Устройство для измерения среднего направления ветра
00 533873
ОПИСАН И Е
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалистических
Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 19.05.75 (21) 2134672/10 (51) М Кч 6 01Р 13, 00 с присоединением заявки Ке (23) Приоритет
Опубликовано 30.10.76. Бюллетень No 40
Дата опубликования описания 10.11.76
Государственный комитет
Совета Министров СССР (53) УДК 551.509.616 (088.8) ло делам изобретений н открытий (72) Авторы изобретения
В. И. Тимофеев, E. К. Алексеев и А. И. Мехович (71) Заявитель
Центральное конструкторское бюро гидрометеорологического приборостроения (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СРЕДНЕГО
НАПРАВЛЕНИЯ ВЕТРА
Изобретение относится к области метеорологии и предназначено для измерения среднего направления ветра в различных гидрометеорологических приборах и станциях.
Известны устройства для измерения среднего направления ветра. К недостаткам этих устройств относится возможность ошибки измерения вследствие разрыва первого рода характеристики преобразователя в точке О—
360, когда направление ветра за интервал измерения меняется более чем на определенное значение от первоначального.
Наиболее близким к изобретению является устройство для измерения среднего направления ветра, в котором допустимое колебание направления ветра за интервал измерения не превышает 360 . Это устройство содержит датчик ветра и блоки осреднения. При изменении ветра более чем на 360 от первоначального значения устройство дает неправильный результат, т. е. работает со сбоями.
Для расширения интервала измерения более
360 предлагаемое устройство снабжено прямым и обратным преобразователями кода в систему двух функций, одна из которых непрерывна, причем вход прямого преобразователя кода соединен с датчиком ветра, а его выходы с входами блоков осреднения, которые своими выходами подключены на входы обратного преобразователя кода.
Структурная схема устройства приведена на чертеже, где 1 — датчик ветра, преобразующий текущее направление ветра в код (Ni ——
=Ka) — периодическую функцию с разрывом
1-ro рода, 2 — прямой преобразователь кода, который преобразует Л < в систему двух функций, из которых одна (Л" ) непрерывна
Мг — — Ка при а=О... 180, N =360 — Ка при а=180...360 ;
10 Л „-=1 при а=О... 180 ;
Л з — — О при а= 180 ... 360, 3 и 4 — блоки осреднения, 5 — обратньш преобразователь кода, преобразующий систему двух осредненных периодических функций (N2, и Жз ), из которых одна непрерывна, в периодическую функцию с разрывом первого рода, соответствующую среднему направле20 нию ветра за интервал измерения.
Устройство работает следующим образом.
Считается распределение а;;„. близко к нормальному, а,р определяется за 100 измерений.
25 Первый случай. Направление ветра колеблется около 60 . С прямого преобразователя 2 кода снимаются следующие значения N и Лтз. стек = 40; Л г = 40; Л з — — 1 атек=60, Ng=60; Nз=1
30 атек=80, юг=80; Nq — — 1
533873
После осреднения получается
1О0
Л7, = « Л», i -=1
10.40 + SO 60 + 10 80 6000
100 100
Формула изобретения
После осреднения получается
1=1
30 г", 1
10 40 1-78 60;-10.80 -1-160-1-1 60
= 61
100
100
Составитель С. Непогинищаа
Техред М. Семенов
Корректор О, Тюрина
Редактор T. Рыбалова
Лак,".з 2354 8 Изд. ¹ 1700 Тираж 1029 Подписное.ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, )K-35, Раунзскан наб., д. 4/5
Типографии, пр. Сапунова, 2
Уз — 1, так как за интервал измерения в ср устройство осреднения поступали только «1».
Обратный преобразователь кода 5, обработав значения Л з и Уз, выдает код аср — — 60 . ср ср
Второй случай. Направление ветра колеблется около 60, но за интервал измерения изза турбулентности ветра датчик 1 сделал два полных оборота вокруг оси (в любом направлении), и во время первого оборота зафиксирован а1 — — 200, а во время второго оборота аз — — 300 . С прямого преобразователя кода снимаются следующие значения iV«r Л „:
Отек=40, Л1З=40; Л1З вЂ”вЂ” 1;
<1тек= 60; Л в= 60; Л 3= I; иiек=80, У =80; Nç=1;
uT0;=200 ; Л в= 160; Л1з= 0; г1тек=300, Л з=60; Аз=0.
N3 ) Р"", так как за интервал измере2 ния в устройство осреднения 4 поступает «1» больше, чем «О» (98 против 2) .
Обратный преобразователь 5 кода, обработав значения Л1з и Л з, выдает код а =61 . ср ср ср
Осредненная функция Уз несет неоднозначср пую н1п!1ормацию о значении аргумента, nocKoJI6Ky каждомУ Лв соответствУ1от два зна-ср ченпя v,:„11àïð 1ìåð Л з = 150 соответствуют ср два средних направления 150 и 210 . Осрсднепная груш;ция Жз служитдля однозначной ра ср боты обратного преобразователя 5 кода, так как она определяет, в какой полуплоскости за интервал измерения а„н находилось большее время (если Лз= — 1 пришло больше, чем N0 ——
=0, это значит, что а-„.„. большую частт. интер. вала находилось в пределах 0 ... 180 ).
Из рассмотренных случаев видно, что предлагаемое устройство надежно определяет
5 среднее направление ветра при любых колебаниях текущего направления ветра за интервал измерения без сбоев.
Если взять большое число измерений, например более 100, то зафиксироганные значе10 пия текущего направления ветра в момент турбулентного движения воздушных масс не исказят общей картины среднего направления ветра.
Устройство для измерения среднего направления ветра, содержащее датчик ветра и блоки осрсднепия, отличающееся тем, что, с целью расширения интервала измерения более 360, оно снабжено прямым и обратным преобразователями кода в систему двух функций, одна из которых непрерывна, приче;1 вход прямого преооразователя кода соединен с датчиком ветра, а его выходы с входами блоков осреднепия, которые своими выходами подключены на входы обратного преобразователя кода.
