Цифровой осредняющий румбометр

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

«i>717662 (51)М, Кл.2 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 180478 (21) 2618759/18-10

G 01 P 13/02 с присоединением заявки ¹â€”

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 2502.80. Бюллетень ¹ 7 (53) УДК 551. 508. 5 (088. 8) Дата опубликования описания 2502.80

A Я. Любарский, A. Я. Вулис, Ю. П. Петров, И .А, Расин, Л.М, Слонимская и A.È. 1 1опин (72) Авторы изобретения

Рижский опытный завод гидрометприборов (71) Заявитель (54) ЦИФРОВОЙ ОСРЕДНЯЮЩИЙ РУМБОМЕТР

Изобретение относится к области метеорологического приборостроения и представляет собой цифровое устройство для определения среднего зна- а чения направления ветра.

Характерной особенностью цифровых румбометров (1) является сложность определения. средних значений направления ветра, связанная с разрывом характеристики преобразования в точке

О/360, что ведет к ошибкам измерений.

Известны цифровые осредняющие румбометры, в которых точка разрыва устраняется добавлением или вычитаниеМ

360 в зависимости от направления перехода.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является цифровой румбометр (2), в котором точка разрыва устраняется по указанному выше принципу, Этот румбометр относится к приборам циклического действия и определяет среднее значение направления 25 ветра по окончании интервала осреДнения, в течение которого производится определенное число измефений. После каждого цикла измерений происходит начальная установка румбометра., Румбометр содержит датчик, приемнйй регистр,. корректор, имеющий три состояния (О, 16 и 32), блок управлени я, генератор импульсов, стробирующий блок, счетчик, работающий в том же коде, что и прйемный регистр, схему сравнения, делитель с коэффициентом деления, равным числу измерений, и счетчик-вычислитель по модулю 16, Б румбометре измеряется 16 направлений, и значение 16 направлений соответствует 360 ..

Целью изобретения является осуществление непрерывного осреднения и повышение точности.

Это достигается тем, что устройство.снабжено линией задержки, подключенной,к выходу делителя, блоком запоминания перехода, подсоединенным к одному из выходов корректора, включенным последовательно через ключ двумя реле. времени с задержкой, рав- ной периоду осреднения, формирователем пакета импульсов, один вход которого соединен с выходом генератора импульсов, а другой управляющий. входс. выходом схемы сравнения, двумя схемами И и двумя схемами ИЛИ, прн

717662

":, з"; ом. "выход делителя соедин ен через

: схему ИЛИ с суммирующим входом реверсивного счетчика, к вычитающему входу которого через вторую схему

ИЛИ подключен(выход линии задержки, корректор соединен с первым реле 5 времени одной связью для включения, а другой — для его сбросз("и c клю- чом, выход которого св яз ай с корректЪ- ром, а выход второго реле времени— с первыми входами схем И, вторые вхо- 0 ды которых подключены к схеме запоминания перехода, третьи — к выходу ф0рмирбвателя †паке -Импульсов, а выходы — к вторым входам схем ИЛИ. (На чертеже изображена блок-схема предлагаемого цифрового осредняющего . румбометра.

Румбометр содержит датчик 1, приемный регистр 2, корректор 3, блок управления 4, генератор импульсов 5, 20 стробирующую схему б, счетчик 7, схе- му сравнения 8, делитель 9; реверсив-I

I ный счетчик-вычислитель 10, линию задержки ll, две схемы ИЛИ 12 и 13, схему запоминания перехода 14, два реле времени 15 и 16, две схемы И

l7 и 18, формирователь пакета импульсов 19, ключ 20 и имеет следующие связи: 21 — запись кода в приемный регистр 22 - начальная установка корректора," 23 — включение стробирующей схемы; 24 — частота генератора на стробирующую схему; 25 — число импульсов в счетчик; 26 — число импульсов на делитель; 27 — выключение стробирующей схемы; 28 — код приемного регистра на схему сравнения; 29 — код корректора на схему сравнения; 30 код счетчика на схему сравнения;

31 — запись числа импульсов с выхода делителя в линию задержки; 32 — чис- 40 ло импульсов c выхода делителя на схему ИЛИ 12; 33 — число импульсов с линии задержки на схему ИЛИ 13;

34 — йакет импульсов коррекции на схему ИЛИ 12; 35 — импульсы на сложе- 45 ние в счетчик; 36 — пакет импульсов коррекции на схему ИЛИ 13; 37 — импульсы на вычитание в счетчик; 38— запись старшего или младшего разряда корректора в схему запоминания перехо-50 да; 39, — включение реле времени 15;

40 — сброс реле времени 15; 41 — запрет включения реле времени 16; 42— сигнал выключения реле времени 15;

43 — включение реле времени 16; 44— сбро корректора; 45 — сигнал о нали- 55 чии ФрехЬда с 16 на О; 46 — сигнал о наличии-перехода с О на.lб; 47— разрешение схемы И; 48 — частота генератора на формирователь пакета им-. пульсов; 49 - включение формировате- 60 ля пакета импульсов; 50 - пакет импульсов на схемы И; 51 — контроль кода приемного регистра.

Румбометр работает следующим обра зом. При измерений информации о на- 65 правлении 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 б. 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 код приемного регистра и при переходе измеряемых значений через точку разрыва (О и 16) переключается на

:,старший или младший разряд (32 или О), благодаря чему, как было показано при описании прототипа, точка разрыва исчезает.

Импульсы с выхода делителя поступают через схему ИЛИ 12 (связи 32, 35) на суммирующий вход 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 продолжЖот поступать 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 осуществляется интегрирование и вычитание процессов X(t) и X(t-T), 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 или46 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 О или 32, по связи 39 включается реле времени 15, которое имеет время задержки Т.

Если в течение времени Т измеряемое направление ветра совершает о6717662 чение периода Т, определяемого реле . времени 15, происходит коррекция измеряемых текущих значений в целях устранения точки разрыва, то в течение следующего периода Т, определяемого реле времени 16, происходит коррекция среднего значения направления ветра в счетчике 10, необходимая вследствие сброса корректора.

После окончайия кор >Екции румбометр приходит в исходное состояние, при этом процесс скользящего осреднения происходит непрерывно.

Следует отметить, что описанный алгоритм определения среднего значения направления ветра предполагает отсутствие за период осреднения Т пов торного перехода через точку разрыва в том же направлении, т.е. изменения угла направления в течение цикла более чем на 16, что накладывает ограничение на выбор периода осреднения Т, Для метеорологии это ограничение является несущественным, так как обычно период осреднения для направления ветра мал и составляет 10-30 мин.

Формула изобретения

Цифровой осредняющий румбометр, содержащий датчик, приемный регистр, корректор, блок управления, генератор импульсов, стробирующий блок, счетчик, схему сравнения, делитель и реверсивный счетчик в качестве вычислителя,отличающийсятем, .что, с целью непрерывного осреднения и повышения точности, он снабжен подключенной к выходу делителя линией задержки, 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 соединен с выходом генератора импульсов, а другой управляющий вход — с выходом схе;мы сравнения, двумя схемами И и Двумя схемами ИЛИ,,при этом выход делителя соединен через схему ИЛИ с cymmpyroщим входом реверсивного счетчика, к вычитающему входу которого через вто-, рую схему ИЛИ подключен выход линии задержки, корректор соединен с первым реле времени одной связью для его включения, в другой связью — для его сброса и с ключом, выход которого связан с корректором, а выход второго реле времени с первыми входами схем

И, вторые входы которых подключены к схеме запоминания перехода, третьи— к выходу формирователя пакета импульсов, а выходы — ко вторым сходам схем

ИЛИ.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 446832, кл. G 01 Р 13/02, 1974, 2. Патент Японии 9 47-33396, "кл. 111-21, 1972 (прототип)..

5 ратный переход, то корректор возвращается на разряд 16, и реле времени

15 по связи 40 сбрасывается. Поступающий при этом по связи 41 на ключ

20 запрет блокирует включение реле времени 16. Если после перехода через точку разрыва не происходит обратного перехода, по истечении периода Т реле времени 15 выключается автоматически и через ключ 20 включает реле времени 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 и

18. Таким образом в зависимости от 15 направления перехода на одну из схем

И 17 или 18 по двум входам будут поданы разрешающие сигналы. В момент запирания схемы стробирования 6 сиг-налом иэ схемы сравнения 8 по связи р()

49 включается формирователь пакета импульсов 19, вход которого связью 48 соединен с генератором импульсов.

Формирователь пакета импульсов по„ связи 50 выдает пакет импульсов -„ д (n — число измерений эа время Т) йа схемы И 17 и 18, и схема И, имеющая на двух других входах разрешающие сигналы, 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 следующей причине: при переключении корректора после перехода, например, на разряд 32 в счетчик 10 и в линию эадвиж- З5 ки 11 при измерениях в течение периода Т поступают значения за — — где с) — измеренные значения направления, п — коэффициент деления делителя 9.

По окончании периода Т эти значения 40 будут поступать иэ линии задержки на вычитающий 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 45 счетчика 10 поступают уже значения

Это привело бы к появлению ошибки для вычисления и счетчике 10 среднего значения, для компенсации

I которой на суммирующий вход счетчика 5О в течение периода Т поступают при I ю каждом измерении пакеты импульсов — „

При переключении корректора в состояние 0 и отсутствии обратного перехода за период Т коРректоР по связи

44 возвращается на разряд 16, а пакеты импульсов поступают при каждом измерении в течение следующего

Р периода Т на вычитающий вход реверсивного счетчика.

При выключении- реле времени 16 . 60 снижается разрешение со схем И (связь

47), и поступление пакетов коррекции на счетчик 10 прекращается, Таким образом, если после перехода направления ветра через точку 0 в те- 65

717662-Составитель С. Непомнящая

Редактор Л. Бибер Техред M. Келемеш Корректор Н. Степ

««» «»b»ЪЙ»

ЙЖФуЪ% "я "=. .: ." Я М Г МВМЬЙБ:: бай Ф А Чэф\МВМфйИЮАЖ

Закаэ 9832/61 Тираж 1019 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытйй

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

»«»». »

Филиал ППП Патент ., г.ужгород, ул.Проектная,4