Измеритель среднего направления течения

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 01 Р 13/02, 5 НИЯ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ИСАНИЕ ИЗОБР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬС(56) Авторское свидетельство СССРМ 432391, кл. О 01 Р 5/06,.1972,(54) ИЗМЕРИТЕЛЬ СРЕДНЕГО НАПРАВЛЕНИЯ ТЕЧЕНИЯ(57) Изобретение относится к области океанографических исследований. Целью изобретения является повышение точностиизмерений среднего направления течения. 1675785 А 1 Поставленная цель достигается за счет использования в измерителе различителя 11 первой и второй четвертей, вырабатывающего импульсы по первому, второму и четвертому синхроимпульсам. Эти импульсы подсчитываются и суммируются счетчиком 15 поправки. На втором выходе формирователя 17 управляющих импульсов по окончании интервала осреднения появляется импульс., переключающий суммирующий счетчик 4 и, счетчик,15 поправки в вычитающий режим. На первом выходе счетчика 4 появляются импульсы, которые поступают на входделителя 7 импульсов, Дополнительный делитель 16 импульсов обеспечивает учет поправки. 1 з.п.ф-лы, 6 ил,Изобретение огносится к области океа нографических исследован ий,Целью изобретения является повыще ние точности измерений.На фиг.1 показано направление векто ров средних направлений течений; на фиг,2 - структурная схема измерителя; на фиг,3- временная диаграмма работы измерителя в течение интервала осреднения; на фиг.4- то же, по окончании интервала осреднения на фиг.5- структурная схеела формирования управляющих импульсов; на фиг,6 - времен. ная диаграмма работы формирователя управляющих импульсов.Измеритель среднего направления течения содержит посгедовательно соединенные блок 1 преобразования направхения в электрический сигнал, аналого цифровой преобразователь (АЦП) 2, кодоимпульсный преобразователь (КП) 3, суммирующий счетчик (СС) 4, вентиля ИЛИ 5 и И 6, делитель 7 импульсов (ДИ) и счетчик импульсов 8, различители четвертей (РЧ): первой 9, четвертой 10, первой и второй 11, второй вентиль И 12, триггер 13, генератор 14, счетчик поправки 15 (СП), дополнительный делитель 16 импульсов (ДДИ), формирователь 17 управляющих импульсов (ФУИ), счетчик 18 и.- мерений (СИ) и регистр 19Цифровые выходы АЦП 2 подсоединены к цифровым входам РЧ 9.-11 и КП 3, выход которого подсоединен к первому входу СС 4, два выхода которого подсоединены соответственно к первым входам триггера 13 и вентиля ИЛИ 5, выход которого подсоединен к входу ДИ 7, цифровые входы госледнего подсоединены к цифровым выходам СИ 18, счетный вход которого подсоединен к входу записи КП 3, к входам РЧ 9-11 и к первому выходу ФУИ 17, второй выход которого подсоединен к первому входу СП 15 и второму входу СП 4, третий вход которого подсоединен к счетному входу КП 3, входу генератора 14 и первому входу первого вентиля И 6, выход которого подсоединен к второму входу вентиля ИЛИ 5 и входу ДДИ 16.Выход ДДИ 16 годсоединен к третьему входу СП 15, второй вход которого подсоединен к выходу РЧ 11, а выход подсоединен к второму входу триггера 13, выход которого подсоединен к второму входу первого вентиля И 6, а вход - к выходу второго вентиля И 12, два входа которогс, подсоединены;а- ответственно к выходам РЧ 9 и 10, при этом третий выход ФУИ 17 подсоединен к входу записи регистра 19, цифровые входы которого подсоединены к .,ифровым выходам счетчика 8 импульсоь, а четвертый выход ФУИ подсоединен к входам "Уст. "У ДИ 7, РЧ 9 и 10, счетчика-импульсов 8 и СП 15, чем выход генератора 20 интервалов осреднения подсоединен к информационному входу временного триггера 22, выход которого является вторым выходам ФУИ 17 и подсоединен к входу блокировки генератора 21 синхросигналов и входу линии 24 задержки, вход которой является третьим выходом ФУИ 17 и подсоединен к входу линии 25 задержки, выход последней является четвертым выходом ФУИ 17 и подсоединен к входам "Уст. "О" генератора 20 интервалов асреднения и временного триггера 22, при этом выход генератора 21 синхроимпульсов является первым выходом ФУИ 17 и подсоединен к входу "Уст, "1" блакировочного тритера 23, выход которого подсоединен к входу блокировки временного триггера 22,и входу ликии 26 задержки,выход последней подсоединен к входу "Уст."0" блокировочного триггера 23,Измеритель среднего направления течения работает следующим образом На выходе блока 1 преобразования направлефля в электрический сигнал Образуется напряжение, пропорциональное направлениютечения, Это напряжение преобразуется АЦП 2 в цифровой двоичный код, В интервале осреднения ФУИ 17 на своем первом выходе генерирует синхроимпульсы, период следования которых произволен. Предположим, что первому и четвертому синхроимпульсам соответствуют измерения в первой четверти, второму во второй четвертйтретьему в четвертой четверти. На выходе. П 3 появляются серии импульсов, соотв вующие измеренным значениям, Эти им льсы подсчитываются и суммируются СС 4 ина диаграмме (фиг,З) видно, как меняется его внутреннее состояние, т.е, как расте внутренняя сумма,СИ 18 подсчитывает число синхроимпульсов или число измерений-слагаемых. Па первому синхрсимпульсу срабатывает РЧ 9. По третьему синхроимпульсу срабатывает РЧ 10. РЧ 9 и 10 представляют собой схему сравнения с С-триггером на выходе. РЧ 11 вырабать;вает импульсы по первому, второму и четвергому синхроимпульсам, Импульсы, вырабатываемые РЧ 11. подсчитываются и суммируются СП 15, Только при срабатывании РЧ 9 и 10, что означает переход через О, на выходе вентиля И 12 появляется сигнал, разрешающий включение триггера 13. Во время интервала осреднения происходит только накопление измерительных значений, Необходимо определить ЗО 35 40 45 50 ц 5 ФУИ 17 (фиг.5) содержит генераторы интервалов осреднения 20 и синхроимпульсов 21, временной 22 и блокиравочный 23 триггеры, три линии 24-26 задержки, при 1675785среднее направление, т.е. определить среднее,арифметическое. На втором выходе ФУИ 17 по окончании интервала осреднения (фиг,4) появляется импульс, переключающий СС 4 и СП 15 и вычитающий режим, причем ФУИ 17 задерживает этот импульс, если схема еще занята обработкой последнего синхроимпульса. При этом импульсы с генератора 14 начинают поступать на вычитающий третий вход СС 4,На диаграмме видно, что накопленная сумма в СС 4 начичает уменьшаться по наклонной и на его первом выходе появляются импульсы. количество которых равно этой накопленной сумме, Эти импульсы через вениль ИЛИ 5 поступают на вход ДИ 7. Предположим, что М = ЗОО, т.е. на цифровых выходах СИ: 18 установлен двоичный код числа ЗОО; Этот код поступает на уста овочные входы ДИ 7. Теперь при приходе на счетный вход ДИ 7 300 импульсов нэ его выходе появляется адин импульс, так как происходит деление 300:ЗОС = 1, Предположим, что накопленная сумма СС 4 равна 1455. Тогда на выходе ДИ 7 появляется 4 импульса (если к = 1, то р,я = 40), а остаток 255, зайдя в ДИ 7, оставляет в нем 45 импульсов, Если не происходит переход через 0 то вычисления средне;о на этсм прекращаются.Однако в данном примере происходит переход "О, из ЗОО измерений два произошли в , и 2:е 1 вертях М 1 = . Тогда внутренняя сумма СП 15 равна двум (фиг.З), а поправка равна 720 импульсам. если к = 1., Эти 720 импульсов необходимо подать на вход ДИ 7, Это делается с помощью ДДИ 16, Коэффициент деления ДДИ 16 устанавливается равным 360 Й, Для данного примера выбирают его равным 360 при к=1, Задача ДДИ 16 произвести умножение М 1,2(360/к), т.е. умножить внутреннее содержание СП 15 на свой коэФфициент деления.При умножении не образуются остатки, которые не учитываются электронной схемой, и в этом преимущество этой операции перед делением, Как видно результат умножения равен поправке, Рассмотрим работу схемы по определению и учету поправки. После того, как 1455 импульсов выйдут из СС 4, его внутренняя сумма становится равной нулю, и на втором выхода СС 4 появляется импульс, который включает триггер 13. Разрешение на его включение уже дано вентилем И 12 (фиг,З). Триггер 13 открывает вентиль И 6, и через него импульсы с генератора 14 начинают поступать на входы ДДИ 16 и вентиля ИЛИ 5. Вентиль ИЛИ 5 пропускает эти импульсы на вход ДИ 7,Внутри ДИ 7 уже записано число 45,йоставшееся от осреднения .у, поэтому,=оподсчитав еще 45 мпульсов, ДИ 7 выдаетна своем выходе один импульс, т.е, остаток255 просуммировался с поправкой. На входы ДДИ 16 и ДИ 7 сможет поступить толькоколичество импульсов, равное неопреде 10 ленной поправке, т.е. 720. Так как коэффициент деления ДДИ 16 равен 360, то на еговыходе образуется 2 импульса, которые поступают на вычитающий вход СП 15 и вычитаются из его внутренней суммы (2 - 2 - О).Как только эта сумма станет равна нулю, СП15 вырабатывает импульс на своем выходе,включающий триггер 13, который выключает вентиль И 6, и поступление импульсов навходы ДДИ 16 и ДИ 7 прекращается, т.е. навход ДИ 7 поступают только 720 импульсов.На выходе ДИ 7 образуется (в этом случае сучет.:.; остатка 255) 3 импульса, т.е, поправка равна 3. Остаток 75 не учитывается вдальнейшем, Ошибка в определении среднего равна 0,25.Все импульсы с выхода ДИ 7 записываются в СИ 8,Р ассмо; рим работУ ФУИ 17 по структур.ной схеме (фиг.5) и диаграмме (Фиг.б), Блокировочный триггео 23 задерживаетвключение време ного триггера 22 на время1 ь, если генератор 20 интервалов осреднения выдает импульс, говорящий об окончаниии тервала осреднанил, -:о пабо а схемыпо образованию суммы в счетчике 4 еще незакончилась после приходя последнего синхроимпульса. Блокировочный триггер 23включается синхроимпульсом и выключается через задачноа время с помощью линии26 задержки, Как только блокировочныйтриггер 23 выключится, сразу включаетсявременной триггер 22, который блокируетгенератор 21 синхроимпульсов, чтобы вовремя интервала вычисления среднего синхраимпульсы не были помехой. По окончании инт рвала вычисления среднего линия 24 задержки выдает импульс записи, по которому вычисленное среднее направление из СИ 8 переписывается в регистр 19. Еще через некоторое время, определяемое линией 25 задержки, ФУИ 17 выдает общий импульс "Уст. "0", по котооому вся схема приходит и исходное Состояние и цикл определения среднего начинается снова,Введение в измеритель среднего направления течения.различителя первой и второй четвертей, раздельное суммирование измеренных значений направлений, количества измерений и количества измерений в первой и второй четвертях по ЯЗВОЛЯВТ увЕЛИЧИВВТЬ ОЧН ЭСТЬЗМЕр 814 у:.среднего направления течения, Оасширит., циапазОн измеряечых (В)пгаеле(ий д(э ВГ ЛИЧИНЫ + 135 От)46 С)1 ТЕЛ 1 НО С)агЭД 4810В ПРВВЛЕНИЯ, СДЕЛВТЬ НЕЗЗВИСИМЬ)М И):.,)В)а, Осреднения от колицесГва измерений,ФО)зму)эа уузсб) 1. те .:51. ИЗМЕрИтЕЛЬ Срвд 4101 Нара 2,.)тецениЯ, сОДеРкаЩиу(:,ис) 811 У ОРИЬИайУ:ПО Г 1 ОТ ОКУ, УКР 8 ПЛ 8 Н 1)гО Н Э ГЕ ) МЕГЧгц КорПуС 8, ВнуТрИ КОТООГО г)ВЗЕЩЕНЫ б)СЕ преобрзования ь(апр,:вле 1 ия в зле р 5(1: СКИЙ СЛГ)4 ал, ПОСЛедовл ГЛ)г С З.- г)лц ДЕЛИТЕЛЬ Ю 4 ПуГЬСВСГ 8 гцкз)1( ИМП) г,г вентиль И, различитель первай и 4 етвеО ЧЕТВЕртЕЙ, ДОПОЛНИ ЛЬНЫЙ реу(тг.ь И 1 ПУЛЬСОВ, О Т Л И ч а О Щ и й С я 58 цэ, ЦелЬЮ ПГ)ВЫШ 6 НИЯ ТОЧНОСТИ ИЗМЕ 285(, З 18 рметичный копл ВВ 81181(ы ан:.,л;1 Г" 11 ух.рОВОй ПрЕОбраЗОВат)г)Ь, КогЭ"2,ЛЬС) 11; ПрЕОбраЗОВВТЕЛ(, Су)уМ(у,ЭгЭ, й ГцвтгИ,; вентиль ИЛИ и ВторОЙ 3811;иль у) розли(и- ТЕЛЬ ПЕрВОй И Втарой ЕтнвртЕЙ, тЛггец ГЕНЕратар, СЧЕТЧИКИ Оправху, И уамгЗОЕНИ,1, фО р М И )0 В а ТВЛ Ь 1)г Г ) Ь(Л я К) В ,И Х 1,ЬПуп Ьг" В И регистр, причем выхо. и 8(эбрвзов 1(тс-:25 г,а.ПРавЛЕНИЯ В ЗЛЕК 1 РИЦЕСКф:и ;:1 Г 1;.":Л;100".,". С" ,ЦИ Н 8 Н К Зхго.г,".; Н а 2Г - ;:.;.,УвГ(реоорг)ЗОВВЕЛЯ, 11 И )2)С".(Ег)".ДЬ ХОЭ )ОГО ПОДСООДИН 8 гА;. 22 уф.,"ВЫМ Ву;" Ц)г 2 Эг. ." ЛИЧИТВЛ 8 Й ЧЕТВ 8)т 3) И ХОДОИМ 1 г , ОГ 1; пгэеоб)азОват 8 ля Вь од -.О 00050 Г г:,сг: ЦИНЕН К ПЕОВОИ ЗХО 1 СУЦМИО"ОШ 1:, .",;-1,"; СООТЭЕТСТВ 8 ННО К,-,е;,:;Ь)у(.Э;ГЭ - .,Вентиля ИЛИ в,(х;:2,:, к)гэьс)го -г )э,:.г. - ;,.:;, е,:1-: К ВХОДУ ДВЛИТеля 1.уГфлЬСЭВ, 12 уфрЭВг 8 ЗХО.ДЬ КО 3 ОЭСГо ПОДСОЕДН Э Ь 1 Ь,Э 22, Ы М 4" ходам счетчика 1(зм 1.084 ИЙ, сцетн: й вх,э 1 КОТОРОГО ПОДСОЕДИНЕН К .1:Д,г ЗЗГ 1 ИОН ;". импульсного прес)(э".азова эля, к вх(.)лак р. з личителей четвертей н ;Врвому вых ду фгуРМ)1 РСВЭТЕЛЯ Упс(: ВЛЯКЭДИХ Н 4 Ул. С ВТОПОЙ 3)4 ХОД КОТООГ "2 П эггУ ", .0 ВОму ВХОДУ СЧЕТ 11 К:;: ГО.,Э,;2., у, -,.;,Г),г ВХОДУ СуММИрук)УЕГ СцгЗГЧИК 3. .;.; г)й В;КоторОГО ПОДСГ)8,И-ЕН 1; 018; гЭу В Гг), , К ОД О И М П У/1 ЬС Н С 1П .8 Г. Огц , 2 0 Э", 2, 2, В Ь(Х 0 Г 2.ГЕНВРВТО)а И ПРВС)У В г;,В г Пе)ЭВОг;-.21;1, вы):д аг)торо)о подсоединен к второ.гу:-.;Ходу зент(эя ИЛИ и входу Дополнительного делителя импул 1 сое. ВьХод которогоподсоединен к )ретьему входу сцетчика по)г.,ВКИ, В 10 РЙ ВХОД КО 10 Р ГО ПОДСОЕДИНЕН. Выходу различителя первой и четвертой1:(тм 1)2811 а выход Г(01:оедине 4 к Второму;".,;Сов,1 УН ВХОДУ;:аПИСИ РВГ(,СТРВ,Вг". "ОВЬЕ ВХОДЫ КГТОРОГО ПОДС 08 ДИНВНЫ КЫО)РГ)В 1)1 В)УСДам СЦЕР 1 И(;а ИМПУЛ) 1",ОВс",.)" Д 821) тв)11; И ЛГУгЛЬС 01), РВЗЛИЦИТЕЛЕЙ ПЕРВС 1,И ЕТГЕг;тей СТВ; Г)-ЕЙ, СчвгЧИК ЭВ ПОправки и )мгульсов,), )угЗ)Уг Л.8 ЛЬ По Г; 1, 0 т Л И Ц а О Щ И й 2 Г -. ГРР гП фо)Э),(У,ООГЭВТЕЛ УПРВВЛ) КЭЩИХгИ)УГЬг ОВ -ЦЭДЕРЖИЭ ГЕРРЗТО 21., ИНТЕРВЗг-,С: Л ".; я 1 СИгХоЭ 11 у)ЬСОВ, Нре-. ре", ьи . Вы годом форм лрователяаказ 2998 Тираж 325 ВНИИПИ Государственного комитет 113035, Москва, Ороиэводст адетепьский коибинат "Патент", г. Ужгород, уп.Гагарина ды ГбИ йа Тг 2 дА/ИОЮ дыгап.г Подписноео изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР35, Раушская наб., 4/5