JPS60111967A - Wind-direction converting apparatus - Google Patents
Wind-direction converting apparatusInfo
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- JPS60111967A JPS60111967A JP21992683A JP21992683A JPS60111967A JP S60111967 A JPS60111967 A JP S60111967A JP 21992683 A JP21992683 A JP 21992683A JP 21992683 A JP21992683 A JP 21992683A JP S60111967 A JPS60111967 A JP S60111967A
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
この発明は、気象観測要素の一つである風向データを、
風向計の角度をディジタル変換したデータとして得るた
めの風向変換機能遺に関するものである。[Detailed Description of the Invention] [Technical Field of the Invention] This invention uses wind direction data, which is one of the meteorological observation elements, to
This relates to a wind direction conversion function for obtaining data obtained by digitally converting the angle of a wind vane.
従来、この種の風向変換装置として第1図に示すものが
あった。図において、lは風車型風向口1.2は風向窓
部であるシンクロ発信器、3は信号様、4は電源線、5
はスコツトトランス、5−1,5−2はその出力、6は
同期検波回路、6−1,6−2はその出力、7は平均化
回路、7−1,7−2はその出力、8は平衡変調回路、
8−118−2はその出力、9はπ/2移、相シフト回
路、9−1.9−2はその出力、10は2信号合成回路
、11は同期検波回路、12は比較器、13はANDグ
ー)’、14はパルス計数回路、15はパルス発振回路
、16はカフ/り回路、17はデータ出力回路である。Conventionally, there has been a wind direction changing device of this type as shown in FIG. In the figure, l is a windmill-type wind window 1, 2 is a synchro transmitter which is a wind window, 3 is a signal type, 4 is a power line, and 5
is a Scott transformer, 5-1, 5-2 are its outputs, 6 is a synchronous detection circuit, 6-1, 6-2 are its outputs, 7 is an averaging circuit, 7-1, 7-2 are its outputs, 8 is a balanced modulation circuit;
8-118-2 is its output, 9 is a π/2 shift, phase shift circuit, 9-1.9-2 is its output, 10 is a two-signal synthesis circuit, 11 is a synchronous detection circuit, 12 is a comparator, 13 14 is a pulse counting circuit, 15 is a pulse oscillation circuit, 16 is a cuff/recircuit circuit, and 17 is a data output circuit.
またシンクロ発信器2の接続系統を示す第2図において
、2−1はシンクロ発信器20回転子、2−2は固定子
、3−1〜3−3は固定子2−2の出力信号線、4−1
,4−2は同転子2−1の電源入力線、5−3,5−4
はスコツトトランスの巻線である。In addition, in Fig. 2 showing the connection system of the synchro oscillator 2, 2-1 is the synchro oscillator 20 rotor, 2-2 is the stator, and 3-1 to 3-3 are the output signal lines of the stator 2-2. , 4-1
, 4-2 is the power input line of the trochanter 2-1, 5-3, 5-4
is the winding of the Scott transformer.
風向変換機能としては、(1)データのデイジタル化、
(2)データの平均化、02つの動作が必要である。な
おデータとしては、座環データのため、上記の機能の実
現のためには、^反の回路技術が必要であり、シンクロ
ディジタル変換方式が適用される。The wind direction conversion function includes (1) digitization of data;
(2) Data averaging requires two operations. Note that since the data is ring data, a reverse circuit technology is required to realize the above function, and a synchro-digital conversion method is applied.
第2図に示すように、シンクロ発信器である回転子2−
1の入力信号(AC100V )&sinωtと表わす
と、回転子2−1と同定子3−1.3−2.3−3の三
相トランス結合による出力は、回転子2−1と同定子3
−1との納会角度なθaとすると、各々
sin θa−sin ωt
sin(θa 十了) @ stnωtsin(θa
−■) @stnωt
として、各同定子3−1.3−2.3−3からスコツト
トランス5の各巻線5−3.5−4に人力し、ベクトル
合成出力は、巻線5−3.5−4からそれぞれ
Vx=sinθa*sinωt
V y = cosθa@sinωt
としてX、Y成分に分解することができる。As shown in Fig. 2, the rotor 2- which is a synchro oscillator
1 input signal (AC100V) & sinωt, the output from the three-phase transformer coupling of the rotor 2-1 and the identifier 3-1.3-2.3-3 is the output of the rotor 2-1 and the identifier 3.
If θa is the closing angle with -1, then each sin θa-sin ωt sin(θa tenryo) @ stnωtsin(θa
-■) @stnωt is manually applied from each identifier 3-1.3-2.3-3 to each winding 5-3.5-4 of Scott transformer 5, and the vector composite output is from winding 5-3. .5-4, it can be decomposed into X and Y components as Vx=sinθa*sinωt Vy=cosθa@sinωt, respectively.
また同期検波により、各々直流成分sinθa、ωSθ
aとしたのち、RCによる平均化回路7により各々の出
力を時定数なRxC(秒)とし、各々の出力をからのパ
ルス出力なsinω′tと見なし、平衡変調回路8によ
り
sinθa*sinω’t
COJθa @ sinω′t
を作成し、これが出力8−1,8−2となる。In addition, by synchronous detection, the DC components sinθa and ωSθ are
a, then the RC averaging circuit 7 sets each output as a time constant RxC (seconds), each output is regarded as a pulse output sinω't, and the balanced modulation circuit 8 calculates sinθa*sinω't. COJθa @sinω′t is created, which becomes outputs 8-1 and 8-2.
π/2移相シフト回路9により各々の出力をsinθa
ecos(ω’t+α〕
cosθa * sin (ω’ t+α)とし、これ
を21ぎ号合成回路lOで合成することにより、角度の
平均値データθaをつぎのように加工することができる
。The π/2 phase shift circuit 9 converts each output into sinθa
By setting ecos (ω't+α) cosθa * sin (ω' t+α) and synthesizing this in the 21st gear synthesis circuit IO, the angle average value data θa can be processed as follows.
5in(7a++cos(ωt+α)十cosθaes
in(ωt−4−α)=sin(ω′を十θa+α)
ただしsinθa = sinθa @ CO8θa=
cosθaこの信号を5in(ω′t+α」信号と同期
検波する同期検波回路の出力が1〒1かII OI+か
の判別を行う比較器12の出力から、角夏信号几はパル
ス幅変調信号(PWM)として取出せる。5in(7a++cos(ωt+α) ten cosθaes
in (ωt-4-α) = sin (ω' is 10θa+α) where sinθa = sinθa @ CO8θa=
cos θa From the output of the comparator 12, which determines whether the output of the synchronous detection circuit that synchronously detects this signal with the 5in (ω't+α) signal is 1〒1 or II ).
一方、パルス発振器15の出力周波数をFo(Hz)と
すると、M進表示の必要な場合、カウンタ16はM進カ
ウンタ(ただしMは16.32.36等であり得る)で
あり、カクンタ出カはFo/M(Ilz)トナル。パル
ス計数回路14は、カウンタ16が1サイクルのカウン
トを行う間にθaのPWJf1号でANDゲート13を
制御し、パルス発振器15のパルスを通過させてそのパ
ルス数を計数する。On the other hand, if the output frequency of the pulse oscillator 15 is Fo (Hz), if an M-ary display is required, the counter 16 is an M-ary counter (however, M can be 16.32.36, etc.) is Fo/M(Ilz) tonal. The pulse counting circuit 14 controls the AND gate 13 with PWJf1 of θa while the counter 16 counts one cycle, passes the pulse of the pulse oscillator 15, and counts the number of pulses.
すなわち角度信号〃aのPWMのII I Itの割合
をパルス計数することにより角度のディジタルデータと
して取出し、データ出方回路17へ送出する。That is, by pulse counting the ratio of II I It of PWM of the angle signal a, it is extracted as digital angle data and sent to the data output circuit 17.
従来の風向変換装置は以上のように構成されているので
、制度なシンクロディジタル回路技術が必要であり、回
路が複雑になるばがりでなく、細かい調整も必要であっ
た。丈だアナログ回路を含むディジタル回路のため、回
路諸元の精度のずれがそのまま変換積置に現われ、高精
度を期待できない欠点があった。Since the conventional wind direction changing device is configured as described above, a formal synchronized digital circuit technology is required, which not only makes the circuit complicated but also requires fine adjustments. Because it is a digital circuit that includes long analog circuits, deviations in the accuracy of the circuit specifications appear directly in the conversion stack, and high accuracy cannot be expected.
この発明は、上記のような従来のものの欠点を除去する
ためになされたもので、風向窓部にシャフトエンコーダ
を使用することにより、風向計の角度をそのままディジ
タル化し、得られたデータをマイクロコンピュータで演
昇処理することにより、風向計の角度を高精度で平均化
できるとともに、高精度のデータ作成を実現できる回路
の簡単な風向変換装置を提供することを目的としている
。This invention was made to eliminate the drawbacks of the conventional ones as described above. By using a shaft encoder in the wind direction window, the angle of the wind vane is directly digitized, and the obtained data is transferred to a microcomputer. The purpose of the present invention is to provide a wind direction converting device with a simple circuit that can average the wind vane angle with high accuracy and create highly accurate data by processing the wind vane.
以下、この発明の一実施例を図について説明する。第3
図は、この発明の風向変換装置の構成を機能ブロックと
して示すもので、lは風車型風向計、200は風向窓部
であるシャフトエンコータ”、3は信号線、20はデー
タ入力手段、21はグレーコード変換手段、22は平均
化演算手段、23はデータ作成手段、24は各種データ
出力手段である。また第3図にこれらの機能を実現する
ための具体的な構成を示す。第3図において、4は屯混
線、31は入力ゲート、32はデータ入力用のペリフェ
ラルパラレルインタ7工イス回路、33はマイクロコン
ピュータ回路、34はシステムクロック入力、35はR
OM136はRAM、37は表示@操作入出力用のベリ
7工ラルパラレルインタフエイス回路、38はプリンタ
出力用通信デバイス、39はモデム出力用通信デバイス
、40は表示回路、41は操作回路、42はプリンタ、
43はモデムである。An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. Third
The figure shows the configuration of the wind direction changing device of the present invention as functional blocks, where l is a windmill type wind vane, 200 is a shaft encoder which is a wind direction window section, 3 is a signal line, 20 is a data input means, 21 22 is a gray code conversion means, 22 is an averaging calculation means, 23 is a data creation means, and 24 is various data output means.Furthermore, FIG. 3 shows a specific configuration for realizing these functions. In the figure, 4 is a crosstalk circuit, 31 is an input gate, 32 is a peripheral parallel interface circuit for data input, 33 is a microcomputer circuit, 34 is a system clock input, and 35 is an R
OM136 is a RAM, 37 is a Veri7 engineering parallel interface circuit for display @ operation input/output, 38 is a communication device for printer output, 39 is a communication device for modem output, 40 is a display circuit, 41 is an operation circuit, and 42 is a printer,
43 is a modem.
風向窓部であるシャ71エンコーダ200の構成を第5
図に示す。このシャフトエンコーダ200は、風向計1
に連結され、複数の発光ダイオード2−2−1〜2−2
−5およびこれに対向する複数のフォトトランジスタ2
−3−1〜2−3−5間で回転する回転子201を有す
る。シャフトエンコーダ2000回転角度は、信号線3
から、この例では5ビツト(32万位)のバ2レル4M
号として取出され、入力ゲート31を経て、ペリフェラ
ルパラレルインタフェイス32に人力されるようになっ
ている。第6図にグレーコード表を示す。The configuration of the shaft 71 encoder 200, which is the wind direction window, is
As shown in the figure. This shaft encoder 200 is connected to the wind vane 1
a plurality of light emitting diodes 2-2-1 to 2-2 connected to
−5 and a plurality of phototransistors 2 facing thereto
It has a rotor 201 that rotates between -3-1 and 2-3-5. Shaft encoder 2000 rotation angle is signal line 3
Therefore, in this example, the 5-bit (320,000 position) barrel 2 barrel 4M
The signal is taken out as a signal, and is manually inputted to a peripheral parallel interface 32 via an input gate 31. Figure 6 shows the gray code table.
方位信号(方位値)に対してa5〜alの符号割りつけ
となる。Codes a5 to al are assigned to the azimuth signal (azimuth value).
このように構成された風向変換装置の動作のフローチャ
ートを第7図に示す。FIG. 7 shows a flowchart of the operation of the wind direction changing device configured as described above.
上記のようにして取出された風向計角度信号は、入力ゲ
ート31およびペリフェラルパラレルインタフェイス3
2を通してマイクロコンピュータ回路33に入力され、
処理データとしてRAM36に一時記憶されたのち処理
される。The wind vane angle signal extracted as described above is transmitted to the input gate 31 and the peripheral parallel interface 3.
2 to the microcomputer circuit 33,
The data is temporarily stored in the RAM 36 as processing data and then processed.
一方、システムクロック人力34は、直(妾または間接
にタイミング信号を作り、そのタイミングにより演算処
理は進められる。これらの演Jγ処理および入出力はす
べてROM35により制御される。On the other hand, the system clock 34 directly (or indirectly) generates a timing signal, and the arithmetic processing proceeds according to the timing. All of these arithmetic operations and input/output are controlled by the ROM 35.
出力手段の一例として、操作回路41からの1d号人力
に対応して表示回路40から会費データを表示出力し、
通信デバイス38からプリンタ用データ出力、通信デバ
イス39から遠隔伝送出力としてMODEM43への出
力を取出すことが可能である。As an example of the output means, membership fee data is displayed and output from the display circuit 40 in response to the number 1d human power from the operation circuit 41,
It is possible to output data for the printer from the communication device 38 and output to the MODEM 43 from the communication device 39 as a remote transmission output.
第7図のフローチャートに示すように、サンプル周期Δ
を秒毎入力データサンプル41は、グレー−コード化さ
れた角度データを人力とする。このデータを、5ビット
信号の例としてA5、A4、A3、A2、alと表わす
と
A5=a5
A4=A5■a 4=a 5■a4
A3=A4+a3=a5■a4■a3
A2=A3■a 2 = a 51d) a 4■a3
+a2A1=A2■al=a5■a4(Qa3■a2■
a1
として2進数変換できる。5ビツトの場合、AIは11
.25°、A2は22.5°、A3は45°、A4は9
0°、A5は1800に対応する。As shown in the flowchart of Fig. 7, the sampling period Δ
The input data samples 41 per second are gray-coded angular data. This data is expressed as A5, A4, A3, A2, al as an example of a 5-bit signal.A5=a5 A4=A5■a 4=a 5■a4 A3=A4+a3=a5■a4■a3 A2=A3■a 2 = a 51d) a 4 ■ a3
+a2A1=A2■al=a5■a4(Qa3■a2■
It can be converted into binary number as a1. For 5 bits, AI is 11
.. 25°, A2 is 22.5°, A3 is 45°, A4 is 9
0°, A5 corresponds to 1800.
すなわち入力の角度信号onは
0n=180@A5+90mA4+45・A3+22.
5・A2+11.25・Al (度)として、A5〜A
Iの2進値(1まtこは0)として表わせる。That is, the input angle signal ON is 0n=180@A5+90mA4+45・A3+22.
5・A2+11.25・Al (degrees), A5~A
It can be expressed as a binary value of I (1 is 0).
一方、サンプル周期なΔt%荷重をmとすると、n番目
(現在)の平均値θnは次式で表わせる。On the other hand, if the sample periodic Δt% load is m, the nth (current) average value θn can be expressed by the following equation.
θn;θn−1−−・Δθn
ただし
Δθn=θn−θn+α−180
ここで
この■、■の連環補正を行うことにより、角度信号にお
いても、通常の数値扱いの指数平滑法によるマイクロコ
ンピュータによる演算かできる。θn; θn-1--・Δθn where Δθn=θn-θn+α-180 By performing the chain correction of can.
すなわち入力値onを今までの平均値0n−1から差し
引いて(Δθn)荷重17mを乗じ、これを今までの平
均値On−*から差し引くことによって、新しい平均値
θnが作成される。この作成されたOnは、演算タイミ
ングとは別に出方条件に応じていつでも出力することが
可能である。That is, a new average value θn is created by subtracting the input value on from the previous average value 0n-1, multiplying it by (Δθn) and a load of 17m, and subtracting this from the previous average value On-*. This created On can be output at any time depending on the output condition, independent of the calculation timing.
以上のようにこの発明は、従来の装置で用いられていた
シンクロディジタル変換回路に比べて安価な角贋−デイ
ジタル変換手段を提供するものであり、シャフトエンコ
ーダによって得られた角j疋信号をシンクロディジタル
変換以上の高い積度および安定性でディジタル変換する
ことが可能で、従来のシンクロディジタル変換回路に置
き換えて使用することができる。As described above, the present invention provides an angle-to-digital conversion means that is cheaper than the synchronized digital conversion circuit used in conventional devices, and which synchronizes the angle signals obtained by the shaft encoder. It is possible to perform digital conversion with higher integration and stability than digital conversion, and it can be used in place of conventional synchronized digital conversion circuits.
第1図は従来の風向変換装置のブロック図、第2図はそ
の風向窓部の回路図、第3図はこの発明の一実施例によ
る風向変換装置の機能ブロック図、第4図はその具体構
成を示すブロック図、MrJS図はシャフトエンコーダ
を示す回路図、第6図はグレーコード表、第7図は第4
図の装置の動作のフローチャートである。
1・・・Jt向=t、 200・・・シャフトエンコー
ダ、20・・・データ入力手段、21・・・クレーコー
ド変換手段、22・・・平均化演算手段、23・・・デ
ータ作成手段、24・・・各種データ出力手段、31・
・・入力ゲ−)、32・・・ベリ7エラルパラレルイン
タ7エイス、33・・・マイクロコンピュータ回路、3
4・・・システムクロック入力、35・・・ROM、3
6・・・RAM137・・・ペリフェラルパラレルイン
タフェイス回路、38・39・・・通信デバイス、4o
・・・表示回路、41・・・操作回路、42・・・プリ
ンタ、43・・・モデム、201・・・回転子、2−2
−1〜2−2−5・・・発光ダイオード、2−3−1〜
2−3−5・・・フォトトランジスタ。
なお、図中、同一符号は同一または相当部分を示す。
特許出願人 三菱電機株式会社
代理人 弁理士 1)澤 博 昭
代理人 弁理士 石 橋 信 雄
代理人 弁理士 加 藤 公 地
第2図
第3図FIG. 1 is a block diagram of a conventional wind direction changing device, FIG. 2 is a circuit diagram of its wind direction window, FIG. 3 is a functional block diagram of a wind direction changing device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a detailed diagram thereof. The block diagram showing the configuration, MrJS diagram is the circuit diagram showing the shaft encoder, Figure 6 is the gray code table, Figure 7 is the 4th diagram.
3 is a flowchart of the operation of the device shown in FIG. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Jt direction=t, 200... Shaft encoder, 20... Data input means, 21... Clay code conversion means, 22... Averaging calculation means, 23... Data creation means, 24...Various data output means, 31.
...input game), 32... Veri 7 Eral Parallel Inter 7 Eighth, 33... Microcomputer circuit, 3
4...System clock input, 35...ROM, 3
6...RAM137...Peripheral parallel interface circuit, 38/39...Communication device, 4o
...Display circuit, 41...Operation circuit, 42...Printer, 43...Modem, 201...Rotor, 2-2
-1~2-2-5...Light emitting diode, 2-3-1~
2-3-5...Phototransistor. In addition, in the figures, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts. Patent Applicant Mitsubishi Electric Corporation Agent Patent Attorney 1) Hiroshi Sawa Agent Patent Attorney Nobuo Ishibashi Agent Patent Attorney Kato Koji Figure 2 Figure 3
Claims (1)
したグレーコード角度データとして出力する風向窓部と
、この方位4i号を一定周期毎に取込むデータ入力手段
と、このデータ入力手段からの入力データのクレーコー
ドを2進数に変換するクレーコード変換手段と、2進数
値化された角度データを平均化する平均化演算手段と、
この平均化されたデータを出力する出力手段とを備えた
ノ虱向変換装置。A wind direction window section that outputs the angle of the wind vane as gray code angle data digitized by a shaft encoder, a data input means that takes in this direction No. 4i at regular intervals, and a gray code for the input data from this data input means. a clay code conversion means for converting the angle data into a binary number; an averaging calculation means for averaging the angle data converted into a binary number;
and output means for outputting the averaged data.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21992683A JPS60111967A (en) | 1983-11-22 | 1983-11-22 | Wind-direction converting apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
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JP21992683A JPS60111967A (en) | 1983-11-22 | 1983-11-22 | Wind-direction converting apparatus |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPS60111967A true JPS60111967A (en) | 1985-06-18 |
JPH0262022B2 JPH0262022B2 (en) | 1990-12-21 |
Family
ID=16743180
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP21992683A Granted JPS60111967A (en) | 1983-11-22 | 1983-11-22 | Wind-direction converting apparatus |
Country Status (1)
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JP (1) | JPS60111967A (en) |
Families Citing this family (3)
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---|---|---|---|---|
JPH055957U (en) * | 1991-07-11 | 1993-01-29 | 永大産業株式会社 | Spiral stairs configuration device |
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-
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- 1983-11-22 JP JP21992683A patent/JPS60111967A/en active Granted
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Also Published As
Publication number | Publication date |
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JPH0262022B2 (en) | 1990-12-21 |
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