SU1520451A1 - Apparatus for measuring the rate and direction of current - Google Patents
Apparatus for measuring the rate and direction of current Download PDFInfo
- Publication number
- SU1520451A1 SU1520451A1 SU874216945A SU4216945A SU1520451A1 SU 1520451 A1 SU1520451 A1 SU 1520451A1 SU 874216945 A SU874216945 A SU 874216945A SU 4216945 A SU4216945 A SU 4216945A SU 1520451 A1 SU1520451 A1 SU 1520451A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- input
- output
- outputs
- inputs
- counter
- Prior art date
Links
Landscapes
- Measuring Volume Flow (AREA)
Abstract
Изобретение относитс к океанологическому приборостроению. Цель изобретени - повышение точности измерени параметров океанического течени с помощью системы автономных буйковых станций за счет коррекции нелинейностей индивидуальных характеристик импеллеров двухкомпонентного датчика скорости течени , сигналы с которого обрабатываютс совместно с информацией об его ориентации согласно алгоритму векторного осреднени . Сигнал с исполнительного выхода 9 или 9Ъ преобразовател 3 или 3Ъ открывает по управл ющим входам 31 или 31Ъ соответствующие ключи элементов 2И-ИЛИ 28 и 24. В результате на тактовый вход 29 программируемого делител 22 с выхода элемента 2И-ИЛИ 28 поступает частота, пропорциональна индивидуальной характеристике сработавшего импеллера 2 или 2Ъ, а с выхода элемента 2И-ИЛИ 24 - код, пропорциональный мгновенной скорости потока воды вдоль оси его вращени . В зависимости от величины этого кода измен етс коэффициент делени программируемого делител 22, с выхода которого на вход умножени 30 синусно-косинусного формировател 6 поступает частота, котора соответствует зависимости периода оборота импеллера 2 или 2Ъ от скорости движени воды вдоль оси его вращени . 1 з.п. ф-лы, 3 ил.This invention relates to an oceanological instrumentation. The purpose of the invention is to improve the accuracy of measurement of ocean current parameters using an autonomous buoy station system by correcting the nonlinearity of individual impeller characteristics of a two-component flow velocity sensor, the signals from which are processed together with information about its orientation according to the vector averaging algorithm. The signal from the executive output 9 or 9b of the converter 3 or 3b opens up the control inputs 31 or 31b with the corresponding keys of the 2I-OR 28 and 24 elements. As a result, a frequency input proportional to the individual input to the clock input 29 of the programmable divider 22 from the 2I-OR 28 output. the characteristic of the actuated impeller 2 or 2, and from the output of element 2-OR 24, a code proportional to the instantaneous flow rate of water along its axis of rotation. Depending on the value of this code, the division ratio of the programmable divider 22 changes, from the output of which to the input of multiplication 30 of the sine-cosine driver 6 enters a frequency that corresponds to the dependence of the period of rotation of the impeller 2 or 2 from the speed of water movement along its axis of rotation. 1 hp f-ly, 3 ill.
Description
(Л(L
ел юate yu
оabout
4four
слcl
315315
с которого обрабатываютс совмест- но с информацией об его ориентации согласно алгоритму векторного осреднени . Сигнал с исполнительного выхода 9 или 9 преобразовател 3 или 3 открывает по управл ющим входам 31 иди 31 соответствующие ключи элементов 2И-ИЛИ 28 и 24. В результате на тактовый вход 29 программируемого делител 22 с выхйда элемента 2И- ИПИ 28 поступает частота, пропорциональна индивидуальной ха актеристи- ке сработавшего импеллера 2 или from which they are processed together with information about its orientation according to the vector averaging algorithm. The signal from the executive output 9 or 9 of the converter 3 or 3 opens the control inputs 31 or 31 with the corresponding keys of the 2I-OR 28 and 24. As a result, the clock input 29 of the programmable divider 22 from the output of the 2I-IPI 28 receives a frequency proportional to the individual ha actor impeller 2 or
а с выхода элемента 2И-Ю1И 24 - код, пропорциональный мгновенной скорости потока воды вдоль оси его вращени . В зависимости от величины этого кода измен етс коэффициент делени программируемого делител 22, с выхода которого на вход умножени 30 синусо- косинусного формировател 6 поступает частота, котора соответствует зависимости периода оборота импеллераand from the output of element 2I-U1I 24, a code proportional to the instantaneous flow rate of water along its axis of rotation. Depending on the magnitude of this code, the division ratio of the programmable divider 22 changes, from the output of which to the input of the multiplication 30 of the sine-cosine sine shaper 6 a frequency is received that corresponds to the dependence of the period of rotation of the impeller
2или 2 от скорости движени воды вдоль оси его вращени . 1 з.п. ф-лы,2 or 2 of the speed of water movement along its axis of rotation. 1 hp f-ly,
3ил.3il.
2525
30thirty
Изобретение относитс к океанологическому приборостроению и может быть преимущественно использовано при создании автономных средств измерени скорости и направлени морских и океанических течений.The invention relates to an oceanological instrumentation and can be advantageously used in the creation of autonomous means of measuring the speed and direction of sea and ocean currents.
Цель изобретени - повьшение точности измерений.The purpose of the invention is to increase the measurement accuracy.
На фиг.1 показана функциональна схема устройства дл измерени скорости и направлени течени ; на 1Fig. 1 shows a functional diagram of an apparatus for measuring velocity and direction of flow; on 1
фиг.2 - функциональна схема преобра- зрвател ; на фиг.З - функциональна схема магнитного компаса и синусно- косинусного формировател .FIG. 2 is a functional diagram of a converter; FIG. FIG. 3 is a functional diagram of a magnetic compass and a sine-cosine driver.
Устройство дл измерени скорости и направлени течени состоит из двух-35 компонентного импеллерного датчика 1, в котором два однотипных импеллера 2 и 2 расположены ортогонально друг другу, двух преобразователей 3 и 3 , магнитного компаса 4, соединенного с информационным входом 5 синусно-коси- нусного формировател 6 и далее через коммутатор 7 с сумматорс1ми 8 и 8. Преобразователи 3 и 3 св заны между собой путем подключени исполнительного выхода 9 преобразовател 3 к управл ющему входу 10 преобразовател 3 и исполнительного выхода 9 преобразовател 3 - к управл ющему входу 10 преобразовател 3 , а так- 50 же к командному входу 11 коммутатора 7. При этом знаковые выходы 12 и 12 преобразователей 3 и 3 поданы на управл ющие входы 13 и 13 коммутатора 7, а их исполнительные выходы 9 и )5 9 объединены на элементе ИЛИ 14, св занном с компасом 4 и с входом Пуск 15 формировател 6. В свою оче40A device for measuring speed and direction of flow consists of a two to 35 component impeller sensor 1, in which two identical impellers 2 and 2 are orthogonal to each other, two converters 3 and 3, a magnetic compass 4 connected to information input 5 of a sine-cosine the driver 6 and then through the switch 7 with the combinators 8 and 8. The converters 3 and 3 are interconnected by connecting the executive output 9 of the converter 3 to the control input 10 of the converter 3 and the executive output 9 of the converter Ate 3 - to the control input 10 of the converter 3, as well as to the command input 11 of the switch 7. At the same time, the sign outputs 12 and 12 of the converters 3 and 3 are fed to the control inputs 13 and 13 of the switch 7, and their executive outputs 9 i) 5 9 are combined on the element OR 14, connected with the compass 4 and with the entrance Start 15 of the driver 6.
4545
5five
00
5 0 5 5 0 5
00
5five
редь выход Сброс 16 формировател 6 подан на входы 17 и 17 преобразователей 3 и 3 , его информационные выходы 18 и 18 св заны соответственно с информационными входами 19 и 19 коммутатора 7, а выходы 20 и 20 формировател 6 квадрантов компасно- , го угла - с знаковыми входами 21 и 21 коммутатора 7. В состав устройства также вход т программируемый делитель 22, два счетчика 23 и 23 скорости , управл ющие через элемент 2И-1ШИ 24 по входам 25,, 25, ..., 25 программируемым делителем 22, и два генератора 26 и 26, подключенные к тактовым входам 27 и 27 соответственно счетчиков 23 и 23 скорости и через элемент 2И-ИЛИ 28 к тактовому входу 29 программируемого делител 22, св занного с тактовым входом 30 синусно-косинусного формировател 6. При этом исполнительные выходы 9 и 9 преобразователей 3 и 3 дополнительно соединены с соответствующими входами 31 и ЗГ элемента 2И-ИПИ 28 и управл ющими входами 32 и 32 элемента 2И-ИЛИ 24, а через формирователи 33 и 33 - с R-входа- ми 34 и 34 счетчиков 23 и 23 скорости .The output Reset 16 of driver 6 is fed to inputs 17 and 17 of converters 3 and 3, its information outputs 18 and 18 are connected respectively to information inputs 19 and 19 of switch 7, and outputs 20 and 20 of driver 6 of compass angle quadrants are sign inputs 21 and 21 of the switch 7. The device also includes a programmable divider 22, two counters 23 and 23 of speed, controlling through the element 2I-1SH 24 through the inputs 25 ,, 25, ..., 25 programmable divider 22, and two oscillators 26 and 26 connected to clock inputs 27 and 27, respectively, counters 23 and 23 with speed and through the element 2I-OR 28 to the clock input 29 of the programmable divider 22 connected to the clock input 30 of the sine-cosine driver 6. At the same time, the executive outputs 9 and 9 of the converters 3 and 3 are additionally connected to the corresponding inputs 31 and SG of the element 2I- FDI 28 and control inputs 32 and 32 of element 2I-OR 24, and through shapers 33 and 33 to R-inputs 34 and 34 of counters 23 and 23 of speed.
В состав преобразовател 3 (фиг.2) вход т два магниточувствительных элемента 35 и 36, магнит 37, закреп- ленньп на оси 38 вращени импеллера 2, схема знака 39, два исполнительных триггера 40 и 41, ключ И 42, элемент ИЛИ 43, а также три ключа И 44 - 46 и триггер 47 пам ти. При этом выход 48 ключа И 46 представл ет собой знаковьй выход 12 преобразовател 3,The transducer 3 (Fig. 2) includes two magnetically sensitive elements 35 and 36, a magnet 37 fixed on the rotation axis 38 of the impeller 2, a sign circuit 39, two actuating triggers 40 and 41, a key AND 42, an element OR 43, and also three keys AND 44 - 46 and a memory trigger 47. At the same time, the output 48 of the key AND 46 is the sign output 12 of the converter 3,
10ten
5five
выход 49 триггера 47 пам ти - его исполнйтельньй выход 9, вход 50 ключа И 45 - его вход Сброс, вход 51 ключа И 44 - его управл ющий вход.10the output 49 of the trigger 47 memory — its execution output 9, the input 50 of the key AND 45 — its input Reset, the input 51 of the key AND 44 — its control input 10.
В состав магнитного компаса 4 (фиг.З) вход т многофазный генератор 52 питани компаса, первичный преобразователь 53 азимутального угла, D- триггер 54, формирователь 35.The composition of the magnetic compass 4 (FIG. 3) includes a multi-phase compass power generator 52, an azimuth angle transducer 53, a D-trigger 54, a driver 35.
В состав формировател 6 (фиг.З) вход т генератор 56 опорного сигнаа , счетчик 57 пачки импульсов, счетчик 58 компасного угла, счетчик 59 квадрантов компасного угла, програм- 15 ируемые синусный 60 и косинусный 61 елители, два D-триггера 62 и 63, последний из которых управл ет ключаи И 64 и 65, а также ключи И 66 - 68, элемент 1ШИ 69, формирователи 20 Сброс 70 и Пуск 71. При этом так- товьй вход 30 всего синусно-косинус- ного формировател 6 подан на вход 72 ключа Н 68, св занного по выходу с тактовыми входами 73 и 74 соответственно синусного 60 и косинусного 61 делителей. По другому входу ключ 68 подключен к выходу триггера 62, св занному также с входом 75 ключа И 67 и через формирователь Сброс 70 с выходом 16 формировател 6. Генератор 56 подключен к другому входу ключа И 67 и входу 76 ключа И 66. Выходы ключей И 66 и 67 обьединены на элементе ИЛИ 69, выход которого подан на тактовьп1 вход 77 счетчика 58, выход ключа И 67 подан на тактовый вход 78 счетчика 57. Формирователь Пуск 71 по входу подключен к выхо25The generator 6 (Fig. 3) includes the generator 56 of the reference signal, the pulse pack 57, the compass angle counter 58, the compass angle quadrant 59, programmable sine 60 and cosine 61 tellers, two D-flip-flops 62 and 63 , the last of which controls the keys AND 64 and 65, as well as the keys AND 66 - 68, element 1, 69, shapers 20 Reset 70 and Start 71. At the same time, the load input 30 of the whole sine-cosine driver 6 is fed to the input 72 keys H 68, connected to the output with clock inputs 73 and 74, respectively, sine 60 and cosine 61 dividers. Another input key 68 is connected to the output of flip-flop 62, which is also connected to the input 75 of the key 67 and through the shaper reset 70 with the output 16 of the driver 6. The generator 56 is connected to another input of the key 67 and the input 76 of the key 66. The outputs of the keys AND 66 and 67 are integrated on the OR element 69, the output of which is fed to the clock1 input 77 of the counter 58, the output of the key AND 67 is fed to the clock input 78 of the counter 57. Former Start 71 on the input is connected to the output25
30thirty
3535
1,one,
ду элемента 1ШИ зан с R-входами 79 - но счетчиков 57 дов счетчика 58the dy of the 1ShI element is occupied with the R-inputs 79 - but the counters 57 dov of the counter 58
входы 83 ., 83entrances 83., 83
84,84,
1one
по выходу св - 1 соответствен- - 59. Группа 82 ВЬЕХО- подана на управл ющие 83 и 84 , 84,on output sv - 1, respectively - 59. Group 82 VIEHO- is submitted to managers 83 and 84, 84,
2 602 60
, ( и u-t ,,, (and ut,
. ., u-t соответственно синусного и косинусного 61 делителей, а выход 85 счетчика 58 св зан с тактовым входом 86 счетчика 59 и тактовым входом 87 триггера 63. D-входы триггеров. 54, 62 и 63 поданы на шину сигналов логической 1. Выходы 88,, 88 двух старщих разр дов счетчика 59 поданы на выходы 20 и 20 квадрантов компасного угла формировател 6, а выходы делителей 60 и 61 поданы соответст- венно через входы 89 и 90 ключей И 64 и 65 на выходы 18 (sin) и 18 (cos) формировател 6. Тактовьй вход 91 триггера 62, управл емый ин-. ., u-t, respectively, of the sine and cosine dividers 61, and the output 85 of the counter 58 is associated with the clock input 86 of the counter 59 and the clock input 87 of the trigger 63. D-inputs of the triggers. 54, 62 and 63 are fed to the signal bus of logic 1. The outputs 88 ,, 88 of the two most significant bits of the counter 59 are fed to the outputs 20 and 20 quadrants of the compass angle of the driver 6, and the outputs of dividers 60 and 61 are fed through inputs 89 and 90 switches 64 and 65 to the outputs 18 (sin) and 18 (cos) of the driver 6. The clock input 91 of the flip-flop 62
15204511520451
10ten
15 20 2515 20 25
30thirty
3535
4040
4545
5050
5555
версивным выходом триггера 54, также подключен к входу 92 ключа И 66, R-входу 93 триггера 63 и одновременно представл ет собой вход 5 формировател 6. R-вход 94 триггера 62 управл етс выходом счетчика 57. Выход элемента ИЛИ 14 управл ет многофазным генератором 52 компаса 4 и через формирователь 55 R-входом 95 . триггера 54. Выходы многофазного генератора 52 поданы на преобразователь 53, выход которого св зан с тактовым входом 95 триггера 54.A flashing output of flip-flop 54 is also connected to input 92 of key AND 66, R-input 93 of flip-flop 63 and at the same time represents input 5 of driver 6. R-input 94 of flip-flop 62 is controlled by the output of counter 57. The output of element OR 14 controls a multi-phase generator 52 compass 4 and through the imager 55 R-input 95. the trigger 54. The outputs of the multi-phase generator 52 are fed to the converter 53, the output of which is connected to the clock input 95 of the trigger 54.
Устройство работает следующим образом .The device works as follows.
При движении потока воды через датчик 1 скорости течени происходит вращение его импеллеров 2 и 2 . Поворот любого импеллера 2 или 2 на фиксированную величину угла вызывает срабатывание соответствующего преобразовател 3 или 3, что приводит к по влению сигнала на исполнительном выходе 9 или 9 и через элемент ИЛИ 14 включению магнитного компаса 4. Поскольку схемы преобразователей 3 и 3 идентичны, рассмотрим работу одного из них, например преобразова- . тел 3.When water flows through the flow velocity sensor 1, its impellers 2 and 2 rotate. Turning any impeller 2 or 2 to a fixed angle causes the corresponding converter 3 or 3 to operate, which causes a signal at the executive output 9 or 9 and through the element OR 14 to turn on the magnetic compass 4. Since the circuits of the converters 3 and 3 are identical, consider the operation one of them, for example transform-. tel 3.
Работа данного штеллерного преобразовател выполн етс во врем совершени соответствующим импеллером 2 поворота на фиксированную величину угла. При этом в момент срабатывани обоих магниточувствительньтх элементов 35 и 36 сигнал с выхода ключа И 42 устанавливает в состо ние соответствующий данному направлению вращени исполнительньй триггер 40 или 41, показывающий знак единичного отрезка пути, пройденного потоком воды мимо датчика 1 скорости течени вдоль оси импеллера 2. Определение этого знака производитс схемой знака 39 в результате логического анализа последовательности сигналов с магниточувствительных элементов 35 и 36, возникающих в процессе вращени импеллера 2. Тогда в случае от- сутстви срабатывани другого преобразовател З сигнал с исполнительных триггеров 40 или 41 через элемент ИЛИ 43 и ключ И 44 передаетс . на тактовый вход триггера 47 пам ти, |0н устанавливаетс в состо ние Q и на его выходе 49 возникает сигнал логической 1, которьй поступает на исполнительньп вьтход 9 преобразовател 3 и далее через элемент ИЛИ 14 - на запуск магнитного компаса 4, а также на вход Пуск 15 си- нусно-косинусного формировател 6. В результате (фиг.З) формировательThe operation of this stick converter is performed while the corresponding impeller 2 is being turned by a fixed angle. In this case, at the moment of triggering both magnetically sensitive elements 35 and 36, the signal from the output of the switch 42 sets the trigger trigger 40 or 41 corresponding to this direction of rotation, indicating the sign of a single segment of the path traveled by the flow of water past the flow velocity sensor 1 along the axis of the impeller 2. The definition of this sign is made by the sign circuit 39 as a result of a logical analysis of the sequence of signals from the magnetically sensitive elements 35 and 36 arising during the rotation of the impeller 2. Then tea the absence of another actuation signal from the transducer G executive triggers 40 or 41 through OR gate 43 and the key 44 and transmitted. at the clock input of the memory trigger 47, | 0n is set to the Q state, and at its output 49 a logical 1 signal is generated, which goes to the actuator input 9 of the converter 3 and then through the OR element 14 to start the magnetic compass 4 and also to the input Start 15 of the sinus-cosine driver 6. As a result (FIG. 3) the driver
Пуск 71 вырабатывает импульсньй сигнал, KOTopbtff, поступа на R-BXO- ды 79-81, обнул ет соответственно счетчики 57 - 59.Start 71 generates a pulse signal, KOTopbtff, arriving at R-BXO 79-81, zeroing, respectively, counters 57-59.
Сброс исполнительного триггера 40 или 41, а также триггера 47 пам ти осуществл етс по команде с выхода Сброс 16 синусно-косинусного формировател 6, котора , проход через вход 50 ключа И 45, поступает на R- входы триггеров 40, 4j и 47.The reset actuator trigger 40 or 41, as well as memory trigger 47, is reset by a command from output Reset 16 of the sine-cosine driver 6, which, passing through the input 50 of the switch AND 45, goes to the R-inputs of the triggers 40, 4j and 47.
Запуск магнитного компаса 4 и синусно-косинусного формировател 6 происходит следующим образом. В момент по вл ени на выходе элемента ИЛИ 14The launch of the magnetic compass 4 and the sine-cosine driver 6 is as follows. At the moment of occurrence at the output of the element OR 14
команды в виде сигнала логической на включение магнитного компасаcommands in the form of a logical signal to turn on the magnetic compass
1 one
4 запускаетс в работу многофазньй генератор 52 питани компаса, которьм выдает на первичньп преобразователь 53 азимутального угла все питающие напр жени . Выходным сигналом преобразовател 53 вл етс сдвиг фазы выходного напр жени преобразовател 53, снимаемого с его .подвижного электрода относительно нулевой фазы напр жени , питающего этот преобразователь 53 и снимаемого с многофазного генератора 52, Этот сдвиг фазы однозначно св зан с положением картушки преобразовател 53, следовательно характеризует собой положение корпуса ус- тройства дл измерени скорости и направлени течени относительно географических координат. Фактически нулева фаза питающего напр жени совпадает с передним фронтом сигнала, поступающего со схемы ИЛИ 14 на запуск многофазового генератора 52, поэтому дл вьщелени временного интервала Т ;, равного величине искомого сдвига фазы, служит D-триггер 54. Он устанавливаетс по R-входу 95 в состо ние импульсным сигналом, вырабатываемым формирователем 55 по заднему фронту сигнала, поступающего с выхода элемента Ш1И 14, и переключаетс по своему тактовому входу 96 в состо ние по переднему фронту выходного сигнала, снимаемого с подвижного электрода преобразовател 53.4, a multi-phase compass supply generator 52 is commissioned, which supplies all supply voltages to the primary azimuth angle converter 53. The output signal of converter 53 is the phase shift of the output voltage of converter 53 taken from its moving electrode relative to the zero phase voltage supplying this converter 53 and removed from multiphase generator 52. This phase shift is uniquely related to the position of the converter card 53, hence characterizes the position of the body of the device for measuring the velocity and direction of flow relative to geographic coordinates. In fact, the zero phase of the supply voltage coincides with the leading edge of the signal coming from the OR 14 circuit to start the multi-phase generator 52, therefore, to separate the time interval T; equal to the value of the desired phase shift, the D-flip-flop 54 serves. into the state by a pulse signal produced by the shaper 55 on the falling edge of the signal coming from the output of the element Sh1I 14, and switched by its clock input 96 to the state on the leading edge of the output signal removed from the moving electr trode converter 53.
В результате на инверсном выходе D-триггера 54 оказываетс сформированAs a result, the inverse output of the D-flip-flop 54 is formed
00
5five
00
5five
00
5five
00
5five
00
5five
искомый временной интервал Т/, однозначно характеризующш значение измеренного компасного угла с/-, и, сле- довательг о, положени корпуса устройства относительно системы географических координат. Далее этот временной интервал Т поступает на информационный вход 5 синусно-косинусного формировател 6.the desired time interval T /, unambiguously characterizing the value of the measured compass angle c / -, and, therefore, the position of the device body relative to the system of geographical coordinates. Further, this time interval T is fed to the information input 5 of the sine-cosine driver 6.
В указанном формирователе 6 временной интервал заполн етс на ключе И 66 импульсами, поступающими с генератора 56 опорного сигнала, и полное значение измеренного .компасного угла c( j в виде число-импульсного кода заноситс через элемент ИЛИ 69 по тактовому входу 77 в счетчик 58 компасного Угла. По заднему фронту видеоимпульса , равного по длительности Т, и снимаемому с инверсного выхода D-триггера 54, срабатывает по такто- Bor-iy входу 91 D-триггер 62, который, устанавлива сь в состо ние , открывает ключи И 66 и 67, а также запускает формирователь 70. Данный формирователь выдает на выходе Сброс 16 синусно-косинусного формировател 6 импульсный сигнал, который далее поступает на входы 17 и 17 преобразователей 3 и 3 и осуществл ет возвращение п состо ние ранее сработавших исполнительных триггеров 40 или 41, а также триггера 47 пам ти.In the specified driver 6, the time interval is filled on key AND 66 by pulses from the generator 56 of the reference signal and the full value of the measured compass angle c (j in the form of a number-pulse code is entered through the OR 69 element at clock input 77 into counter 58 On the falling edge of the video impulse, equal in duration T, and removed from the inverse output of the D-flip-flop 54, triggered input 91 D-flip-flop 62, which, when set to the state, opens the AND 66 and 67 keys and also starts the shaper 70. This The driver generates at output of Reset 16 of the sine-cosine driver 6 a pulse signal, which then goes to inputs 17 and 17 of converters 3 and 3 and returns the status to previously triggered execution triggers 40 or 41, as well as memory trigger 47.
Одновременно сигнал частоты опорного сигнала с генератора 56 начинает поступать через открытый ключ И 67 и элемент ИЛИ 69 на считывание из счетчика 58 ранее записанного в него кода компасного угла (j) а сиг- нал с программируемого делител 22 через открытый ключ И 68 - на тактовые входы 73 и 74 синусного 60 и ко синусного делителей. При этом сигнал опорной частоты с выхода ключа И 67 начинает непосредственно поступать на тактовый вход 78 счетчика 57 пачки импульсов. После поступлени на его тактовый вход 78 числа импульсов, равных емкости этого счетчика 57, он переполн етс и возвращает по Н-входу 94 D-триггер 62 в состо ние . В результате ключи И 67 и 68 закрываютс , а на выходе ключа И 67 будет сформирована пачка импульсов, число которых равно емкости счетчика 57. Эта пачка импульсов поступает через элемент ИЛИ 69 на тактовый вход 77 счетчика 58At the same time, the signal of the frequency of the reference signal from the generator 56 begins to flow through the public key AND 67 and the element OR 69 to read from the counter 58 the code of the compass angle previously written into it (j) and the signal from the programmable divider 22 through the public key AND 68 to the clock inputs 73 and 74 sine 60 and cine sine dividers. The signal of the reference frequency from the output of the key And 67 begins to flow directly to the clock input 78 of the counter 57 of the pulse pack. After the number of pulses equal to the capacitance of this counter 57 arrives at its clock input 78, it overflows and returns the D-flip-flop 62 to the state on the H input 94. As a result, the And 67 and 68 keys are closed, and at the output of the And 67 key, a burst of pulses will be formed, the number of which is equal to the capacitance of the counter 57. This burst of pulses goes through the OR 69 element to the clock input 77 of the counter 58
))
компасного угл , а н тактовые пходп 73 и 74 сннуспог о 60 и косинусного 61 делителей через открытый ключ И 68 - сигнал с программируемого дели-- тел 22. Тогда из этого сигнала синусный делитель 60 формирует на выходе ключа И 64 серию импульсов, число которых в серии пропорционально синусу главного значени измеренного компасного угла f, (j), а косинусный делитель - на выходе ключа И 65 серию импульсоп, число которых пропорционально косинусу этого угла.compass, and clock rates 73 and 74 snnpog 60 and cosine 61 dividers through the public key AND 68 - a signal from a programmable divisor tel 22. Then from this signal the sine divider 60 forms at the output of the key AND 64 a series of pulses, the number of which in the series is proportional to the sine of the principal value of the measured compass angle f, (j), and the cosine divider is at the output of the key AND 65 a series of pulses, the number of which is proportional to the cosine of this angle.
Это достигаетс тем, что в процессе заполнени счетчика 58 код с его группы 82 выходов, поступа на управл ющие входы 83,, 83 , ..., 83 1 и на 84 , 84 84 соответственно синусного 60 и косинусного 61 делителей, непрерывно измен ет их коэффициент делени . При этом коэффициент делени синусного делител 60 измен етс по синусоидальному закону в зависимости от величины кода, присутствующег о на его управл ющих входах 83,, 83.2, - f косинусного делител 61 - по косинусои- дальному, в зависимости от кода, присутствующего на его управл ющих входах 84 ,, 84 , . . ., 84 j. В силу того, что на группе 82 ьгходов счетчика 58 присутствует код, эквивалентньи главному значению компасного угла c«; (j), то на выходах этих делителей 60 и 61 частота следовани импульсов также мен етс по синусоидальному и косинусоидальному закону, начина с тех значений указанных тригонометрических функций, которые соответствуют измеренному значению компасного угла с/, (j).This is achieved by the fact that in the process of filling the counter 58, the code from its group of 82 outputs, going to the control inputs 83 ,, 83, ..., 83 1 and 84, 84 84, respectively, sine 60 and cosine 61 dividers, continuously changes their division ratio. In this case, the division ratio of the sine divider 60 varies according to a sinusoidal law, depending on the size of the code present on its control inputs 83 ,, 83.2, –f cosine divider 61 — according to the cosine distance, depending on the code present on it. inputs 84 ,, 84,. . ., 84 j. Due to the fact that there is a code on the group 82 of the runs of the counter 58, it is equivalent to the main value of the compass angle c «; (j), at the outputs of these dividers 60 and 61, the pulse frequency also varies according to the sinusoidal and cosine laws, starting with those values of the indicated trigonometric functions that correspond to the measured value of the compass angle c /, (j).
В то же врем число импульсов, поступивших с выхода открытого ключа И 66 через элемент ИЖ 69 на так- товьи вход 77 счетчика 58 компасного угла эквивалентно компасному углуAt the same time, the number of pulses received from the output of the public key AND 66 through the IL 69 element to the user's input 77 of the compass angle counter 58 is equivalent to the compass angle
o ((j)90 . Это обеспечиваетс тем, что емкость счетчика 57 выбрана рав- ной емкости счетчика 58 главного значени компасного угла, максимальна величина которого не может превысить 90. В результате по вление сигнала переполнени счетчика 58 на выходе 85 произойдет после того, как на его тактовьй вход 77 поступит число импульсов , равное основному значению имеренного компасного угла d- (j). По вление сигнала на выходе 85 прив1 (1o ((j) 90. This is ensured by the fact that the capacity of the counter 57 is chosen equal to the capacity of the counter 58 of the main value of the compass angle, the maximum value of which cannot exceed 90. As a result, the overflow signal of the counter 58 at the output 85 will occur after as its clock input 77 will receive a number of pulses equal to the main value of the measured compass angle d- (j). The appearance of a signal at the output of 85 pref (1
,(ет к переключению по тлкт( пхсъчу 87 D-триггера 63, И результате на пр мом выходе этого трттгт ера 63 (1у;,ет сформирован време1П{пй iiHTt pnajr, про- порциональньц углу, дополнительному к 1 лавному значению компасного, углл с/( (j) до 90, а на инверсном выходе ;)того три1тера 63 временной интервал,, (em to switch by tlkt (phaschu 87 D-flip-flop 63, and the result is at the direct output of this trtgtrera 63 (1u;, em is formed by time {пи iiHTt pnjr, proportional angle, complementary to 1 major compass value, ugl c / ((j) up to 90, and on the inverse output;) of this three-way 63 time interval,
Q пр мопропорциональньш этому углуQ p m is proportional to this corner.
с/; (j). Заполн на ключах Н 64 и 65 эти временн1)1е интервалы сигналами, поступающими с делителей 60 и 6), на выходе указан {ьгх ключей получаютс with/; (j) Filling in the keys H 64 and 65 these time intervals 1) 1e intervals with signals coming from dividers 60 and 6), at the output indicated {these key are obtained
две требуемые серии 1шпульсов. В одной из этих серий число N импульсов пропорционально синусу главного значени измеренного компасного угла о( (j), а во второй N - пропорциоQ нально косинз су этого угла, т.е. two required series of 1shpulsov. In one of these series, the number N of pulses is proportional to the sine of the main value of the measured compass angle o ((j), and in the second N it is proportional to the cosines of this angle, i.e.
N, ,. (j), (j), где N (, - мaкcи aлыlo возможное число импульсов в этих сери х, возникающее в случа х равенства 1 рассматривае5 f fbix тригонометрнче.ских функций.N,,. (j), (j), where N (, is the maximally possible number of pulses in these series, arising in the case of equality 1 considered 5 f fbix trigonometric functions.
Необходима дополнительна информаци о полном -значении измеренного компасного угла с/ (.) т.е. о квадранте его расположени , имеетс наAdditional information is needed on the full value of the measured compass angle with / (.) about the quadrant of its location, there is
выходах 88, и 83 счетчика 59. При этом частота следовани импульсов в указанных сери х равна частоте выходного сигнала программируемого кодом делител 22. the outputs 88, and 83 of the counter 59. At the same time, the pulse frequency in the indicated series is equal to the frequency of the output signal of the code 22 programmable divider.
В момент окончани измерени ком пасного угла с/; (j) по заднему фроне- ту видеоимпульса длительности , снимаемого с инверсного выхода D- триггера 54, сигнал с выхода Сброс 16 формировател 6 по цепи вход 17At the time of completion of the measurement of the contact angle with /; (j) on the falling edge of the video pulse of the duration taken from the inverse output of the D-flip-flop 54, the signal from the output Reset 16 of the driver 6 through the circuit input 17
или 17 преобразовател 3 или 3 через .его исполнительньш выход 9 или 9 запускает в работу формирователь 33 или 33 По импульсному сигналу с этих формирователей 33 и 33 сбрасываетс в нуль по R-входу 34 или 34 соответствующий счетчик 23 или 23 скорости. .Данные счетчики 23 и 23 скорости непрерывно в интервале времени от одного срабатьгоани преобразо вател 3 или 3 до другого подсчитывают импульсы, поступающие-на irx тактовые входы 27 и 27 с выходов регулируемых генераторов 26 и 26. За счет возможности независимой установки с or 17 transducer 3 or 3 via executive output 9 or 9 starts shaper 33 or 33. By a pulse signal from these shapers 33 and 33, the corresponding counter 23 or 23 of speed is reset to zero by R input 34 or 34. .Data counters 23 and 23 speeds continuously in the time interval from one inverter converter 3 or 3 to another count the pulses arriving at irx clock inputs 27 and 27 from the outputs of adjustable oscillators 26 and 26. Due to the possibility of independent installation of
5 помощью генераторов 26 и 26 частоты следовани этих импульсов пни выбираютс такими, чтобы соответствовать индивидуальным зависимост м пе55 Using the generators 26 and 26 for the frequency of these pulses, the stumps are chosen to correspond to the individual dependencies of ne
Ч5 CH5
рийда вращени казвдого из импеллеров 2 и 2 от скоростей набегающего водного потока, действующих вдоль их осей вращени . Поэтому к моменту совершени любым из импеллеров 2 или 2 поворота на фиксированную величину угла в счетчике 23 или 23 скорости оказываетс накоплен код, который однозначно характеризует величину мгновенной скорости течени в направлении оси вращени данного импеллераThe rotation of the rotation of the impellers 2 and 2 depends on the velocities of the incoming water flow acting along their axes of rotation. Therefore, by the time any of the impellers 2 or 2 rotate by a fixed angle in the speed counter 23 or 23, a code has been accumulated that uniquely characterizes the magnitude of the instantaneous flow velocity in the direction of the axis of rotation of this impeller
Таким образом, частот программируемого делител 22, вл юща с одновременно частотой следовани импул сов На тактовом вхцде 30 синусно-ко- синусного делител 6, оказываетс завис щей от величины кода, присутствующего на входе программируемого делител 22, Полученные две серии им- пульсов, несущих информацию о проекци х на географические координаты единичных отрезков пути, пройденных водой через датчик -1 скорости течени , направл ютс далее через комму- татор 7 в различные сумматоры 8 и 8 Там они накапливаютс в течение всего интервала Т осреднени скорости. Пор док распределени этик шшульсов по входам сумматоров 8 и 8 задаетс коммутатором 7 в зависимости от сигналов на знаковых выходах 12 и 12 преобразователей 3 и 3% поданных соответственно на управл ющие входы 13 и 13 коммутатора 7, а также определ етс сигналом на исполнительном выходе 9 преобразовател 3, поданного на командньй вход 11 коммутатора 7, и сигналами, присутствующими на выходах 20 и 20 квадрантов формиро- вател 6 и поступающими на знаковые входы 21 и 21 этого коммутатора.Thus, the frequencies of the programmable divider 22, which is simultaneously with the pulse following frequency. At a clock clock of 30 sine-coaxial divider 6, is dependent on the size of the code present at the input of the programmable divider 22, the two series of pulses received Information about the projections to the geographic coordinates of single lengths of the path traveled by water through the flow velocity sensor -1 is further directed through the switch 7 to various adders 8 and 8 There they accumulate during the entire interval T speed reductions. The order of distribution of the ethics of the shshulsov across the inputs of the adders 8 and 8 is set by the switch 7 depending on the signals at the sign outputs 12 and 12 of the 3 and 3% converters supplied respectively to the control inputs 13 and 13 of the switch 7, and is also determined by the signal at the executive output 9 converter 3, applied to the command input 11 of the switch 7, and signals present at the outputs 20 and 20 of the quadrants of the former 6 and arriving at the sign inputs 21 and 21 of this switch.
Наличие информации о квадранте раположени азимутального угла с/, (j) необходимо, так как формирователь 6 производит преобразование временного интервала Т в серии импульсов только в пределах главного угла, максимальное значение которого не превышает 90. Распределение этих импульсов по входам сумматора отвечает алгоритму векторного осреднени , описываемому следующими уравнени ми:Information about the azimuth angle positioning quadrant c /, (j) is necessary, since shaper 6 converts the time interval T in a series of pulses only within the main angle, the maximum value of which does not exceed 90. The distribution of these pulses over the inputs of the adder corresponds to the vector averaging algorithm described by the following equations:
( i Sinc.Signi+ Z Cos d-(i Sinc.Signi + Z Cos d-
т (1 |« 1 t (1 | «1
II
rSignj)rSignj)
Vy Cosd.Signi- Sin . X Signj),Vy Cosd.Signi-Sin. X Signj),
J2J2
Q Q
5 0 5 g .« 5 0 5 g. "
00
5five
где 1 и m - соответственно чийлаwhere 1 and m are chill respectively
полных оборотов импеллеров 2 и 2 за врем Т; Signi,full turns of impellers 2 and 2 during time T; Signi,
Signj - направлени вращени импеллеров 2 и 2 в момент определени значени компасного угла J. или с/., заданных сигналами логических 1 и О на знаковых выходах 12 и 12 импеллерных преобразователей 3 и 3 Signj - the direction of rotation of the impellers 2 and 2 at the time of determining the value of the compass angle J. or c /., Given by the signals logical 1 and O at the sign outputs 12 and 12 of the impeller converters 3 and 3
В итоге в сумматорах 8 и 8 за врем Т осреднени накапливаютс числа импульсов N, и Ny, однозначно св занные Нормирующим коэффициентом К с искомыми значени ми меридианаль- ной V и широтной V составл ющими :среднего за этот промежуток времени Т вектора скорости течени N,KV,, ,.As a result, in the adders 8 and 8, during the time T of averaging, the numbers of pulses N and Ny are uniquely connected by the Normalizing coefficient K with the desired values of the meridional V and latitudinal V components: the average for this period of time T of the current velocity vector N, KV ,,,.
Наличие информации о мгновенной величине скорости течени вдоль оси вращени импеллера 2 или 2 , который зафиксировал перемещение потока на единичный отрезок пути, позвол ет вносить в величину его проекций на географические координаты необходимые поправки, св занные с характером указанной зависимости. С этой целью сигнал с исполнительного выхода 9 или 9 преобразовател 3 или 3 открывает по управл ющим входам 31 или 31 соответствующие ключи элементов 2И-ШШ 28 и 2И-ИЖ 24. В результате на тактовый вход 29 программируемого делител 22 с выхода элемента 2И-ИЛИ 28 поступает частота, пропорциональна индивидуальной характеристике именно сработавшего импеллера 2 или 2 ас выхода элемента 2И-ИЛИ 24 - код, пропорциональный мгновенной скорости потока воды вдоль оси его вращени .The availability of information about the instantaneous speed of the current along the axis of rotation of the impeller 2 or 2, which recorded the movement of the stream for a single segment of the path, allows you to make the necessary corrections to the magnitude of its projections on the geographic coordinates associated with the nature of this dependence. For this purpose, the signal from the executive output 9 or 9 of the converter 3 or 3 opens the control keys 31 or 31 with the corresponding keys of the 2I-SHSh 28 and 2I-IZH 24. As a result, the clock input 29 of the programmable divider 22 from the output of the 2I-OR 28, a frequency arrives that is proportional to the individual characteristic of exactly the actuated impeller 2 or 2 ac of the element 2I-OR 24 output — a code proportional to the instantaneous velocity of water flow along its axis of rotation.
В зависимости от величины этого кода измен етс коэффициент программируемого делител 22, чтобы значение частоты сигнала на его выходе мен лось согласно виду характеристики данного импеллера 2 или 2 . Поэто-. му с программируемого делител 22 на вход 30 умножени синусно-косинус- ного формировател 6 поступает частота , котора каждый раз точно соответствует зависимости периода оборота импеллера 2 или 2 от скорости движени воды вдоль оси его вращени . Та13Depending on the value of this code, the coefficient of the programmable divider 22 varies so that the frequency of the signal at its output varies according to the form of the characteristics of this impeller 2 or 2. Therefore From programmable divider 22, a frequency is supplied to input 30 of the multiplication of the sine-cosine driver 6, which each time exactly corresponds to the dependence of the rotation period of the impeller 2 or 2 on the speed of water movement along the axis of its rotation. Ta13
КИМ образом программируемый делитель 22 выполн ет кусочно-линейную аппроксимацию нелинейных характеристик импеллеров , а выбор участков аппрокси- i мации осуществл етс по величине кодов , накопленных в счетчиках 23 или 23 скорости и коммутируемых с помощью элемента 2И-ИЛИ 24. В результате число импульсов в сери х, вырабатываемых синусно-косинусным формирователем 6, оказываетс скорректированным с учетом нелинейности индиви- дуальньк характеристик импеллеров 2 и 2 датчика 1 скорости течени , и, следовательно, точно соответствующим проекци м на географические координаты единичных отрезков пути, проходимых потоком воды вдоль датчика 1 скорости течени .The CMM image of the programmable divider 22 performs a piecewise linear approximation of the nonlinear characteristics of the impellers, and the selection of the approximation regions is carried out by the magnitude of the codes accumulated in speed counters 23 or 23 and switched using element 2I-OR 24. As a result, the number of pulses in The series produced by the sine-cosine driver 6 is corrected taking into account the non-linearity of the individual characteristics of the impellers 2 and 2 of the flow rate sensor 1, and, therefore, exactly the corresponding projects m geographic coordinates of individual path segments traversed by the flow of water along the flow velocity sensor 1.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU874216945A SU1520451A1 (en) | 1987-03-30 | 1987-03-30 | Apparatus for measuring the rate and direction of current |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU874216945A SU1520451A1 (en) | 1987-03-30 | 1987-03-30 | Apparatus for measuring the rate and direction of current |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1520451A1 true SU1520451A1 (en) | 1989-11-07 |
Family
ID=21293498
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU874216945A SU1520451A1 (en) | 1987-03-30 | 1987-03-30 | Apparatus for measuring the rate and direction of current |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1520451A1 (en) |
-
1987
- 1987-03-30 SU SU874216945A patent/SU1520451A1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Авторское свидетельство СССР К 1093979, кл. f 01 Р 5/06, 1982. Авторское свидетельство СССР Ь 1150543, кл. G 01 Р 5/06, 1983. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4314146A (en) | Analog display device | |
US4222270A (en) | Gyroscope rate range switching and control system | |
SU1520451A1 (en) | Apparatus for measuring the rate and direction of current | |
US3337723A (en) | Integrating data converter to provide continuous representation of aircraft position | |
US3616692A (en) | Data acquisition system | |
SU1251332A1 (en) | Shaft turn angle-to-digital converter | |
SU1080175A1 (en) | Shaft rotation angle encover | |
SU788055A1 (en) | Device for measuring characteristics of logic elements | |
JPS59143965A (en) | Acceleration detector | |
SU855872A1 (en) | Device for measuring phase shift of two voltages | |
SU980001A1 (en) | Digital speed meter | |
SU1709235A1 (en) | Device for measuring shift phases | |
SU1018039A1 (en) | Digital phase meter | |
SU746653A1 (en) | Device for converting displacement-to-code- to-phase | |
SU682872A1 (en) | Digital servo system | |
RU2069876C1 (en) | Device for measurement of magnetic declination at sea | |
US5296804A (en) | Air core gauge fixed voltage signal and variable pulse width modulation signal interchanged control system therefor | |
SU1257555A1 (en) | Digital tracking phasemeter | |
SU991598A1 (en) | Synchronous detector | |
SU1307443A1 (en) | Meter of time intervals | |
SU1661660A1 (en) | Apparatus to measure frequency-modulated oscillation parameters | |
RU2039935C1 (en) | Autonomous navigation device | |
SU1411680A1 (en) | Speed digital meter | |
SU892712A1 (en) | Device for converting pulse trains into time intervals | |
SU1748079A1 (en) | Sinusoidal current active and reactive components transducer |