SU140249A1 - Устройство дл измерени и регистрации средней скорости и направлени ветра - Google Patents

Description

Существующие устройства дл  измерени  и регистрации средней скорости и направлени  ветра, содержащие два ультразвуковых ветроприемника с взаимно-нерпендикул рными ос ми направлени  распространени  ультразвука, пересчетные схемы и блоки осреднени , построены на принципе осреднени  не вектора, а его модул , что при больших флуктуаци х углов направлени  ветра приводит к значительным ощибкам измерени . Кроме того, с помощью этих устройств не представл етс  возможным одновременно измер ть и регистрировать среднюю скорость и направление ветра за данный промежуток времени.

В предлагаемом устройстве дл  обеспечени  возможности одновременной регистрации средней скорости и направлени  ветра за данный промежуток времени каждый из блоков осреднени  через соответствующий линейный вращающийс  трансформатор электрически св зан с синусно-косинусным вращающимс  трансформатором. Напр жение на одной из выходных обмоток этого трансформатора нронорционально средней скорости ветра, а угол поворота его ротора пропорционален среднему направлению ветра. Кроме того, дл  обеспечени  возмол ности производства измерений с движущегос  объекта между блоками осреднени  и линейным вращающимс  трансформатором ветроприемника, ориентированного по направлению движени , установлен механический дифференциал, а на выходе цепи выработки среднего направлени  ветра-другой механический дифференциал.

На чертеже изображена блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит два ультразвуковых ветроприемника с взаимно-перпендикул рными ос ми направлени  распространени  ультразвука , пересчетные схемы и блоки осреднени .

№ 140249 2

На выходе каждого из ветроприемников / и // получаютс  величины , пропорциональные проекци м вектора скорости ветра Vx и Vy на оси координат X У. Эти величины получаютс  в виде частоты биений за счет сдвига фаз между колебани ми ультразвуковой частоты на излучающих и приемных пластинах. Частота биений, средуцированна  при помощи пересчетных устройств блока ///, подаетс  на соответствующие осредн ющие устройства блока IV, предназначенные дл  осреднени  величин Vx и Vy за интервал времени т.

Осредненные значени  и f-cy на выходе осредн ющих устройств получаютс  в виде соответствующих пропорциональных углов. Однако, дл  удобства дальнейшего геометрического сложени  и Уту при помощи электрических счетно-решающих устройств, угловое значение О-слг и преобразуетс  при помощи линейного вращающегос  трансформатора (блок V) в пропорциональные значени  напр жени :

С/. /(a). /.f(.;.) JJy f{a}, ,}

Дл  получени  осредненного вектора скорости ветра необходимо произвести геометрическое сложение t/.x и Uy, с целью получени , в конечном счете, модул  -УТ; осредненного вектора и его аргумента (р-с

Сложение Ux и Uy осуществл етс  на синусно-косинусном вращающемс  трансформаторе СКВТ (блок V). На входные обмотки подаютс  напр жени  Ux и Uy. Поворачива  ротор до тех пор, пока на одной из выходных обмоток напр жение не будет равно нулю, получим напр жение на второй выходной обмотке, пропорциональное У г, а угол поворота ротора СКВТ будет равен р.

Дл  автоматизации процесса выработки -УТ и рг, выходное напр жение с одной обмотки СКВТ подаетс  на вход маломощной след щей системы, выход которой механически соединен с ротором СКВТ. Двигатель будет поворачивать ротор СКВТ до тех пор, пока на обмотке , включенной на входе след щей системы, напр жение не будет равно нулю. При этом угол поворота ротора СКВТ равен аргументу вектора 9- 3 напр жение на второй выходной обмотке СКВТ будет пропорционально модулю среднего вектора v (см. блок V/).

Если необходимо получить модуль У в виде механического перемещени  (угла поворота), то, использу  еще одну след щую систему и линейный вращающийс  трансформатор ЛВТ (см. блок VI), можно получить величину Ут в виде угла поворота ротора ЛВТ. Таким образом, угол поворота ротора СКВТ в блоке VI равен аргументу -Vt среднего вектора скорости ветра, а угол поворота ротора ЛВТ этого же блока пропорционален модулю ту этого же среднего вектора скорости ветра.

Име  значени  9- и г в виде механических перемещений, легко осуществить регистрацию их значений в функции от времени в пр моугольных координатах, т. е. достаточно просто построить регистратор средней скорости и среднего направлени  ветра.

Особо полезным окажетс  метод векторного осреднени  скорости ветра при измерени х ветра на движущихс  объектах (корабле, самолете и др.). В этом случае необходимо оси координат, по которым раскладываетс  вектор мгновенной скорости ветра, ориентировать так, чтобы одна из осей (например, ось у-ов) была направлена вдоль движени  корабл  (самолета), а друга  ось (х-ов)-перпендикул рно движению корабл  (самолета).

Дл  получени  истинного значени  среднего вектора скорости ветра необходимо составл ющую V-y алгебраически сложить со скоростью движени  корабл  или самолета (например, при помощи механического дифференциала). Составл ющую относительной скорости ветра УК за счет собственного хода корабл  можно получить от лага.

1т:у v истинное.

Дл  осуществлени  этого алгебраического действи  между блокам:и /V и V составл ющей w-ry необходимо поставить механический дифференциал (на чертеже между блоками /У и V дифференциал изображен пунктиром). На одну крайнюю его часть следует подавать величину V-,у а на другую - УД. (скорость корабл ).

Кроме того, дл  получени  истинного направлени  ветра необходимо значение аргумента (направление ветра) алгебраически суммировать с курсом корабл  д. Это суммирование также целесообразно производить на механическом дифференциале, поставленном на выходе блока VI в цепи выработки Значение 7к может быть получено от гирокомпаса. (На чертеже дифференциал дл  введени  курса корабл  д, в выработанную величину 9- дл  получени  9t истинное показан пунктиром на выходе блока VJ).,;

Предмет изобретени 

Claims (2)

1.Устройство дл  измерени  и регистрации средней скорости и направлени  ветра, содержащее два ультразвуковых ветроприемника с взаимно-перпендикул рными направлени  распространени  ультразвука, пересчетные схемы и блоки осреднени , отличающеес   тем, что, с целью обеспечени  возможности одновременной регистрации средней скорости и направлени  ветра за заданный промежуток времени, каждый из блоков осреднени  через соответствующий линейный вращающийс  трансформатор электрически св зан с синусно-косинусным вращающимс  трансформатором, напр жение на одной из выходных обмоток которого пропорционально средней скорости ветра, а угол поворота его ротора пропорционален среднему направлению ветра.

2.Устройство по п. 1, отличающеес  тем, что, с целью обеспечени  возможности производства измерений с движущегос  объекта, между блокам:и осреднени  и линейным вращающимс  трансфор.матором ветроприемника, ориентированного по направлению движени , установлен механический дифференциал, а на выходе цепи выработки среднего направлени  ветра установлен другой механический дифференциал .

- 3 -№ 140249

Tt + к - истинное.

///

;V«

Vtiit ,VTyucm