Как уже было сказано, для измерения направления ветра необходимо измерить сдвиг фаз между опорной и основной серией (ОП-ОС) или опорной и сдвинутой серией (ОП-СД). В последнем случае к полученному значению необходимо прибавлять 1800.
Принципиальная схема канала измерения направления ветра показана на рис. 8.
Предположим, ключ К1 находится в верхнем положении. Тогда импульсы опорной серии поступают на S-вход триггера с формирователя Фоп, а импульсы основной серии - на R-вход триггера с формирователя Фос. Поступивший (положительный!) импульс опорной серии переводит триггер в такое состояние, отрицательное напряжение на его выходе исчезает. Появившееся нулевое напряжение запирает транзистор VT. Через некоторое время, определяемое фазовым сдвигом, на R-вход приходит импульс основной серии и перебрасывает триггер. VT при этом открывается. Следовательно, транзистор VT заперт только в течение времени между импульсами. В течение этого времени заряжается конденсатор С. Его емкость довольно велика и зарядка происходит медленно. В течение одного цикла он не успевает зарядиться полностью. Вместе с тем идет разрядка конденсатора через цепочку резисторов R3 – R2. Через несколько циклов достигается установившееся состояние, когда заряд равен разряду. Напряжение на конденсаторе стабилизируется. Легко понять, что оно однозначно связано со временем зарядки конденсатора в течение одного цикла, то есть с фазовым сдвигом. Схема имеет то преимущество, что большая емкость конденсатора осредняет флуктуации направления ветра.
|
|
Однако необходимо предусмотреть следующее обстоятельство. При флуктуациях положения флюгарки вокруг северного направления время зарядки конденсатора будет изменяться - то очень малое, то очень большое. Поэтому осредненное значение направления будет сильно отличаться от истинного - южное вместо северного! Для того, чтобы избежать такой ошибки, воспользуемся другой парой импульсов - ОП-СД. Тогда фазовый сдвиг измениться на 1800 и соответственно, необходимо пользоваться другой шкалой: 1800 - 0 - 1800. Колебания положения флюгарки теперь приводят к колебанию положения стрелки в центре шкалы, что успешно осредняется емкостью конденсатора.
Для переключения рабочей пары импульсов ключ К1 должен быть переведен в нижнее положение. Это делает реле Р, которое получает сигнал в виде напряжения с сигнализатора положения флюгарки СПФ. СПФ представляет собой два геркона, укрепленных неподвижно. На колонке флюгарки вращается магнит (см. рис.1). Когда магнит замыкает один из герконов, на реле поступает напряжение и реле переводит контакты К1 и К2 в нижнее положение. При замыкании второго геркона на реле поступает нулевое напряжение и оно возвращает К1 и К2 в верхнее положение. Любое положение блокируется схемой блокировки реле СБР до замыкания другого геркона.
|
|
Контакты К2 стоят в цепи питания одной из лампочек Л1 или Л2, по которым наблюдатель определяет, по какой шкале следует измерять направление ветра.
Для поверки канала в полевых условиях включается блок контроля. При этом на S-вход триггера поступает отрицательное постоянное напряжение. Таким образом, триггер всегда находится в одном состоянии и транзистор VT всегда открыт. Конденсатор С заряжается постоянно, что соответствует максимальным показаниям прибора, то есть 3600 по верхней шкале 0-360. Если прибор показывает иное значение, проводится его подстройка резистором R3. При этом изменяется ток заряда конденсатора С и следовательно, показания прибора в установившемся состоянии.