Устройство для осреднения вектора ветра

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ СавЪ Соаетснна Соцнаянстнческна Республнк(22) Заявлено 01,08.7 б (21) 23 с присоединением заявки9040/18-1 Государственный комит Совета Министров ССС по делам изобретений н открытий) Заявитель ентральное кон гидрометеоп) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОСРЕДНЕНИ ВЕКТОРА ВЕТРАк области м спользовано гидрометеор мерения пар е какставляюод ля ко ы,енных(43) Опубликовано 0507.78 (45) Дата опубликований о ИЗобретение относится етеорологии и может быть ив составе автоматических ологических станций для иэ аметров ветра.Известно устройство для осреднениявектора ветра, содержащее датчик скорости и яадравления ветра, пересчетныесхемы, блоки осреднения и построительаый синусно-косинусный преобразователь Я ,Наиболее близким по техническомурешению задачи является устройстводля определения вектора ветра, содержащее датчик направления и скоростиветра, подключенный иа вход фазометра,соединенный своим выходом с первымидвумя входами синусно-косииусногоцреобраэователя, первые два выходаторого связаны с делителями частотсоединенными со счетчиками осреднортогональных составляющих ветра,счетчики среднего направления и скорости ветра 2 .Однако ;устройство не обеспечиваетполучение значений среднего модуля иаргумента вектора ветра, давая лишьзначения ортогональных составляющих.Цель изобретения - расширение функциональных возможностейпри осреднении вектора ветра, т.е. получениосредненных ортогональных совщих, так и средних значений м уи аргумента вектора ветра,Эта цель достигается тем, что оноснабжено первым и вторым узлами сравнения, шифратором, дополнительным счетчиком, триггером и элементами И, причем первые и вторые установочныевходы первого узла сравнения соединены с выходами разрядных триггеров счет"чиков осредненных ортогональных составляющих ветра, счетные входы этогоузла соединены с третьим и четвертымвыходами синусно-косинусного преобразователя, первый и второй выходы первого узла сравнения соединены с третьим и четвертым входами синусно"косинусного преобразователя, а третийвыход - с третьим входом цифрового фаэометра с измерением эа один период,тактовым входом второго узла сравнениясчетным входом дополнительногосчетчика, с первымй входами первогоэлемента И и триггера, счетные входы. второго узла сравнения соединеныс первыми двумя выходами синусно"косинусного преобразователя, первыйвыход этого узла соединен с другимвходом дополнительного счетчика ивторим входом первого элемента И, авторой его выход соединен с первымвходом второго элемента И, второйвход которсго соединен с выходом триггера, выход дополнительного счетчика -со вторым входом триггера, выходысчетчиков осредненных ортогональныхсоставляющих соединены с шиФратором,с 5выходы которого связаны с установочными входами счетчика средьего направления, счетный вход которого соединен с вьГАОДом первого элемента Ирвыход второго элемента И - со счетчиком средней скорости ветра,На чертеже изображена Функциональная схема предлагаемого устройства.Устройство содержит датчик 1 ветра, циФровой Фазометр 2, синусно-косинусный Функциональный преобразователь 3, делители 4 и 5, счетчики б и7 осредненных ортогональных составляющих, счетчики 8 среднего направления, счетчик 9 средней скорости, счет.20чик 10, узль 1 сравнения 11 и 12,.шифратор 13, триггер 14, элементы И 15 и1 беУстройство работает в двух режимах,Первый режим - осреднение ортогональ цных составляющих вектора ветра в течение ) -периода. осредяения. По окон"чании периода осреднения начинаетсявторой режим работы устройства - преобразование полученных ортогональвых 30состаВляющих Вектора ветра в полярнцекоординаты, 1,е, определение .модуцнвектора и угла.устройство работает следующим образом. 35Перед началом работы подается команда "Начальная установка (Шиныэтой команды на чертеже не показаны)По этой команде обнуляются все счетчики устройства, триггер 14 у танавливается в О, с его Выхода поступаетсигнал запрета на элемент И 16 Свыхода узла сравнения 12 поступаетсигнал разрешения на элемент И 15,этот же сигнал запрещает работу счет-.чика 10.С первого и второго выходов узла 45сравнения 11 поступают сигналы разрешения на работу преобразователя 3, Впервом режиме работы .дается запретна работу узлов 11 и 12, позтойу ин"Формация в счетчик средней скорости 509 и счетчик среднего направления 8не записывается.В течение всего периода осредненнойТо на ща первых входа преобразоватОДЯ 3 с выхода ,Фаэометра 2 поступают значения Фазовых сдвигов последовательностей с датчика 1, причемэти значения обновляются к моментуокончания кажцого периода основнойпоследовательности импульсов с датчи-б 0ка ветра,По каждому поступившему на его входзначению Фазового сдвига преобразова 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 1 О в счетчиках б и 7 будут зафиксированы осредненные значения ортогональных составляющих вектора ветраИа этом первый режим работы устройства оканчивается.Во вором режиме работы на входы счетчиков б и 7 подаетсязапрет. Первый .овторой входы цифрового Фазометра 2 отключаются от выхода датчика ветра 1 и дается разрешение на работу узлов сравнения 11 и 12. В 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 аботупает пока ни одного тактового импульса с третьего выхода узла 11, то на вход преобразователя 3 поступает код Оф На выходе преобразователя 3 непрерывно Формируются последовательности импульсов, соответствующие кодам 1 л 0 исов 0Сигналоб окончании каждой пачки3 ю 0 идет, на первый счетный вход узла сравнения 11,Как только количество этих сигналов (сумма) станет равночислу в счетчике б, с первого выхода узла сравнения 11 поступает сигнал, запрета на Формирование кода Мя О на третий вход преобразователя 3. Таким 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 входомузла сравнения 12, формируется, количество пачек, равное числу в счетчике7 (без учета знака этого числа) .В узле сравнения 12 числа, поступившие на кажцый из счетных входов, сравниваются, Результат от суммированияэтих чисел идет на вхоц элемента И 16(на втором входе. элемента 16 пока .запрет с триггера 14) .По поступлениитактового импульса с третьего выходаузла 11 цифровой фазометр Формируетна выходе код 1 ,и соответственно совыходов преобразователя 3 формируютсякодовые последовательности Ыл 10 исов 1 и т.д.В момент, когда между двумя тактовыми сигналами с третьего выхода узласравнения 11 сумма чисел, коды которых поступили на счетные входы узласравнений 12, равна нулю, на выходеузла сравнения 12 Формируется сигналзапрета на элемент И 15, Этот же сиГ нал разрешает работу счетчика 10счетчике 8 к этому моменту заФиксировано среднее направление ветра, таккак на его вход через элемент 15 поступали тактовые импульсы с Выходаузла сравнения 11, причем каждый тактовый импульс соответствует одному8угловому градусу,Таким образом, после каждого так.тового сигнала на первый счетный входузла сравнения 12 поступает код ордее. -наты синусоиды для данного значени:-.аргумента. На другой счетный вход узла сравнения 12 поступает код орд.":"."ты косинусоиды для этого же зна"е:е.;яаргумента. Ордината синусоиды спреде=ляется количеством пачек, синусовмежду двумя тактовыми импульсами,ордината косинусоиды определяется ееоличеством пачек косинусов между дву мя тактовыми импульсами. Момент,когда сумма этих Ординат равна нулю, 20определяет Фазу результирующей синусоиды,С этого момента и начинает работатьсчетчик 10,который должен отсчитатьеще 90 тактов (90 ) для получения эначения аргумента, соответствующего зна=.чению амплитуды результирующей синусоиды.Как только эти 90 тактов будут Отсчитаны (поступят на счетный Вход счетчика 10 с третьего (тактирующего) выхода эла сравнения 11) на выходе счетчиКа 10 Формируется имееульс; переполнения. Этот импульс устанавливает триггер 14 в состояние 1, Тем 15 самым дается разрешение на про; ождэние через элемент И 1 б на вход счетчика 9 кода, соответствующего аееплитуде результируЕощей Синусоиде, т.е. значению средней скорости. Следующим тактавьпе ийпулъсом, поступающим .а другой вход триггера 14, триггер 24 установится всостояние О. 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 изобретения50Устройство для осреднения вектораветра, содержащее датчик направления и скорости Ветра, подключенный на Вход Фаэометра, соединенный своим Выходом с первымн двумя входами синусно- косинуснОГО ФункциОнального преобраэо затенен первые два Выхола к оторого связаееы б делителями частоты, соединенными со счетчиками Осреенееьх Ор ТОГональных составляющих Ветра счетф 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, устройство снабжено первым и Вторым узлами сравееенияу шиФратором, Дополнительнъем счетчиком, триггером и элементами И причем пер" вые и вторые установочные входы первого узла сравнения соединены с выходами раэрядньэе триггеров счетчиков осредееенньж ОртоГОнальных ссставляеОщих Вет".а, счетные Входы этого узла - с треть",.м е %уетзГгтем Вьеходами сияуснощщ еосин сного преаэраэователяпервыйВ Ооое "шкоды первого узла сравнения соединены с третьим и четвертым входами синусного преобразователя, а третий Выход - с третьим Входом циФрового Фазометра с еезмерениее, эа один период тактовым входом Второго узла сравнения, счетным Входом дополнительнОГО счет, чеека, с первая входами первого элемента И и триггера, счетные входы вто" рого узла сравнения.соединены с пер-, выми двумя Выходами синуснО-косинусно Го еереобоаэователя,первый Выход этого узла соедиееен с другим входом дополни тельного счетчика и вторым Входск первого элемента И, а второй его внход соедине;е с первым входом Второго элемен а И вто Вхо ко,орого сьлзае с вьехоГом триггеа Вьеход дополнитель нОГо. счетчика со Вторым Входом триг . Гера, выходы счетчиков осредненных ОтОГОееаль ееых сОставляющих соединены НЫУ " Т а Е О В О Е НЬам И Б Х ОДами С Ч Е ТЧ Ик а среднего ьаправления, счетный вход КОТОРОГО СОЕДИНЕН С ВЫХОДОМ ПЕРВОГО элемента И, ВЫХОД ВторОго элеМента И - со счетчиком средней скорости ветра. Источники инФОрмации, прияятыЕво внимание при экспертизе:1. Авторское свидетельство СССРР 151894 И.кл.ф 601 Г 766.2. ЗаявкаЕ 2351374/10,кл. 01 р 5/Об, 1976, по которойпринято решение о Выдаче авторскогосвидетельства.614382 Составитель С. НепомняцаяРедактор О. Филиппова Темред З,фацта Корректор Л. Небола Филиал ППП Патентфф, г. Укгород, Ул. Проектная, 4 Заказ 3688/38 ЦНИИПИ Государстве по делам 113035, МосТирам 1112 Подписноеного комитета Совета Министров СССизобретений и открытийва, Ж, Раушская наб., д. 4/5