Устройство для измерения ортогональных составляющих вектора ветра

САНИ Союз СоветскикСоциалистическихРеспублик НИЯ СВИДЕТЕЛЬСТВУ К АВТОР К(51) М. 1 Ч/1/02 Государственный комитет ССС 9 нв делам изобретений н открытийОпубликовано 05.02.80. Бю Дата опубликования описан етень 5 10.02.80(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТОГОНАЛЬНЫХ СОСТАВЛЯЮЩИХ ВЕКТОРА ВЕТРА1Изобретение относится к метеоролотйи.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 1 О 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 сущности к предложенному является устройство для измерения поперечной составляющей скорости ветра, которое содержит датчик скорости и направления ветра, триггер, первую схему совпадения, первый двоичныи счетчик, генератор частоты заполнения, делитель чй,тоты, функциональный дешифратор, второи двричный счетчик, вторую схему совпадения, триггер управления, третью схему совпадения, третий двоичный счетчик и индикатор 2).Недостатком устройства является измерение одной ортогональной (синусной) составляющей вектора ветра. Для измерения двух ортогональных составляющих Вектора ветра необходимо использовать два анало.ги 4 цых устройства, что усложняет преобразователь,Цель изобретения - расширение функциональных возможностей.Это достигается тем, что предложенноеустройство снабжено сумматорами по модулюдва первые входы которых соедицецы" - с выходами счетчика направления ветра,а выходы - с потенциальными входамифункционального дешифратора, триггеромфункции, установочный вход которого соеди" нен с выходом вспомогательного счетчика,а выход - с вторыми входами сумматоров- - по модулю два, триггером знака косинуснойсоставляющей вектора ветра, счетный входкоторого связан свыходом счетчика направления ветра и формирователем, вход котоРогд соединен с выходом триггера управления, а выход - с импульсным входом функционального дешифратора, причем первыевходы второго и третьего элементов И соединены с выходом первого элемента И,.а вто " рьгевходы - с прямым и инверсным выходами триггера функции соответственно.На чертеже изображена структурнаясхема 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 кола 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 навход счетчиканаправления ветрапоСтупает чйслоимпульсный код направления единичного вектора ветра (соответствующего скоростим/сек).Перед приходом пачки импульсов направления ветра счетчик 1 направления ветра находится в режиме суммирования (в счетчике 1 .направления ветра будет :записано значе.ние о. Если. направление. ветра больше 90, то счетчик 1 направления ветра находится в режиме вычитания (в счетчике 1 направления ветра будет записано значение 180 - сС). Если направление ветра больше 180,.то счетчик направления ветра находится - "врежиме суммирования (в счетчике направлеция ветра будет записано значение сС -180). Если направление ветра больше 270, то счетчик направления ветра находится в режиме вычитания (в счетчике цаправления ветра будет записано значение 360" - о 3На одни входы сумматоров 5 по модулю два с выходов счетчиканаправления ветра поступают колы направления ветра, ца другие входы сумматоров 5 по модулю два поступают сигналы с выходов триггера 15, функции, находящегося в состоянии О.16 На выходах сумматоров 5 по модулю дваформируются сигналы, соответствующие прямому коду направления ветра; записанному в счетчике 1 направления ветра, которье поступают на потенциальные входы функционального дешифратора 6. При пойступлении по шине 17 команды измерение триггер 13 управления устанавливается в состояние , формирователь 9 выдает импульс подсвета на импульсный вход функционального дешифратора 6, с выхода котозе рого во вспомогательный счетчик 7 записывается значение синуса направления ветра (в дополнительном коде). Триггер 13 управления выдает разрешение на элемент И О, который пропускает импульсы с выхода генератора 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 пропорцио. зе 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 триггер3 управления и уставе навливает также триггер 5 функции в состояние 1. После поступления на 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 юе в счетчикенаправления ветра. Поступление на входы функционального дешифратора 6 обратного кода направления ветра соответствует записи во вспомогательный счетчик 7 косинуса прямого направления ветра 35в дополнительном коде. Модуль косинусной составляющей вектора ветра снимается с шины 20, знак косинусной составляющей вектора ветра снимается с шины 8. На этом цикл работы устройства заканчивается.714329 формула изобретения Составвелв С. Неве Редактор А. Шмелькнн Текред К, Ву Закал 9282/43 Тйраж 468 ЦНИИПИ Государственного комн ао делам изобретений и от 113035, Москва, Ж - 35, Раушская филиал ППП Патент, г. Ужгород, уУстройство для нзмерення ортогональных составляющих 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 счетчнка, а вход - с генератором частоты и триггером управления; отличающееся тем, что, с целью расшнрения 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 вхвд 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 втоб рые входы - с прямым н инверсным выходами триггера функции соответственно. Источники информации,принятые во. внимание прн экспертизе1, Патент США,% 3447342, кл. 73-189,15 1969.2. Авторское свидетельство СССР519670, кл. б 01 Ю 1/02, 976 (прототнп). мнянганФрин Корректор Н, СтенПодннсноетета СССРкрытийнаб., д, 4/5л, Проектная, 4