[其他]自動定向的方位測定裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 86202818
• 申請日: 1986-05-02
• 公開（公告）號: CN86202818U
• 公開（公告）日: 1987-05-27
• 發(fā)明（設計）人: 倪曉燕;粱憲生
• 申請（專利權）人: 倪曉燕
• 主分類號: G01P13/02
• 分類號: G01P13/02
• 代理公司: 南京工學院專利事務所
• 代理人: 姚建楠,沈廉

本實用新型屬于測向儀器儀表領域，是一種能自動定向的方位測定裝置。

隨著科學的發(fā)展和人民生活的需要，經常要對流體（如水流、氣流）進行測向和對一些運動目標進行方位測定，因此，測向裝置正在發(fā)展。但目前的測向裝置在適用范圍和結構上還存在一定限制，通常的測向裝置（圖1）結構是由外殼〔2〕、被測部件〔5〕（如風向標、水流標等）、軸〔1〕、碼盤〔3〕、發(fā)光部件〔10〕、碼檢測部件〔4〕組成，工作時將外殼相對于地座標進行固定，被測部件、碼盤和軸相連，當被測部件的方位發(fā)生變化時，碼盤的方位也隨之改變，因為碼檢測部件是和外殼相連的，所以由碼檢測部件測得的方位值即為被測部件對地座標的絕對方位值〔φ〕。缺點在于測向時裝置本身必須按預先規(guī)定的方位與地座標固定，在一些游動性場合（如高空、深海下）裝置本身不能固定的情況下就無法進行測量。

本實用新型的目的在于提供一種在游動性場合下對流體和目標進行自動測向的裝置。

本實用新型可分為測向裝置和信號處理兩部分。

在測向裝置部分（圖2）采用兩個方位輸出，其中一個稱為牽連方位〔φ_b〕，另一個稱為相對方位〔φ_a〕，與之相適應在結構上也分為兩個部分。第一部分由軸〔1〕、被測部件〔5〕、碼盤〔3〕三者的組合體和發(fā)光部件〔10〕、碼檢測部件〔4〕所組成，第二部分由軸〔6〕、磁體〔9〕、碼盤〔8〕這三者的組合體和發(fā)光部件〔11〕、碼檢測部件〔7〕所組成，這兩部分可安裝在同一外殼〔2〕中，也可分別置于同一運動體（如船、汽車等）上的兩個部位，只要在測量中該兩部分之間不發(fā)生相對位移和轉動即可。

信號處理部分（圖4）由放大器〔14〕，碼制轉換器〔15〕、加法器〔16〕、比較器〔17〕等組成，由比較器輸出的信號可送至計算機〔18〕內進行處理，并由顯示器〔19〕和打印機輸出進行監(jiān)測。該部分可置于測向裝置一起，也可單獨放置。

本實用新型的工作原理在于：在外磁場（通常是地磁場）作用下，磁體〔9〕總是與外磁場保持著一定的方位，由于碼盤〔8〕是通過軸〔6〕與磁體〔9〕相連的，所以碼盤〔8〕也始終與外磁場保持某個相對方位。當外殼〔2〕發(fā)生轉動時，碼檢測部件〔7〕就檢測出外殼〔2〕對磁體〔9〕的方位偏差值即牽連方位〔φ_b〕。在流體的作用下，使被測部件〔5〕相對于外殼〔2〕也產生一個方位偏差值即相對方位〔φ_a〕。將牽連方位〔φ_b〕和相對方位〔φ_a〕求和，即可得到所要求的絕對方位〔φ〕，即

φ＝φ_a＋φ_b

因為碼盤〔3〕、〔8〕的編碼范圍均為0到360°，所以當〔φ〕值超過或等于360°時，應將〔φ〕值減去360°才為實際值，因此〔φ〕值可用下式表示：

碼盤〔3〕、〔8〕分別采用格雷碼編排，采用照相制版在碼盤上形成圖形。發(fā)光部件〔10〕、〔11〕發(fā)出的光信號通過碼盤〔3〕、〔8〕分別被碼檢測部件〔4〕〔7〕接收，分成兩路輸出。因為輸出信號即牽連方位〔φ_b〕，相對方位〔φ_a〕較弱，因此，兩路信號進入放大器〔14〕進行整形放大，然后將信號送入碼制轉換器〔15〕，把格雷碼轉換成適用于計算機處理的二進制碼，再將這兩路信號送入加法器〔16〕內進行加法處理及求和邏輯運算，輸出值為絕對方位〔φ〕，為使觀測值為一小于360°方位的值，再將絕對方位〔φ〕送入比較器〔17〕比較，然后送入計算機處理，最后由各種顯示器和打印機輸出進行觀測。

根據(jù)需要，可將碼盤編排適當，使顯示方位值做到進一步細分。如果將碼盤換成磁碼盤，則相應的碼檢測部件也更換成磁敏元件。為避免磁屏蔽，外殼應選用非磁性材料制成，并可按需要制成各種形狀。軸承〔12〕、〔13〕是為使軸〔1〕〔6〕在外殼〔2〕中運轉自如，減小摩擦系數(shù)。

本實用新型應用領域寬，測量精度高，可用于高空大氣測量、海洋氣流及海底水流的測量，在軍事中用于自動定向測量，對運動的目標測量及本實用新型本身處于運動狀態(tài)下的測向等。在本實用新型上安裝信號發(fā)射機，可實現(xiàn)遠距離遙測，成為軍事、氣象、水文、地理等領域中較為理想的測向裝置。

圖1是現(xiàn)有技術中的測向裝置示意圖。

圖2是本實用新型的測向裝置示意圖。

圖3是本實用新型的測向裝置中的碼盤圖形照片。

圖4是本實用新型的信號處理部分框圖。

實施例：（以風向測量裝置為例）