CN1113317A - 能指示风向的装配在风速计上的方位指示器 - Google Patents

Abstract

一种方向指示设备，具有：风速测量单元，用于测 量风速；方位测量单元，用于测量方位；显示单元，用 于显示在各个方位上测量的风速；以及显示控制单 元，用于根据方位测量单元和风速测量单元的测量结 果控制显示单元显示在各个方位上测量的风速。从 而，风的吹向可由该方位指示设备指示。

Description

广义地说，本发明涉及用来通过对地球（大地）磁场的探测而测量方位的方位指示设备。较狭义地说，本发明涉及一种能够测量风速以指示风向的方位指示设备。

已经开发了并且在例如美国专利NO.4，482，255中说明了各种类型的用来通过探测地球磁场而测量方位的方位指示器。此外，在该领域中，能够测量风速的风速计也是周知的。

典型地，采用磁阻元件来探测地球（大地）的磁场，而用半导体压力传感器来探测风速。

上述的普通方位指示器和风速计只能分别指示方位和风速，而不能指示或告之风向。也就是说，没有操作者能够监视或识别风是沿什么方向吹的。

因此，本发明的一个目的是提供一种能够识别风向的方位指示仪。

为了达到上述目的，根据本发明的一个方面，一种方位指示设备包括：

用来测量风速的风速测量装置;

用来测量方位的方位测量装置;

用来显示各个方位上测量到的风速的显示装置;以及

显示控制装置，用来根据上述方位测量装置和上述风速测量装置的测量结果，控制上述显示装置来显示各个方位上测量到的风速。

根据本发明的另一个方面，一种方位指示设备包括，

用来测量风速的风速测量装置;

用来测量方位的方位测量装置;

用来同时显示在多个方位上测得的风速的显示装置，以及

显示控制装置，用来根据上述方位测量装置和上述风速测量装置的测量结果，控制上述显示装置来同时地显示上述多个方位中每个方位上的风速。

利用上述配置，因为在本发明的方位指示设备上能够显示各个方位上测得的风速，任何操作者都可以容易地掌握风是沿哪个方向吹的。

本发明上述目的和其它新特征将通过下面结合附图的说明而变得清楚，在这些附图中，

图1是根据本发明的一个实施例的配备了方位指示器的电子手表的前视图;

图2是图1电子手表中所使用的显示单元的放大图;

图3是用来说明图1电子手表的电路布局的原理方框图;

图4原理性地示出图3电路布局中所使用的RAM（随机存取存储器）10的存储内容;

图5是用来说明图1电子手表中所执行的方位/风速数据处理操作的流程图;

图6是图5流程操作之后的方位/风速数据处理操作的另一个流程图;

图7是用来说明图5流程图中所定义的显示处理操作的细节的流程图;以及

图8是用来说明根据本发明的一个修正方案的配备了另一种方位指示器的另一种电子手表的电路布局的原理方框图。

配备了方位指示器的电子手表的外观

图1是说明根据本发明的一个实施例的配备有方位指示器的电子手表的前视图。在该图中，代号1表示外壳，代号2表示表带或表镯，代号3表示采用了液晶显示器等的显示单元。在该显示单元3的中央部分的数字式时间/日期显示区3a上显示时间和日期，而在显示单元3的风速/方位显示区3b上对应着16个方位方向上的以等级形式显示的各个方位上的风速。

图2是风速/方位显示部分3b中对应“北（N）”区的放大图。如图2所示，在风速/方位显示部分3b中提供了以辐射形式排列的16个风速显示部分。每个风速显示部分由以斜线指明的5个显示元所组成。风速可以由这些显示元以等级的形式显示。现在假定一个显示元对应于2m/s的风速，那么这5个显示元就可以显示最大为10m/s的风速。在该情形下，如果风速为6m/s，则从最底下的显示元算起的三个显示元将以黑色显示。在本实施例中，每个显示元对应的风速可以通过操作预选开关来任意设定。

另一方面，回到图1，对应于本显示单元3的8种方位，在外壳1的表面印上了各个方位的字首符号（N、NE、…、S）。

代号41至44表示按键型开关。其中开关41对应于一个用来设定手表模式或方位/风速测量模式的模式设定开关。开关42对应于一个用来启动方位/风速测量的开关。当按下该开关42时，就开始方位/风速测量。开关43对应于一个用来清除测量数据的开关。当按下该测量数据清除开关时，存储在存储器内的测量数据就被清除。最后，开关44对应于用来调整时间和日期的开关。

代号5代表一个利用压电电阻效应的分散型压力传感器，放置在外壳1内部的9：00钟方向的位置上，其中使用压电电阻器构成了一个惠斯登电桥。代号6代表一个利用磁阻元件的磁场传感器，放置在外壳1内部的3：00钟方向的位置上。该磁场传感器6的布局形式是，4个磁阻元件构成一个电桥电路，两个相对放置的磁阻元件的敏感轴互相重合，两个相邻放置的磁阻元件的敏感轴互相垂直。此外，环绕该磁场传感器6有两组线圈，由这两组线圈产生的磁场互相垂直。

第一手表的电路布局

在图3中示出了根据本发明该实施例的电子手表的电路方框图。在该方框图中，代号7代表一个显示驱动器，用来在对由CPU（中央处理单元）8提供的显示数据作出响应时驱动显示单元3。代号9代表一个ROM（只读存储器），用来预先存储一个控制程序以及用来根据测量到的磁场计算方位值和根据测量到的压力计算风速的程序。代号10代表一个RAM（随机存取存储器），用作存储各种数据的存储区和存储获得的方位和风速的工作区。该RAM10的部分存储内容由图4示出。在图4中，“显示寄存器”存储准备提供显示驱动器7的显示数据。“M寄存器”存储对应于各个模式的值，亦即时钟模式或风速/方位测量模式的值。“M＝0”对应于时钟模式，“M＝1”对应于风速/方位测量模式。在这情形下，通过按下方位/风速测量启动开关42来设定“M＝1”。“时钟寄存器”存储瞬时时间。“P寄存器”用来指定方位/风速数据的写入地址。必须注意，方位数据和风速数据是被写入在除了上述各寄存器之外的区域中的。在本实施例中，可以存储16组的方位数据和风速数据。

回到图3的电路图，代号11代表风速探测单元，用来驱动压力传感器5以获得压力测量数据。代号12代表方位探测单元，用来驱动磁场传感器6以获得来自磁场传感器6的输出。代号13代表振荡电路，用来产生准备提供给分频电路14的时钟信号。分频电路14在接收到该时钟信号时，对该时钟信号进行分频，以输出分频时钟信号。CPU8控制该电子手表的各个电路单元，执行时钟操作，并计算方位数据和风速数据。

上述的压力传感器5和风速探测单元11构成了风速测量装置100，而磁场传感器6和方位探测单元12则构成了方位测量装置110。

第一电子手表的操作

现在参考图5至7所示的流程图来说明具有上述电路布局的第一电子手表的操作。必须注意，在该第一实施例中风速/方位显示部分3b（见图2）中的一个显示元被设定为2m/s的风速。

在图5所示的第一个流程图中，在步骤ST10中首先检验第一电子手表是否处于等待状态。如果是这个状态，则当分频电路14产生分频时钟信号时，即产生时钟定时（例如1/10s）时，在时钟寄存器（见图4）的内容中加上“1/10s”。接着，在步骤ST14中执行显示处理操作。在该显示处理中，当前时间被显示在日期/时间显示区3a上。当完成该显示处理操作时，处理操作返回步骤ST10。

如果在步骤ST10中操作了按键41至44中的任一个，则在步骤ST16中检验是否执行了模式设定开关41。如果判定操作了模式设定开关41，则进行另一个检验，即M寄存器的内容是否为“0”。当在该步骤ST18中判断结果是该M寄存器的内容不为“0”时，便在步骤ST20中把M寄存器的内容设定为“0”。完成该处理操作之后，处理操作进入步骤ST14，显示当前时间。

反之，如果在步骤ST18中判定M寄存器的内容为“0”，则在步骤ST22中把M寄存器的内容设定为“1”。然后在步骤ST24中把P寄存器的内容设定为“0”。完成上述处理操作后，处理操作进入步骤ST14，显示当前时间。

另一方面，如果在前面的步骤ST16中判定没有操作模式设定开关41，则在步骤ST26中进行另一个检验，即是否操作了方位/风速测量启动开关42。然后，如果在步骤ST26中判定操作了方位/风速测量启动开关42，则在步骤ST28中进行另一个检验，即M寄存器的内容是否为“1”。在该检验中，如果M寄存器的内容不为“1”，则处理操作进入步骤ST14。反之，如果判定M寄存器的内容为“1”，则在步骤ST30中测量方位和风速。亦即，获取由风速探测单元11产生的输出，以及获取由方位探测单元12产生的输出，从而在CPU8的控制之下根据这些输出值计算方位和风速。

当计算了方位和风速之后，得到的方位数据和风速数据被写入到RAM10的对应于P＝O指定的地址的存储区中。当写入了方位数据和风速数据之后，在步骤ST32中在P寄存器的地址指定值上加以“1”。亦即，把它设定成P＝1。其后，处理操作进入步骤ST14，在那里根据写入到由P＝O指定的地址的存储区中的方位数据和风速数据，显示出方位和风速。例如，假定测量的方位是“北（N）”，在该方位上测得的风速是10m/s，则如图2所示，位在北“N”（即“0：00”的时钟方向）区的全部5个显示元都以黑色显示出来。完成了该显示处理之后，处理操作返回步骤ST10。这时，如果稍稍改变一下第一电子手表的方向并且再次操作方位/风速测量启动开关42，则将进行步骤ST30和31所定义的处理操作。在此情形下，计算到的方位数据和风速数据被写入到由P＝1编址的RAM10的存储区中。然后，根据被写入到由P＝1编址的RAM10的存储区中的方位数据和风速数据，显示方位和风速。这样，每当操作一次方位/风速测量启动开关42，就会产生一组方位数据和风速数据，并且根据计算得到的风速数据和方位数据，显示出方位和风速。

另一方面，如果在前面步骤ST26中判定没有操作方位/风速测量启动开关42，则在图6流程图的步骤ST34中执行另一个检验，即是否操作了测量数据清除开关43。如果判定操作了测量数据清除开关43，则在步骤ST36中执行另一个检验，即M寄存器的存储内容是否为“1”。如果在该检验中判定M寄存器的内容不为“1”，则处理操作进入步骤ST12。反之，如果判定M寄存器的内容为“1”，则在步骤ST38中擦除测量数据（见图6）。亦即，所有被写入在RAM10的指定存储区中的方位数据和测量数据都被擦除。当各个数据被擦除之后，在步骤ST40中把P寄存器的内容设定为“0”，接着处理操作进入步骤ST14。

如果在步骤ST34中判定没有操作测量数据清除开关43，则处理操作进入步骤ST42，执行其它的键处理操作。然后处理操作进入步骤ST14。

步骤ST14中所定义的显示处理按照图7的流程图执行。其中第一个步骤ST50是执行检验M寄存器的内容是否为“0”。在该检验步骤中，如果M寄存器的内容为“0”，则在步骤ST52中显示时钟寄存器（见图4）的内容。反之，如果M寄存器的内容不为“0”，则显示对应于所测方位的风速。

如上所述，除了显示瞬时时间之外，还可以显示各个方位的风速。

必须注意，尽管在上述第一实施例中每个显示元代表2m/s，但是每个显示元所代表的风速也可以任意设定。

第二电子手表的电路布局

图8是说明根据本发明第二实施例的另一种电子手表的电路布局的原理方框图，它新颖地采用了能够任意设定单个显示元所代表的风速的显示等级设定单元16。在该图中，CPU8可以根据显示等级设定单元16所设定的值来确定单个显示元所代表的风速。

因为在该第二电子手表中单个显示元所代表的风速可以任意设定，所以能够显示各种条件下的最大风速。例如，如果在第二电子手表中单个显示元代表2m/s，则当5个显示元都用上时便可显示最大为10m/s的风速。或者，如果单个显示元代表4m/s，则可以显示最大为20m/s的风速。

尽管在上述实施例中本发明是应用于电子手表的，但本发明并不局限于这种应用，例如它也可以应用于便携型方位指示器和便携型气压计。

此外，尽管在上述实施例中显示单元3的方位/风速显示部分3b仅仅用来显示风速和方位，但是该方位/风速显示部分3b也可以在既不显示方位又不显示风速时用来作为该手表的第二时间显示区。

Claims (20)

1、一种方位指示设备，包括：

风速测量装置，用于测量风速；

方位测量装置，用于测量方位；

显示装置，用于显示各个方位上测量的风速；以及

显示控制装置，用于根据上述方位测量装置和上述风速测量装置的测量结果控制上述显示装置显示各个方位上测量的风速，由此，在上述显示装置上测量的风的吹向与测量的方位相联系在一起显示。

2、根据权利要求1的方位指示设备，其中上述显示装置含有多个对应于多个方位的风速显示部分。

3、根据权利要求2的方位指示设备，其中上述多个风速显示部分含有多个显示元，上述多个显示元被风速有选择地接通。

4、根据权利要求3的方位指示设备，它进一步包括：

设定装置，用于设定在上述风速显示部分上显示的风速的最大值，上述显示控制装置根据由上述设定装置所设定的最大风速值控制上述多个显示元接通或断开。

5、根据权利要求2的方位指示设备，其中上述多个风速显示部分以辐射状排列。

6、根据权利要求5的方位指示设备，其中在上述多个按辐射状排列的风速显示部分的中央位置上具有一个数字显示部分。

7、根据权利要求1的方位指示设备，其中上述风速测量装置含有一个半导体压力传感器。

8、根据权利要求1的方位指示设备，其中上述方位测量装置含有一个地球（大地）磁场传感器。

9、根据权利要求1的方位指示设备，它进一步包括：

当前时间测量装置，用于计数当前时间数据;以及

当前时间显示装置，用于根据由上述当前时间测量装置所计数的上述当前时间数据显示当前时间。

10、根据权利要求1的方位指示设备，它进一步包括：

一个外壳，用于在其中存放上述方位指示设备所使用的上述各个装置;以及

固定在上述外壳两端的带子，用于把上述外壳安戴在操作者的手臂上。

11、一种方位指示设备，包括：

风速测量装置，用于测量风速;

方位测量装置，用于测量方位;

显示装置，用于同时显示多个方位上测量的风速;以及

显示控制装置，用于根据上述方位测量装置和上述风速测量装置的测量结果控制上述显示装置显示各个方位上测量的风速，由此，在上述显示装置上多个测量的风的吹向与上述多个测量的方位相联系在一起显示。

12、根据权利要求11的方位指示设备，其中，上述显示装置含有对应于多个方位的多个风速显示部分。

13、根据权利要求12的方位指示设备，其中，上述多个风速显示部分中的每一部分都含有多个显示元，上述多个显示元被根据风速有选择地接通。

14、根据权利要求13的方位指示设备，它进一步包括：

设定装置，用于设定显示在风速显示部分上的最大风速值，上述显示控制装置根据由上述设定装置设定装置设定的最大风速值控制上述多个显示元接通或断开。

15、根据权利要求12的方位指示设备，其中上述多个风速显示部分以辐射状排列。

16、根据权利要求15的方位指示设备，其中在上述多个以辐射状排列的风速显示部分的中央区域有一个数字显示部分。

17、根据权利要求11的方位指示设备，其中的上述风速测量装置含有一个半导体压力传感器。

18、根据权利要求11的方位指示设备，其中，的方位测量装置含有一个地球（大地）磁场传感器。

19、根据权利要求11的方位指示设备，它进一步包括：

当前时间测量装置，用于计数当前时间数据;以及

当前时间显示装置，用于根据由上述当前时间测量装置计数的上述当前时间数据显示当前时间。

20、根据权利要求11的方位指示设备，它进一步包括：

一个外壳，用于在其中存放上述方位指示设备所使用的上述各个装置;以及

固定在上述外壳两端的带子，用于把上述外壳安戴在操作者的手臂上。

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