Цифровой осредняющий румбометр

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 180478 (21) 2618759/18-10 6 01 Р 13/02 с присоединением заявки Мо Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(53) УДК 551. 508,5(088,8) Дата опубликования описания 2502.80 А. Я. Любарский, А. Я. Вулис, Ю, П. Петров, И.А,Расин, Л,М,Слонимская и А,И.1 опин(72 Авторы изобретения Рижский опытный завод гидрометприборов(54) ЦИФРОВОЙ ОСРЕДНЯЮЩИЙ РУМБОМЕТР Изобретение относится к областиметеорологического приборостроенияи представляет собой цифровое устройство для определения среднего зна- ачения направления ветра.Характерной особенностью цифровыхрумбометров 1) является сложностьопределения. средних значений направления ветра, связанная с разрывом 10характеристики преобразования в точкеО/360, .что ведет к ошибкам измерений.Известны цифровые осредняющие румбометры, в которых точка разрыва устраняется добавлением или вычитаниеМ360 в зависимости от направленияперехода,Наиболее близким по техническойсущности к изобретению является цифровой румбометр Г 2), в котором точкаразрыва устраняется по указанномувыше принципу,Этот румбометр относится к приборам циклического действия и определяет среднее значение направления 25ветра по окончании интервала осреДнения, в течение которогопроизводится определенное число изме 1 ений. После каждого цикла измерений происходитначальная установка румбометра.,Румбометр содержит датчик, приемнйй регистр,. корректор, имеющий трисостояния 0, 16 и 32), блок управления, генератор импульсов, стробирующий блок, счетчик, работающий в томже коде, что и прйемный регистр,схему сравнения, делитель с коэффициентом деления, равным числу измерений, и счетчик-вычислитель по модулю 16,В румбометре измеряется 16 направлений, и значение 16 направлений со"ответствует 360 фЦелью изобретения является осуществление непрерывного осредненияи повышение точности.Это достигается тем, что устройство.снабжено линией задержки, подключенной,к выходу делителя, блоком запоминания перехода, подсоединеннымк одному из выходов корректора, включенным последовательно через ключдвумя реле времени с задержкой, рав-ной периоду осреднения, формирователем пакета импульсов, один вход которого соединен с выходом генератораимпульсов, а другой управляющий входс выходом схемы сравнения, двумясхемами И и двумя схемами ИЛИ, прн:схему ИЛИ с суммирующим входом реверсивного счетчика, к вычитающемувходу которогочерез вторую схемуИЛИ подключен( выход линии задержки,"корректор соединен с первым реле 5времени одной связью для включения,а другой - для его сбробз("и-а клю-чом, выход которого св яз ай с корректЪ-ром, а выход второго реле времени -с первыми входами схем И, вторые входы которых подключены к схеме запоминаниМ"перехода, третьи - к выходу0 рмирователя-пакета -Ййтльсов, а выходы - к вторым входам схем ИЛИ.. румбометра,Румбометр содержит датчик 1, приемный регистр 2, корректор 3, блокуправления 4, генератор импульсов 5, 0стробирующую схему 6, счетчик 7, схе-му сравнения 8, делитель 9; реверсив-ный счетчик-вычислитель 10, линиюзадержки 11, две схемы ИЛИ 12 и 13,схему запоминания перехода 14, двареле времени 15 и 16, две схемы И17 и 18, формирователь пакета импульсов 19, ключ 20 и имеет следующиесвязи: 21 - запись кода вприемный регистр) 22 -начальная установка корректора," 23 - включение стробирующейсхемы; 24 - частота генератора настробирующую схему; 25 - число импульсов в счетчик; 26 - число импульсовна делитель; 27 - выключение стробирующей схемы; 28 - код приемного регистра на схему сравнения; 29 - кодкорректора на схему сравнения; 30код счетчика на схему сравнения;31 - запись числа импульсов с выходаделителя в линию задержки; 32 - число импульсов с выхода делителя насхему ИЛИ 12; 33 - число импульсовс линии задержки на схему ИЛИ 13;34 - йакет импульсов коррекции насхему ИЛИ 12; 35 - импульсы на сложение в счетчик; 36 - пакет импульсовкоррекции на схему ИЛИ 13; 37 - импульсы на вычитание в счетчик; 38 -запись старшего или младшего разрядакорректора в схему запоминания перехо да; 39, - включение реле времени 15;40 - сброс реле времени 15; 41 -за- прет включения реле времени 16; 42 -сигнал выключенияреле времени 15;43 - включение реле времени 16; 44 -сбро корректора; 45 - сигнал о наличии Ф рехЬда с 16 на 0; 46 - сигнало наличииперехода с 0 на.16; 47 -разрешение схемы И; 48 - частота генератора на формирователь пакета им-.пульсов;49 - включение формирователя пакета импульсов; 50 -пакетимпульсов на схемы И; 51 - контролькода приемного регистра.Румбометр работает следующим образом. При измерений информации о направлении ветра в четырехраэрядном двоичном коде по связи 21 поступает от датчика 1 в приемный регистр 2. Блок управления по связи 22 производит установку корректора 3 в .состояние 16 и открывает по связи 23 стробирующую схему 6. Импульсы с генератора 5 по связи 24 через стробирующую схему поступают на счетчик 7 (связь 25) и делитель 9 (связь 26), коэффициент деления равен числу измерений и за период осреднения Т, Когда значение в счетчике 7 достигает суммы значений приемного регистра 2 и корректора 3, срабатывает схема сравнения (связи 28, 29 и 30) и запирает стробирующую схему (связь 27):. Корректор по связи 51 анализирует кодприемного регистра и при переходе измеряемых значений через точку разрыва (О и 16)переключается на ;старший или младший разряд (32 или 0)благодаря чему, как было показано при описании прототипа, точка разрыва исчезает.Импульсы с выхода делителя поступают через схему ИЛИ 12 (связи 32, 35) на суммирующийвход реверсивного счетчика 10 и одновременно по связи 31 в линию задержки 11. По истечении периода Т после начала работы в счетчике 10 оказывается число, соответствующее среднему направлению ветра;объем реверсивного счетчика равен 16, благодаря чему в нем происходит автоматическое исключение периодов по 16, В дальнейшем, во время следующих измерений, импульсы с выхода делителя 9 продолжйотпоступать на сложение в счетчик 10, но в это время уже с выхода линии задержки 11 начинают поступать через схему ИЛИ по связям 33 и 37 на.вычитающий вход счетчика 10 импульсы, записанные в линию задержки в начале периода Т. Таким образом, с помощью линии задержки 11 и реверсивного счетчика 10 осуществля" ется интегрирование и вычитание процессов Х(1) и Х(-Т), и в счетчике после каждого измерения содержится среднее значение эа период Т, предшествующий последнему измерению, При любом переходе измеряемых значений через точку разрыва, т.е. при переключении корректора с 16 на 32 или на О, схема запоминания перехода 14 запоминает значение корректора, поступающее по связи 38, и выдает сигнал разрешения по.одной из связей 45 или 46 на одну из схем И (17 или 18) . Если корректор перешел на разряд О, то разрешение подается по связи 46, если на разряд 32 - по связи 45, Одновременно при переключении корректора на 0 или 32, по связи 39 включается реле времени 15, которое имеет время задержки Т. Если в течение времени Т измеряе. мое направление ветра совершает об717662 чение периода Т, определяемого релевремени 15, происходит коррекцияизмеряемых текущих значений в целяхустранения точки разрыва, то в течение следующего периода Т, определяемого реле времени 16, происходит коррекция среднего значения направленияветра в счетчике 10, необходимаявследствие сброса корректора.После окончайия"коррЕкции румбометр приходит в исходное состояние,при этом процесс скользящего осреднения происходит непрерывно.Следует отметить, что описанныйалгоритм определения среднего значения направления ветра предполагаетотсутствие за период осреднения Т повторного перехода через точку разрывав том же направлении, т.е, измененияугла направления в течение цикла болеечем на 16, что накладывает ограничение на выбор периода осреднения Т,Для метеорологии это ограничение является несущественным, так как обычнопериод осреднения для направления ветра мал и составляет 10-30 мин,формула изобретенияЦиФровой осредняющий румбометр, содержащий датчик, приемный регистр,корректор, блок управления, генераторимпульсов, стробирующий блок, счетчик, схему сравнения, делитель и реверсивный счетчик в качестве вычислителя, отличающийсятем,что, с целью непрерывного осредненияи повышения точности, он снабжен подключенной к выходу делителя линиейзадержки, блоком запоминания перехода, подсоединенным к одному иэ выходов корректора, включенными последовательно через ключ двумя реле вре-:мени с задержкой, равной периоду осреднения, формирователем пакета импульсов, один вход которого соединенс выходом генератора импульсов, а другой управляющий вход - с выходом схе,мы сравнения, двумя схемами И и двумясхемами ИЛИпри этом выход делителясоединен через схему ИЛИ с суьещрующим входом реверсивного счетчика, кврчитающему входу которого через вто-,рую схему ИЛИ подключен выход линиизадержки, корректор соединен с первымреле времени одной связью для еговключения, в другой связью - для егосброса и с ключом, выход которогосвязан с корректором, а выход второгореле времени с первыми входами схемИ, вторые входы которых подключены ксхеме запоминания перехода, третьи -к выходу формирователя пакета импульсов, а выходы - ко вторым сходам схемИЛИ.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 446832, кл. 6 01 Р 13/02, 1974,2. Патент Японии Р 47-33396,"кл. 111-21, 1972 (прототип). 5ратный переход, то корректор возвращается на разряд 16, и реле времени15 по связи 40 сбрасывается. Поступающий при этом по связи 41 на ключ20 запрет блокирует включение релевремени 16. Если после перехода черезточку разрыва не происходит обратногоперехода, по истечении периода Т реле времени 15 выключается автоматически и через ключ 20 включает релевремени 16 связи 42 и 43,также имею,щее время задержки Т,Одновременно по связи 44 производится сброс корректора в исходное состояние 16, Реле времени 16 по связи.47 дает разрешение на схемы И 17 и18. Таким образом в зависимости от 15направления перехода на одну из схемИ 17 или 18 по двум входам будут поданы разрешающие сигналы, В моментзапирания схемы стробирования 6 сиг- .налом иэ схемы сравнения 8 по связи рО49 включается формирователь пакетаимпульсов 19, вход которого связью 48соединен с генератором импульсов.Формирователь пакета импульсов посвязи 50 выдает пакет импульсов - 5(и - число измерений эа время Т) йасхемы И 17 и 18, и схема И, имеющаяна двух других входах разрешающиесигналы, пропускают этот пакет черезсхему ИЛИ 12 или 13 на соотвЕтствующий вход реверсивного счетчика (свя- .,зи 34 и 35 или 36 и 37).Такая коррекция результата необходима по следую"щей причине: при переключении корректора после перехода, например, на разряд 32 в счетчик 10 и в линию эадвиж- З 5ки 11 при измерениях в течение периода Т поступают значения + - гдео - измеренные значения направления,п - коэффициент деления делителя 9.По окончании периода Т эти значения 40будут поступать иэ линии задержки навычитающий вход счетчика 10 в течение: следующего периода Т, в то время,как корректор 3 по связи .44 сбросился.На разряд 16 и на суммирующий вход 45счетчика 10 поступают уже значенияЭто привело бы к появлениюошибки для вычисления и счетчике 10среднего значения, для компенсациикоторой на суммирующий вход счетчика 5 Ов течение периода Т поступают прибкаждом измерении пакеты импульсов -При переключении корректора в состояние 0 и отсутствии обратного пере"хода за период Т коРректоР по связи44 возвращается на разряд 16, а пакеты импульсовпоступают при каждом измерении в течение следующегоРпериода Т на вычитающий вход реверсивного счетчика.При выключении реле времени 16, бОснижается разрешение со схем И (связь47), ипоступление пакетов коррекциина счетчик 10 прекращается,Таким образом, если после переходанаправления ветра через точку 0 в те- б 5Составитель С. НепомнящаяТехред М.КелемешКорректо н 019 но енша, ВЕЕШ и Ь 4 ЕЕЕал ПППфПатент , г.ужгород, ул.Проектная,Тираж ЦНИИПИ Государстве по деламиэобре 035, Москва, Ж, Подпикомитета СССРи открытййская нйб., д. 4/5