JPS6143238Y2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6143238Y2 JPS6143238Y2 JP1980158093U JP15809380U JPS6143238Y2 JP S6143238 Y2 JPS6143238 Y2 JP S6143238Y2 JP 1980158093 U JP1980158093 U JP 1980158093U JP 15809380 U JP15809380 U JP 15809380U JP S6143238 Y2 JPS6143238 Y2 JP S6143238Y2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- wind speed
- voltage
- circuit
- speed signal
- output
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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- Indication And Recording Devices For Special Purposes And Tariff Metering Devices (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】
本考案は、発電型或はパルス発生型等の風速セ
ンサにより風で駆動される回転軸の回転数を検出
して、風速に対応する電圧の風速信号を出力する
回転型風速計に関するものである。
ンサにより風で駆動される回転軸の回転数を検出
して、風速に対応する電圧の風速信号を出力する
回転型風速計に関するものである。
この種の風速計においては風により駆動される
回転軸及びこれに連動する回転検出部分の摩擦に
起因して風速−出力電圧特性は第１図のようにな
る。即ち出力電圧の立上りが遅れ、静止摩擦状態
ら動摩擦状態に移行する過渡領域では直線性が悪
く、この領域を越えると以後直線的な関係を呈
し、したがつて回転型風速計の風速信号出力Ｅp
は風速Ｕに対して Ｅp＝aU＋Ｅc ……(1) となるほぼ１次関数の関係にある。ここでａは比
例定数、Ｅcは直線部分の延長線と出力電圧（風
速信号出力）軸との交点即ち無風時の仮想的な負
の出力電圧に相当する定数項である。このような
原点を通らない１次関数の場合においても、指示
メータ或は記録紙等では対応する目盛を付すこと
により誤差なく風速の読取り、記録が可能である
が、風速値を汎用プログラムにより電算処理する
場合、平均風速を得るために回路的に平滑化す
る、Ｖ−Ｆ変換により区分平均を求める場合、基
準レベルから等間目盛の記録紙に記録する場合等
には誤差を生じ、この誤差率は風速が小さい程大
きくなり、また前述の如く指示メータの目盛を不
等間隔にした場合にはレンジを切換えると目盛も
多重にする必要がある。
回転軸及びこれに連動する回転検出部分の摩擦に
起因して風速−出力電圧特性は第１図のようにな
る。即ち出力電圧の立上りが遅れ、静止摩擦状態
ら動摩擦状態に移行する過渡領域では直線性が悪
く、この領域を越えると以後直線的な関係を呈
し、したがつて回転型風速計の風速信号出力Ｅp
は風速Ｕに対して Ｅp＝aU＋Ｅc ……(1) となるほぼ１次関数の関係にある。ここでａは比
例定数、Ｅcは直線部分の延長線と出力電圧（風
速信号出力）軸との交点即ち無風時の仮想的な負
の出力電圧に相当する定数項である。このような
原点を通らない１次関数の場合においても、指示
メータ或は記録紙等では対応する目盛を付すこと
により誤差なく風速の読取り、記録が可能である
が、風速値を汎用プログラムにより電算処理する
場合、平均風速を得るために回路的に平滑化す
る、Ｖ−Ｆ変換により区分平均を求める場合、基
準レベルから等間目盛の記録紙に記録する場合等
には誤差を生じ、この誤差率は風速が小さい程大
きくなり、また前述の如く指示メータの目盛を不
等間隔にした場合にはレンジを切換えると目盛も
多重にする必要がある。
よつて本考案は、これらの点に鑑みて風速電圧
信号の種々の処理を高精度に行うことができ、か
つ記録・指示に際しても標準的な目盛の使用を可
能にする回転型風速計を提供することに在る。そ
してこの目的は本考案により無風時に擬似信号を
生じさせないように風速が所定レベルを越える場
合にのみ電圧としての風速信号の定数項に相当す
る電圧を補償して出力させることにより解決され
る。
信号の種々の処理を高精度に行うことができ、か
つ記録・指示に際しても標準的な目盛の使用を可
能にする回転型風速計を提供することに在る。そ
してこの目的は本考案により無風時に擬似信号を
生じさせないように風速が所定レベルを越える場
合にのみ電圧としての風速信号の定数項に相当す
る電圧を補償して出力させることにより解決され
る。
次に本考案を図示の実施例を基に説明する。
第２図は風速レベルを電圧として検出する発電
型の風速センサに本考案を適用した場合の原理的
な回路例を示し、同図において１は風速センサが
後続回路の影響を受けないようにするためのバツ
フア増幅器である。このバツフア増幅器１は風速
センサの出力特性が非直線の場合には、これを補
償し得るような振幅特性を備えるようにしても良
く、またこのような補償の必要がなく、かつ後続
回路の入力インピーダンスが大きい場合等は省略
することもできる。
型の風速センサに本考案を適用した場合の原理的
な回路例を示し、同図において１は風速センサが
後続回路の影響を受けないようにするためのバツ
フア増幅器である。このバツフア増幅器１は風速
センサの出力特性が非直線の場合には、これを補
償し得るような振幅特性を備えるようにしても良
く、またこのような補償の必要がなく、かつ後続
回路の入力インピーダンスが大きい場合等は省略
することもできる。
２はバツフア増幅器１の出力である風速信号と
その定数項をするための補償電圧Ｅc′との加算回
路、３は式(1)の比例定数ａを最終的に規定する利
得を有する増幅器であり、例えば演算増幅器を利
用し、１万の十入力端には風速信号を入力させ、
一入力端には抵抗器Ｒ１，Ｒ２及びＲ３より構成
される負帰還回路を接続する。そしてスイツチＳ
１により抵抗器Ｒ１を短絡して帰還量を切換える
ことにより比例定数ａ即ちレンジを切換える得る
ようになつている。
その定数項をするための補償電圧Ｅc′との加算回
路、３は式(1)の比例定数ａを最終的に規定する利
得を有する増幅器であり、例えば演算増幅器を利
用し、１万の十入力端には風速信号を入力させ、
一入力端には抵抗器Ｒ１，Ｒ２及びＲ３より構成
される負帰還回路を接続する。そしてスイツチＳ
１により抵抗器Ｒ１を短絡して帰還量を切換える
ことにより比例定数ａ即ちレンジを切換える得る
ようになつている。
４は所定の風速信号レベルＥd′を越える風速信
号が入力すると一定レベルの補償用の電圧を発生
するレベル弁別回路としての機能する比較器であ
り、その出力は可変抵抗器RV１によりレベルを
調整されて加算回路２へ補償電圧Ｅc′として供給
さる。５は例えばＵ＝0.3m／ｓに対する風速セ
ンサ出力４〜5mvを比較器４の比較レベル即ち所
定の風速信号レベルＥd′例えば1Vに増幅する回
転有無検出用の増幅器である。尚、所定の風速信
号レベルＥd′及び補償電圧Ｅc′は、最終的な出力
電圧として換算した場合それぞれ第１図及び式(1)
の所定の風速信号レベルＥd及び定数項Ｅcに相当
する。
号が入力すると一定レベルの補償用の電圧を発生
するレベル弁別回路としての機能する比較器であ
り、その出力は可変抵抗器RV１によりレベルを
調整されて加算回路２へ補償電圧Ｅc′として供給
さる。５は例えばＵ＝0.3m／ｓに対する風速セ
ンサ出力４〜5mvを比較器４の比較レベル即ち所
定の風速信号レベルＥd′例えば1Vに増幅する回
転有無検出用の増幅器である。尚、所定の風速信
号レベルＥd′及び補償電圧Ｅc′は、最終的な出力
電圧として換算した場合それぞれ第１図及び式(1)
の所定の風速信号レベルＥd及び定数項Ｅcに相当
する。
以上説明した構成の回転型風速計において、発
電型の風速センサからは一定の微風レベルを越え
ると風速に対応するレベルの電圧が供給され、場
合によつてはバツフア増幅器１で直線性を補償さ
れて第１図に示す特性に対応しした負の定数項を
有する風速のほぼ１次関数としての風速信号が、
加算回路２へ供給さる。一方比較器４において増
幅器５から供給される風速信号が所定の風速信号
レベルＥd′に達すると、比較器４は一定レベルの
補償用の電圧を発生し、したがつて加算回路２へ
可変抵抗器RV１で調整された補償電圧Ｅc′が供
給される。加算回路２の出力は増幅器３で増幅さ
れ、風速信号出力としては第３図に示す如く所定
の風速信号レベルＥdを与える風速を越える範囲
において原点を通る風速の１次関数の出力電圧が
得られる。尚、定数項Ｅcの補償が、所定の風速
を越える範囲でのみ行われるのは風速センサの出
力が無い場合には風速信号出力も生じないように
するためであり、このための風速信号レベルＥd
はできるだけ低レベルにしておくか逆に直線領域
のみを実際の測定範囲とするために直線領域の始
点（第１図においてＥdよりも若干高いレベル）
に設定することもできる。
電型の風速センサからは一定の微風レベルを越え
ると風速に対応するレベルの電圧が供給され、場
合によつてはバツフア増幅器１で直線性を補償さ
れて第１図に示す特性に対応しした負の定数項を
有する風速のほぼ１次関数としての風速信号が、
加算回路２へ供給さる。一方比較器４において増
幅器５から供給される風速信号が所定の風速信号
レベルＥd′に達すると、比較器４は一定レベルの
補償用の電圧を発生し、したがつて加算回路２へ
可変抵抗器RV１で調整された補償電圧Ｅc′が供
給される。加算回路２の出力は増幅器３で増幅さ
れ、風速信号出力としては第３図に示す如く所定
の風速信号レベルＥdを与える風速を越える範囲
において原点を通る風速の１次関数の出力電圧が
得られる。尚、定数項Ｅcの補償が、所定の風速
を越える範囲でのみ行われるのは風速センサの出
力が無い場合には風速信号出力も生じないように
するためであり、このための風速信号レベルＥd
はできるだけ低レベルにしておくか逆に直線領域
のみを実際の測定範囲とするために直線領域の始
点（第１図においてＥdよりも若干高いレベル）
に設定することもできる。
第４図は第２図の原理的な回路構成に対応する
具体的な回路例であり、固定抵抗器Ｒ１１及びＲ
１２ににより加算回路を構成し、可変抵抗器RV
１１と、ダイオードＤ１１と、演算増幅器１１
と、抵抗器Ｒ１３及び１４による負帰還回路を備
えた演算増幅器１２と、所定の風速信号レベルを
設定するための固定抵抗器Ｒ１５及び可変抵抗器
RV１２とにより補償電圧発生回路を構成してい
る。この回路例においては第２図のバツフア増幅
器１は廃止され、代りに抵抗器Ｒ１１の値は風速
センサの出力インピーダンス例えば50Ω程度より
も充分大きく（10KΩ）、また抵抗器Ｒ１２の値
は可変抵抗器RV１１（10KΩ）或は演算増幅器
１１の出力インピーダンスより充分大きな値
（10MΩ）になつている。また加算回路Ｒ１１，
Ｒ１２に後続する増幅器３の入力インピーダンス
は、その出力抵抗に対して充分大きくされてい
る。
具体的な回路例であり、固定抵抗器Ｒ１１及びＲ
１２ににより加算回路を構成し、可変抵抗器RV
１１と、ダイオードＤ１１と、演算増幅器１１
と、抵抗器Ｒ１３及び１４による負帰還回路を備
えた演算増幅器１２と、所定の風速信号レベルを
設定するための固定抵抗器Ｒ１５及び可変抵抗器
RV１２とにより補償電圧発生回路を構成してい
る。この回路例においては第２図のバツフア増幅
器１は廃止され、代りに抵抗器Ｒ１１の値は風速
センサの出力インピーダンス例えば50Ω程度より
も充分大きく（10KΩ）、また抵抗器Ｒ１２の値
は可変抵抗器RV１１（10KΩ）或は演算増幅器
１１の出力インピーダンスより充分大きな値
（10MΩ）になつている。また加算回路Ｒ１１，
Ｒ１２に後続する増幅器３の入力インピーダンス
は、その出力抵抗に対して充分大きくされてい
る。
動作に際して、風速センサから供給される電圧
としての風速信号はほとんど減衰すること無く増
幅器３（第２図）へ供給され、一方増幅器１２で
増幅された風速信号が可変抵抗器RV１２で設定
された所定の風速信号レベルを越えない範囲では
比較器として機能する演算増幅器１１の出力は負
電圧であり、この負の出力電圧はダイオードＤ１
１により阻止されて加算回路Ｒ１１，Ｒ１２への
入力電圧は零になつている。風速がさらに大きく
なり、所定の風速信号レベルを越えると演算増幅
器１１の出力は正電圧へ転じ、ダイオードＤ１１
を通して可変抵抗器RV１１で調整され、抵抗器
Ｒ１２及び１１により分圧されて補償電圧とな
る。そして抵抗器Ｒ１１を通して供給される風速
信号に加算され、さらに増幅されて第３図の風速
信号出力となる。
としての風速信号はほとんど減衰すること無く増
幅器３（第２図）へ供給され、一方増幅器１２で
増幅された風速信号が可変抵抗器RV１２で設定
された所定の風速信号レベルを越えない範囲では
比較器として機能する演算増幅器１１の出力は負
電圧であり、この負の出力電圧はダイオードＤ１
１により阻止されて加算回路Ｒ１１，Ｒ１２への
入力電圧は零になつている。風速がさらに大きく
なり、所定の風速信号レベルを越えると演算増幅
器１１の出力は正電圧へ転じ、ダイオードＤ１１
を通して可変抵抗器RV１１で調整され、抵抗器
Ｒ１２及び１１により分圧されて補償電圧とな
る。そして抵抗器Ｒ１１を通して供給される風速
信号に加算され、さらに増幅されて第３図の風速
信号出力となる。
第５図は風速レベルをパルス周波数として検出
するパルス発生型の風速センサに本考案を適用し
た場合の回路例を示す。同図において２１は風速
センサから供給されるパルスｆをその周波に対応
する電圧に変換するＦ−Ｖコンバータ、２２は加
算回路、２３は加算回路２２の出力を増幅して所
定レンジの風速信号を出力する高出力インピーダ
ンスの増幅器、２４は風速センサからのパルスｆ
によりトリガされ、かつ風速信号として出力可能
な最低風速のパルス間隔にほぼ相当する時間幅の
パルスｇを発生する単安定マルチバイブレータで
ある。ダイオードＤ２１、コンデンサＣ２１及び
可変抵抗器RV２１はパルス保持回路を構成し、
コンデンサＣ２１は入力するパルスｇをコンデン
サＣ２１及び可変抵抗器RV２１により規定され
る時定数に対応して保持する。可変抵抗器RV２
１はこのようなパルス保持回路の出力電圧を調整
する機能も備え、この調整された出力電圧は加算
回路２２へ補償電圧として供給される。
するパルス発生型の風速センサに本考案を適用し
た場合の回路例を示す。同図において２１は風速
センサから供給されるパルスｆをその周波に対応
する電圧に変換するＦ−Ｖコンバータ、２２は加
算回路、２３は加算回路２２の出力を増幅して所
定レンジの風速信号を出力する高出力インピーダ
ンスの増幅器、２４は風速センサからのパルスｆ
によりトリガされ、かつ風速信号として出力可能
な最低風速のパルス間隔にほぼ相当する時間幅の
パルスｇを発生する単安定マルチバイブレータで
ある。ダイオードＤ２１、コンデンサＣ２１及び
可変抵抗器RV２１はパルス保持回路を構成し、
コンデンサＣ２１は入力するパルスｇをコンデン
サＣ２１及び可変抵抗器RV２１により規定され
る時定数に対応して保持する。可変抵抗器RV２
１はこのようなパルス保持回路の出力電圧を調整
する機能も備え、この調整された出力電圧は加算
回路２２へ補償電圧として供給される。
これらの各部２４，Ｄ２１，Ｃ２１，RV２１
はレベル弁別回路としても機能する。
はレベル弁別回路としても機能する。
動作に際しては風速センサから供給される入力
パルスｆは、Ｆ−Ｖコンバータ２１においてその
周波数に対応するレベルの電圧に変換され、電圧
の風速信号として加算回路２２へ供給される。ま
た入力パルスｆは単安定マルチバイブレータ２４
をトリガし、パルスｇを発生させる。このパルス
ｇ間の間隙は風速信号出力の下限近辺では僅かに
なり、さらに風速が大きくなると入力パルスｆの
間隔はパルスｇの時間幅より小さくなり単安定マ
ルチバイブレータ２４の出力はトリガ雑音の重畳
する直流状の電圧になる（第６図）。このような
電圧はパルス保持回路Ｄ２１，Ｃ２１，RV２１
においてパルス間隙が埋められ、またその平滑作
用によりパルス雑音も減少され、したがつて風速
が所定レベルを越えると、ほとんど雑音の重畳し
ない補償電圧ｈが発生され、定数項の補償された
風速信号が出力され得る。
パルスｆは、Ｆ−Ｖコンバータ２１においてその
周波数に対応するレベルの電圧に変換され、電圧
の風速信号として加算回路２２へ供給される。ま
た入力パルスｆは単安定マルチバイブレータ２４
をトリガし、パルスｇを発生させる。このパルス
ｇ間の間隙は風速信号出力の下限近辺では僅かに
なり、さらに風速が大きくなると入力パルスｆの
間隔はパルスｇの時間幅より小さくなり単安定マ
ルチバイブレータ２４の出力はトリガ雑音の重畳
する直流状の電圧になる（第６図）。このような
電圧はパルス保持回路Ｄ２１，Ｃ２１，RV２１
においてパルス間隙が埋められ、またその平滑作
用によりパルス雑音も減少され、したがつて風速
が所定レベルを越えると、ほとんど雑音の重畳し
ない補償電圧ｈが発生され、定数項の補償された
風速信号が出力され得る。
尚、トリガ雑音を伴わない再トリガ可能な単安
定マルチバイブレータを採用し、かつパルス幅を
適切に選択すれば最小風速信号又はそれよりも若
干大きな風速信号を越える範囲でパルス保持回路
を用いることなく完全に直流の補償用電圧を発生
させ得る。
定マルチバイブレータを採用し、かつパルス幅を
適切に選択すれば最小風速信号又はそれよりも若
干大きな風速信号を越える範囲でパルス保持回路
を用いることなく完全に直流の補償用電圧を発生
させ得る。
以上説明した第５図の回路構成は、第２及び４
図の場合に較べて簡単になるが、単安定マルチバ
イブレータ２４を別途に設けること無くＦ−Ｖコ
ンバータ２１に内蔵のものを兼用すると一層回路
を簡略化できる。
図の場合に較べて簡単になるが、単安定マルチバ
イブレータ２４を別途に設けること無くＦ−Ｖコ
ンバータ２１に内蔵のものを兼用すると一層回路
を簡略化できる。
以上の説明から明らかなように、本考案により
風速−出力電圧特性を原点を通るようにシフトさ
せることにより、風速と出力電圧が正比例するよ
うになり種々の目的に応じて風速信号の処理が高
精度に行われ、またメータ又は記録紙に出力する
場合にも通常の等間隔の目盛を使用できるように
なる。
風速−出力電圧特性を原点を通るようにシフトさ
せることにより、風速と出力電圧が正比例するよ
うになり種々の目的に応じて風速信号の処理が高
精度に行われ、またメータ又は記録紙に出力する
場合にも通常の等間隔の目盛を使用できるように
なる。
第１図は従来の回転型風速計の風速−出力電圧
特性、第２図，第４図及び第５図は本考案による
回転型風速計の回路例、第３図は本考案による風
速−出力電圧特性並びに第６図は第５図による回
路例の各部波形を示す。 ２，２２：加算回路、２１：Ｆ−Ｖコンバー
タ、２４：単安定マルチバイブレータ。
特性、第２図，第４図及び第５図は本考案による
回転型風速計の回路例、第３図は本考案による風
速−出力電圧特性並びに第６図は第５図による回
路例の各部波形を示す。 ２，２２：加算回路、２１：Ｆ−Ｖコンバー
タ、２４：単安定マルチバイブレータ。
Claims (1)
- 風により駆動される回転軸の回転数を風速セン
サにより電気信号として検出することにより、風
速のほぼ１次関数となる電圧として風速信号を出
力する回転型風速計において、電圧としての風速
信号とその定数項に相当する補償電圧との加算回
路並びに風速が所定レベルを越えると前記加算回
路における加算信号を出力させるレベル弁別回路
を備えたことを特徴とする回転型風速計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1980158093U JPS6143238Y2 (ja) | 1980-11-05 | 1980-11-05 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1980158093U JPS6143238Y2 (ja) | 1980-11-05 | 1980-11-05 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5781563U JPS5781563U (ja) | 1982-05-20 |
| JPS6143238Y2 true JPS6143238Y2 (ja) | 1986-12-06 |
Family
ID=29517173
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1980158093U Expired JPS6143238Y2 (ja) | 1980-11-05 | 1980-11-05 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6143238Y2 (ja) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS49126485U (ja) * | 1973-02-26 | 1974-10-30 | ||
| GB1589884A (en) * | 1976-07-28 | 1981-05-20 | Griverus Tor L B | Digital transducers for measuring |
-
1980
- 1980-11-05 JP JP1980158093U patent/JPS6143238Y2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5781563U (ja) | 1982-05-20 |
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