Устройство для осреднения вектора ветра

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

СаюЪ Соаатснна

Соцнапнстнческн а

Республнк (>>) 614 382 (6!) Дополнительное к авт. санд-ву (22) Заявлено 01.08.7б, (21) 2з 89040, 18-10 с присоединением заявки Же— (23) Приоритет (43) Опубликовано 050778.Бюллетень Ð6 255 (45) Дата оп бликований описания 15.06,у".

G01 Р 5/06

Государственный комитет

Совета Министров СССР: но делам изобретений н открытий (72) Авторы изебретення

Е. Б. Грейз и В. И. Тимофеев

P3) Заявитель

Центральное конструкторское бюро гидр смет еопри бор остр оени я (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОСРЕДНЕНИЯ

ВЕКТОРА ВЕТРА вектора ветра, т .е. получение как осредненных ортогональных составляющих, так и средних значений модуля и аргумента вектора ветра.

Эта цель достигается тем, что оно снабжено первым и нторым узлами сравнения, шифратором, дополнительным счетчиком, триггером н элементами И, причем первые и вторые установочные входы первого узла сравнения соединены с выходами разрядных триггеров счетчиков осредненных ортогональных составляющих ветра, счетные входы этого узла соединены с третьим и четвертым выходами синусно-косинусного преобра» зонателя, первый и второй выходы первого узла сравнения соединены с третьим и четвертым входами синуснокосинусного преобразователя, а третий выход — с третьим входом цифрового фаэометра с измерением за один период, тактовым входом второго узла сраннения,,счетным входом дополнительного счетчика, с первымй входами первого элемента И и триггера, счетные входы. второго узла сраннения соединены с первыми двумя выходами синуснокосинусного преобразователя, первый выход этого узла соединен с другим входом дополнительного счетчика и

Изобретение относится к области метеорологии и может быть использовано в составе автоматических гидрометеорологических станций для измерения параметров ветра. 5

Известно устройство для осреднения вектора ветра, содержащее датчик скорости и аадравления ветра, пересчетные схемы, блоки осреднения и построительНый синусно-косинусный преобразова- 10 тель (1) .

Наиболее близким по техническому решению задачи является устройство для определения вектора ветра, содержащее датчик направления и скорости ветра, подключенный ga вход фазометра, соединенный своим выходом с первыми двумя входами синусно-косинусного цреобраэователя, первые два выхода которого связаны с делителями частоты, соединенными со счетчиками осредненных юртогональных составляющих ветра счетчики среднего направления и скорости ветра 2 .

Однако;устройство не обеспечивает получение значений среднего модуля и аргумента вектора ветра, давая лишь значения ортогональных составляющих.

Цель изобретения — расширение функциональных нозможностей при осреднении (5З) УДК б21,35 (088.8) 614382 вторим входом первого элемента И, а второй его выход соединен с первым входом второго элемента И, второй вход которого соединен с выходом триггера, выход дополнительного счетчика— со вторым входом триггера, выходы счетчиков осредненных ортогональных составляющих соединены с шифРатором, Г 5 выходы к oTopQx Î с в я за ни с ус та нов оч ными входами счетчика среднего направления, счетный вход которого соединен с выходом первого элемента И, выход второго элемента И вЂ” co счетчи- 10 ком средней скорости ветра.

На чертеже изображена функциональная схема предлагаемого устройства. устройство содержит датчик l ветра, циФровой Фазометр 2, синусно-ко- Ы синусный Функциональный преобразователь 3, делители 4 и 5, счетчики б и

7 осредненных ортогональных составляющих, счетчики 8 среднего направления, счетчик 9 средней скорости, счет- 20 чик 10, узль1 сравнения 11 и 12, шифратор 13, триггер 14, элементы И 15 и

l6е

Устройство работает в двух режимах.

Первый режим — осреднение ортогональц ных составляющих вектора ветра в течение 7 -периода. осредиения. Но окончании периода осреднения. начинается второй режим работы устройства — преобразование полученных ортогональных 30 составляющих Вектора ветра В полярн@е координаты, 9,е, определение модуца вектора и угла. устройство работает следующим образом. 35

Перед ° началом работы подается команда Начальная установка™ (шины этой команды на чертеже не показаны)

По этой ксн анде обнуляются все счетчики устройства, триггер 14 у танавливается в О, с его выхода поступает сигнал запрета на элемент И 16,,С выхода узла сравнения 12 поступает сигнал разрешения на элемент И 15, этот же сигнал запрещает работу счет-. чика 10.

С первого и второго выходов узла 48 сравнения 11 поступают сигналы разрешения на работу преобразователя 3. В первом режиме работы .дается запрет на работу узлов ll и 12, позтоМУ информация в счетчик средней скорости 50

9 и счетчик среднего направления 8 не записывается.

B течение всего периода осредненной

То на ща первых входа преобразователя 3 с выхода .Фазометра 2 поступают значения Фазовых сдвигов последовательностей с датчика 1, причем эти значения обновляются к моменту окончания каждого периода о-"нонной

ПОследонательности импульаон с датчи- 0 ка ветра, По каждому поступившему на его вход значению Фазового сдвига преобразова- 85 тель 3 формирует две последовательности импульсов. Одна последовательность, соответствующая коду синуса фазового сдвига, поступает на вход делителя 4, вторая последовательность, соответствующая коду косинуса фазового сдвига, — на вход делителя 5. Так как выходы делителей 4 и 5 связаны со входами счетчиков б и 7 то по окончании периода осреднения f в счетчиках б и

7 будут зафиксированы осредненные значения ортогональных составляющих вектора ветра ° Иа этом первый режим работы устройства оканчивается..

Во втором режиме работы на входы счетчиков 6 и 7 подается запрет. Первый 8iвторой входы цифрового Фазометра 2 отключаются от выхода датчика ветра l и дается разрешение на работу узлов сравнения ll и 12. B начале второго режима работы в счетчик 8 устанавливается число из шифратора 13, соответствующее сигналам с выходов счетчиков б и 7.

Так как йа фаэометр 2 не обступает пока ни одного тактового импульса с третьего выхода узла ll, то на вход преобразователя 3 поступает код 0 ., На выходе преобразователя 3 непрерывно формируются последонательности импульсов, соответствующие кодам Sin 0 и сов 0

Сигнал об окончании каждой пачки рЩ . 0 идет, на первый счетный вход узла сравнения 11.Как только количество этих сигналов (сумма) станет равно числу в счетчике б, с первого выхода узла сравнения 11 поступает сигнал. запрета на формирование кода 8(я 0 на третий вход преобразователя 3. Та« ким образом, на выходе преобразователя 3, соединенном с одним входом узла сравнения 12, Формируется количество пачек, равное числу в счетчике б (без учета знака этого числа). Аналогично на другом выходе преобразователя 3, связанном со вторым входом узла сравнения 12, формируется, количество пачек, равное числу в счетчике

7 (без учета знака этого числа) . B узле сравнения 12 числа, поступившие на кажцый из счетных входов, сравниваются. Результат от суммирования этих чисел идет на вхоц элемента И 16 (на втором входе. элемента 16 пока .запрет с триггера 14) .По поступлении тактового импульса с третьего выхода узла 11 цифровой фазометр формирует на выходе код 1,и соответственно с о выходов преобразователя 3 формируются кодовые последовательности Э л l о и алоэ 1 и т.д.

B момент, когда между двумя тактовыми сигналами с третьего выхода узла сравнения 11 сумма чисел, коды которых поступили на счетные входы узла сравнения 12, равна нулю, на выходе узла сравнения 12 формируется сигнал

G -1-4 382 запрета на элемент И 15, Этот же сиг-нал разрешает работу счетчика 10..8 счетчике 8 к этому моменту зафиксировано среднее направление ветра, та.:.. как на его вход через элемент 15 поступали тактовые импульсы с выхода узла сравнения 11, причем каждый тактовый импульс соответствует одному

8 угловому градусу.

Таким образом, после каждого так=тового сигнала на первый счетный вход узла сравнения 12 поступает код ОРДН=. наты синусоиды для данного значени:-. аргумента. На другой счетный вход узла сравнения 12 поступает код орд:."-.:.-ты косинусояды для этого же зна-.;eë.-..я аргумента. Ордината синусоиды спреде= ляется количеством пачек, синусов между двумя тактовыми импульсами, ордината косинусоиды определяетая количеством пачек косинусов между дну-мя тактовыми импульсаии. Момент, когда сумма этих ординат ранна нулю, 20 определяет Фазу результирующей синусоиды.

С этого момента и начинае работать счетчик 10, который должен отсчитать еще 90 тактон (90 ) для получения эна- 25 чения аргумента, соответствующего зна=чению амплитуды результирующей синусоиды.

Как только эти 90 так" îâ будут отсчитаны (поступят на счетный вход счетчика 10 с третьего (тактирующего) выхода эла сравнения 11) на выходе счетчиКа 10 формируется импульс:, Ieреполнения. Этот импульс устанавливает триггер 14 н соатоянне 1 . Тем самым дается разрешение на прохождение через элемент И 16 на вход счетчика 9 кода, соответствующего амплитуде результирующей синусоиде, т.е. значению .,. 0 средней скорости. Следующим тактовым ийпулъсом, поступающим .а другой вход триггера 14, триггер 14 установится

s состояние 0 . Этот момент и является моментом окончания работы устройства. Теперь значение среднего направления из счетчика 8 и средней скорости и счетчика 9 можно переписать во внешнее устройство.

Формула изобретения 50

Устройство для осреднения вектора ветра, содержащее датчик направления н скорости Ветра, подключенный на вход фаэометра, соединенный своим Выходом а пернымн двумя входами синусноКОСИНУСНОГG ФУНКЦИОНаЛьНОГО rlреабраэо

НИТЕЛЯ с ПЕОНЫЕ Дна ВЫХОЛа К ОТОРОГО связаны с делителями частоты, соединенными со с= етчиками осредяенных орТОГОНалЬНЫХ СОСТаНЛЯЮЦИХ ВЕТРа с СЧЕТ чики среднего направления и скорости ветра, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, уатройатво снабжено первым R Вторым. узлами сравнения g шифраторам, дОПОЛНИТЕЛЬНЬМ сЧЕтчНКОМ, триггером и элементами И„ причем пер" ные и Вторые установочные входы rråpýîro узла сравнения соединены с выходами раэрядньи триггеров счетчиков осредненных ОртоГОнальных составляющих Вет ра, счетные входы этого узла — с тре",1.М rr %С ъ|ЗСъ "ътсД ВЫХОДаМИ СИНУС НО коаинуаного преобразователя первый и Ооой шкоды пернач-о у ла оран нения соединены с третьим н четвертым входами синуаного преобразователя, а третий выход "- с третьим входом цифрового

Фазометра с измерением, эа один период„ тактовым входом второго узла сравнения, СЧЕТНЫМ ВХОДОМ ДОПОЛНИТЕЛЬНОГО СЧЕТ

Чнкас С ПЕРНЬМИ ВХОДаМИ ПЕРВОГО ЭЛЕМЕНта И И тРИГГЕРа, а .ЕтсНЫЕ ВХОДЫ Втарого узла сравнения.соединены с цер-, нь :.и двумя ВыхОдами синусно кОаинуснО

"o НРеобгса"-.ОнателЯ,пеРвый ныхоД этого узла соединен с другим нходОм дополни тельного счетчика и вторым Входсы первого элемента И, а второй его выход

СОЕДИНЕ С ПЕРВЫМ ВХОДОМ ВТОРОГО ЭЛЕмGI»Ãß Ис нто „ОЙ ВХОД KGTGPorо сннзан

ВЬГ"".Одом триггераq Выход дополнитель

НОГО. C" IßT×IIÊ СО ВТОРЫМ ВХОДОМ ТРИГ

Гера, выходы счетчикон осредненных о--тогональных составляющих соединены с -.-.-, ;:атором, выходы которого аняэаНт- (-.. У=таЕОНОЧНЫМИ ВХОДами СЧЕТЧИКа среднего направления, счетный вход

КОТОРОГО СОЕДИНЕН С ВЫХОДОМ ПЕРВОГО элемента И, выход нторого элемента И *со счетчиком средней скороати ветра.

Источники информации, принятый во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР

Р 151894 с И. КЛ.М 01 F 7/66.

2, Заявка Р 23 51374/10,, кл. и 01 р 5/ об с 1 976 с по которой принято решение О выдаче авторского свидетельства.

614382

Составитель С. Непомняцая

Редактор О. Филиппова Темред З.Фацта Корректор Л. Небола

Заказ 368&/38 Тирам 1112 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Укгород, Ул. Проектная, 4