответствующего скорости м/сек).

Перед приходом пачки импульсов направления ветра счетчик 1 направления ветра находится в режиме суммирования (в счетчике 1 .направления ветра будет:записано значение d). Если направление ветра больше 90, то счетчик 1 направления ветра находится в режиме вычитания (в счетчике l направления ветра будет записано значение 180 —

aL). Если направление ветра больше 180,. то -счетчик направления ветра находится в режиме суммирования (в счетчике направ. ления ветра будет записано значение of.—

180 ). Если направление ветра болыпе 270, то счетчик направления ветра находится в режиме вычитания (в счетчике направления ветра будет записано значение 360" — с()

На одни входы сумматоров 5 по модулю два с выходов счетчика 1 направления ветра поступают коды направления ветра, на другие входы сумматоров 5 по модулю два поступают сигналы с выходов триггера 15, функции, находящегося в состоянии «О».

<е На выходах сумматоров 5 по модулю два формируются сигналы, соответствующие прямому коду направления ветра; записанному в счетчике 1 направления ветра, которь|е поступают на потенциальные входы функционального дешифратора 6. При по13 ступлении по шине 17 команды «измерение» триггер 13 управления устанавливается в состояние «!», формирователь 9 выдает импульс подсвета на импульсный вход функционального дешифратора 6, с выхода кото26 рого во вспомогательный счетчик 7 записывается значение синуса направления ветра (в дополнительном коде). Триггер 13 управления выдает разрешение на элемент И 10, который пропускает импульсы с выхода гене25 ратора 8 частоты на счетный вход вспомогательного счетчика 7 до его переполнения, после чего триггер 13 управления возвращается в исходное состояние. Таким образом на выходе элемента И 10 формируется серия импульсов, число которых пропорцио36 нально модулю синусной составляющей вектора ветра, эти импульсы поступают также на вход элемента И 12, на другой вход которого поступает разрешающий потенциал с инверсного выхода триггера 15 функции. Модуль синусной составляющей вектора ветра снимается с шины 21, знак синусной составляющей вектора ветра снимается с шины 19. Импульс переполнения вспомогательного счетчика 7, возвращает в исходное состояние триггер 13 управления и уставе навливает также триггер 15 функции в состояние «1». После поступления Hà вход триггера 13 управления второго импульса «измерение» описанный выше цикл работы устройства повторяется. Однако в этом случае на входы сумматоров 5 по модулю два поступают сигналы с выходов триггера 15 функции, находящегося в состоянии «1», поэтому на выходах сумматоров 5 формируются -сигналы, соответствующие обратному коду направления ветра, записанному

se в счетчике направления ветра. Поступление на входы функционального дешифратора 6 обратного кода направления ветра соответствует записи во вспомогательный счетчик 7 косинуса прямого направления ветра

35 в дополнительном коде. Модуль косинусной составляющей вектора ветра снимается с шины 20, знак косинусной составляюгцей вектора ветра снимается с шины 18. 1{a этом цикл работы устройства заканчивается.

714329

Формула изобретения

Составегелъ С. Ненемнянган

Редактор А. Шмелькнн Текред К. Нуфрич Корректор Н. Стен

Закал 9282/43 Тдфвж 468 Подннсное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР яо делам изобретений и открытий — — — 1! 3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Устройство для нзвгерення ортогональных составляюших вектора ветра, содержашее датчик с числонмпульсным выходом, счетчик направления ветра, функциональный дешнфратор, вспомогательный счетчик, триггер управления, входы которого соединены с шиной «нзмеренне», трн элемента И, выход первого нв которых соединен со счетным входом вспомогательного счетчика, а вход— с генератором частоты н триггером управления; отлича/ощееся тем, что, с целью ðàñшнрения функциональных возможностей, оно снабжено сумматорами по модулю два, первые входы которых соедннены с выходом счетчика направления ветра, а выходы— с потенциальными входами функционального дешнфратора, триггером функции, установочный вход которого соединен с выходом вспомогательного счетчика, а выход — с вторыми входами сумматоров по модулю два, триггером знака косннусной составляющей вектора ветра, счетный вюд которого связан с выходом счетчика направления ветра н формирователем, вход которого соедннен с выходом триггера управления, а выход — с импульсным входом функцнонального дешнфратора, причем первые входы второго н третьего элементов И соедннены с выходом первого элемента И, а вторые входы — с прямым н инверсным выходами триггера функции соответственно.

Источники информации, принятые во. внимание прн экспертизе !. Патент США ¹ 3447342, кл. 73-189, 1969.

2. Авторское свидетельство СССР

¹ 519670, кл. G 01 W l 02, 1976 (прототнп).