[实用新型]无水阻船速、桨频测量仪

说明书

本实用新型涉及一种测量划船船速和划桨桨频的装置。

目前国外的一些划船测试仪表中，测船速多用电磁传感器和螺旋桨传感器，这些传感器与水直接接触，水阻较大。有的单边安装会造成偏航，这都影响实际测量结果；国外在用桨频表测量时，在赛艇上需附加滑座传感器，皮艇的桨柄也要另加传感器，给使用带来了不便。

本申请人的专利《船速桨频测量仪》(专利号：ZL95212125.5)中，提出用体积小，灵敏度较高的半导体压阻传感器测量船速，并用计算机软件处理的办法，从采集的速度参量中，找出每划一桨的速度峰值，从而根据船速的变化计算出桨频，实现了仅利用一只传感器，实时同步同时测出船速和桨频，取得较好的效果。但在测量时传感器仍放入水中，存在水的阻力，因此，目前划船界急需一种结构简单、运用性广、价格低廉的无水阻测量的船速、桨频仪。    

本实用新型的目的就是针对上述不足，提供一种无水阻测量的桨频仪和船速桨频测量仪。

本实用新型的技术方案是：一种无水阻船速、桨频测量仪，它由传感器1、单片机2组成，传感器1采用加速度传感器，并直接安装在单片机2的信号放大电路的输入接口上，单片机2利用下述公式计算t时刻的船速Vt及航行距离St:

Vt=V_o+at

St=∫^t_oVdt

式中：V_o为t_o时刻船的速度

      a为从t_o至t时间段内船的平均加速度。

下面参照附图，详述本实用新型内容。

图1本实用新型结构示意图。

图2本实用新型单片机方框图。

图3本实用新型单片机电路原理图。

参照附图，传感器1紧固在单片机2里面，单片机2直接紧固在船艇3上运动员视线容易观察的地方。图2中，4为传感器输入，5为信号放大，6为模数(A/D)转换，7为数值处理，8为显示和打印。

划船运动中(包括赛艇、皮艇、划艇运动)，比赛、训练大多从静止开始起航，这时船艇对大地的加速度为零，为了防止零点干扰，单片机2内设有软件清零程序，一旦船艇静止运动员开始进入准备程序，单片机开始清零，使起航前的初始加速度值和速度、距离显示值均为零。运动员桨入水后，水对桨的反作用力通过人体作用于船艇3上，当其大于水对船的阻力时，使船艇产生一个正加速度值，推动船艇前进，对这个正加速度进行一次和二次积分运算，即可在单片机2的显示屏上显示速度和距离。当划完一桨，桨离开水面，这时船艇先去动力，船艇只受到与前进方向相反的水的阻力，这时使船艇会产生一个负加速度，对这个负加速度积分的结果，使船艇的速度减少，这时显示屏上的速度显示值也会随之减小，只要速度不减少到零，距离的累集值(即速度的积分)总是增加的。这样，就可方便地测出船艇的速度及划行距离，而每划一桨必然出现的一个速度波峰点和一个速度的波谷点，这样，只要记录下波峰(或波谷)点的个数，就可测量出桨数，只要测量出两个波峰(或波谷)点的时间间隔，就可计算出实时桨频。

还需指出的是，为了减少测量过程中的积累误差，特别是长时间测量时，为了消除加速度一次积分和二次积分的误差，提高测量精确度，单片机2内可安装速度校正装置/或校正软件和距离校正装置/或校正软件。

本实用新型装置具体的检测过程是这样的：单片机2开机后，供给传感器1一个电压，传感器2处于工作状态，当船艇处于静止状态时，传感器1的输出为零，单片机2的显示屏上流速的读数也为零；当船艇前进时，这时传感器1上就输出一个不为零的电压，按图2方框图所示，经过信号放大、A/D模数转换，数据处理直接在显示屏上显示出船速和桨频的数值读数。

图3中，CPU(80C31)为中央处理机，RAM(62256)为随机存取存储器，ROM(27128)为程序存贮器，IC1(7660)、C2、组成负电压转换电路。IC1为CMOS电压转换芯片，当C1=C2=C时，电路输出阻抗由 1 2 πfc ]]>而定。这里f=5KHZ，因此，输出阻抗由C值唯一确定。该电路用于为运放IC2(7650)提供负电源，还经R10、R11到A/D器件IC3(7109)的INLO引脚作为模拟信号低端输入。