[实用新型]数字方位指示器

说明书

一、技术领域

本实用新型属于自动测量领域中的自动方位测量，具体涉及一种气象仪器风向自动测量的方位指示器。

二、背景技术

方位测量，即方向测量是测绘、水文地质、建筑、交通、气象等许多行业的重要测量参数。当今，有陀螺仪，GPS(卫星定位)等方法可以对方位做精确测量。但这些方法都存在一些不足，体积大，重量重，价格昂贵，需要外动力，而且是被动工作方式，受外界各种因素影响和限制；另外当方位参数与二次仪表结合进行其它测量和控制时，其接口复杂。这些方法在便携式、手持式和移动式测量仪器中应用有很多困难。

风向是气象领域中的基本要素。因此风向测量就成为气象仪器领域中的重要一环。用传统的风向传感器测风向之前，首先要将风向传感器指北标记用指北针校准(对准北，即0°)，也就是先要找到一个测量基准，显然这种测量方式很麻烦，同时对测量精度也造成很大影响。近年来，在一些测风向的仪器中加入了自动方位测量系统，从而使风向测量之前不用对北，实现了时时自动测量，简化了测量方法，提高了测量精度。

例如，市场上有一种电子磁罗盘可做自动方位测量系统与风向传感器相结合，从而实现自动风向测量，这种电子磁罗盘其输出信号是模拟量，稳定性差，易受干扰，使用时往往得用模数转换(A/D转换)，给具体应用带来不变。另外电子磁罗盘自由旋转部分采用机油悬浮结构，结构烦杂，难以保证质量，它的测量部分利用电位器原理，而电位器是不能旋转完整一周的，在0°前后有一段盲区，使关键的测量点0°前后产生误差或错误。这对自动风向测量是个严重缺陷。

三、发明内容

本实用新型的目的是：提供一种无盲区、高精度、结构简单、体积小、重量轻、价格便宜和适用性宽的数字方位指示器；

本实用新型的技术方案是：一种数字方位指示器，其特征是：包括支承框架、自由指北机构、光电转换系统和数字处理系统。

所述的支承框架由圆形上下托盘、固定在上下托盘两侧的长条状左右立板组成，其中上下托盘中心制有螺纹孔，支承框架外面罩有圆筒状外壳，用螺钉固定在下托盘上；

所述的自由旋转指北机构由旋转轴、置于上下托盘螺纹孔中的轴承座、置于轴承座内的宝石轴承、与宝石轴承相匹配的针状轴尖、呈长方体的磁钢座、呈杯状透明的码盘体以及具有方位码的方位码盘组成，其中针状轴尖镶嵌在旋转轴两端的中心孔内，磁钢座用螺母固定在旋转轴的凸出轴肩下方，磁钢座内左右对称置有圆柱状磁钢，方位码盘粘贴在码盘体外壁上，码盘体底朝上用螺母固定在旋转轴上的凸出轴肩上方；

所述的光电转换系统由设置在码盘体内的长条形光电板、焊接在左立板内侧的发光二极管、上面制有分光孔的遮光罩及焊接在光电板上的光电池组成，其中遮光罩罩在光电板上，遮光罩上的分光孔分别与光电板上的光电池和左立板上的发光二极管一一对齐；

所述的数字处理系统由带有印制电路的主板及其上面的电子元器件组成，其中，主板置于下托盘上方，码盘体下方，主板两侧制有两个插槽，左立板和右立板分别插入插槽内，并焊接使发光二极管与电路连接，主板上还制有长条状槽孔，光电板插入槽孔内，并焊接使光电池与电路连接，从主板上的印刷电路引出一组共8根线的线束，穿过外壳的槽孔与外界相连。

上述技术方案中，所述的左立板内侧焊接6个发光二极管，遮光罩上制有6个分光孔，光电板上焊接6个光电池。

本实用新型根据实际需要确定其二进制输出数码位数和码制，位数和码制均由方位码盘确定，位数可以是6位、7位、8位或更多位，位数越多，分辨率越高。6位的分辨率为2⁶＝64，7位的分辨率为2⁷＝128，显然，位数每增加一位，分辨率提高一倍。码盘可以是格雷码(Gray Code)、BCD码或其它二进制码。本实用新型采用格雷码。格雷码为循环码，每相邻两个代码变换一次，其码位只有一位变化，故误码率最低。

本实用新型有益效果是：提供一种数字量输出，无盲区的方位指示器。它可以独立单机主动测量任一时刻任意地方的方位角度；单机测量体积小，重量轻；可与二次仪表组成自动控制系统和自动测量系统；其接口简便，匹配性好；与风向传感器结合可实现无盲区，高精度的自动风向测量。

四、附图说明

图1、是本实用新型数字方位指示器结构剖视图；

图2、是图1中A-A剖视图；

图3、方位码盘展开图；

图4、光电转换系统和数字处理系统电气原理图。