專(zhuān)利名稱：風(fēng)向傳感器輸出信號(hào)故障的檢測(cè)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種檢測(cè)方法，尤其是一種風(fēng)向傳感器輸出信號(hào)故障的檢測(cè)方法，屬于風(fēng)向傳感器檢測(cè)的技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
自動(dòng)氣象站風(fēng)向傳感器的風(fēng)向輸出信號(hào)常常以7位、8位的格雷碼進(jìn)行編碼，每一個(gè)格雷碼值都對(duì)應(yīng)一個(gè)風(fēng)向值。格雷碼是一種可靠編碼，相鄰的兩個(gè)碼值只有一個(gè)二進(jìn)制位不同，特別適合于像風(fēng)向傳感器的轉(zhuǎn)角位移輸出信號(hào)，避免讀取出錯(cuò)的可能性。在實(shí)際運(yùn)行中，由于遭受雷擊等惡劣天氣、環(huán)境影響，風(fēng)向傳感器的信號(hào)輸出電路經(jīng)常發(fā)生某些位損壞的現(xiàn)象，輸出不正確的信號(hào)，從而得不到正確的風(fēng)向值。目前的自動(dòng)氣象站還沒(méi)有自動(dòng)識(shí)別風(fēng)向傳感器輸出信號(hào)位損壞的能力。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種風(fēng)向傳感器輸出信號(hào)故障的檢測(cè)方法，其工藝操作方便，適應(yīng)性好，提高風(fēng)向測(cè)量結(jié)果的可靠性。按照本發(fā)明提供的技術(shù)方案，一種風(fēng)向傳感器輸出信號(hào)故障的檢測(cè)方法，所述故障檢測(cè)方法是檢測(cè)方風(fēng)向傳感器輸出風(fēng)向信號(hào)的變化是否符合格雷碼編碼規(guī)則，包括如下步驟a、連續(xù)采集風(fēng)向傳感器輸出的格雷碼風(fēng)向信號(hào)，以便完整地采集到風(fēng)向信號(hào)變化過(guò)程的所有格雷碼值；b、比較相鄰兩次采集的風(fēng)向信號(hào)碼值，當(dāng)所述相鄰兩次風(fēng)向信號(hào)碼值的變化情況與格雷碼編碼規(guī)則變化規(guī)律不符合時(shí)，且上述情況多次出現(xiàn)在相同輸出位時(shí)，則確定風(fēng)向傳感器相應(yīng)的輸出位發(fā)生故障。所述采集風(fēng)向傳感器輸出格雷碼風(fēng)向信號(hào)的頻率為10000次/秒或以上。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)連續(xù)采集風(fēng)向傳感器輸出的格雷碼風(fēng)向信號(hào)，當(dāng)兩次相鄰碼值的變化不符合格雷碼編碼規(guī)則時(shí)，可以判斷某些輸出位異常，通過(guò)對(duì)多次的比較結(jié)果進(jìn)行分析，可以確定發(fā)生故障的輸出位。通過(guò)相應(yīng)的檢測(cè)結(jié)果能夠及時(shí)識(shí)別故障，提高風(fēng)向測(cè)量結(jié)果的可靠性，提高自動(dòng)氣象站運(yùn)行的可靠性及穩(wěn)定性，工藝操作方便，適應(yīng)性好。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。風(fēng)向傳感器的風(fēng)向輸出信號(hào)以格雷碼方式進(jìn)行編碼。當(dāng)風(fēng)向從第一個(gè)角度變化到第二個(gè)角度時(shí)，風(fēng)向傳感器將順序連續(xù)輸出第一個(gè)角度到第二個(gè)角度之間的所有格雷碼值，相鄰的兩個(gè)格雷碼碼值內(nèi)的二進(jìn)制位只能有一位發(fā)生變化。風(fēng)向傳感器以光電二極管作為輸出信號(hào)位，當(dāng)遭遇雷擊等惡劣天氣、環(huán)境時(shí)，可能會(huì)導(dǎo)致風(fēng)向傳感器輸出信號(hào)位的故障，導(dǎo)致風(fēng)向傳感器輸出信號(hào)的不準(zhǔn)確，影響自動(dòng)氣象站的監(jiān)測(cè)效果。因此，需要對(duì)表示風(fēng)向變化的風(fēng)向輸出信號(hào)進(jìn)行連續(xù)化判斷，才能確定風(fēng)向傳感器的格雷碼生成的硬件是否故障；在相當(dāng)一段時(shí)間內(nèi)，如果風(fēng)向輸出信號(hào)的變化是符合格雷碼編碼規(guī)則的，則風(fēng)向傳感器正常，反之則不正常。為了避免上述情況，及早識(shí)別風(fēng)向傳感器輸出信號(hào)的損壞情況，提高自動(dòng)氣象站的運(yùn)行可靠性，本發(fā)明對(duì)風(fēng)向傳感器輸出信號(hào)故障的檢測(cè)方法包括如下步驟a、連續(xù)采集風(fēng)向傳感器輸出的格雷碼風(fēng)向信號(hào)，以便完整地采集到風(fēng)向信號(hào)變化過(guò)程的所有格雷碼值；采用并行數(shù)據(jù)傳輸?shù)男问讲杉L(fēng)向傳感器輸出的格雷碼風(fēng)向信號(hào)，即一次能夠采集所有位的格雷碼風(fēng)向信號(hào)；大氣中的風(fēng)向一般會(huì)在一定時(shí)間內(nèi)發(fā)生變化，當(dāng)風(fēng)向角度變化達(dá)到傳感器的分辨力時(shí)，風(fēng)向傳感器輸出的風(fēng)向信號(hào)的編碼會(huì)相應(yīng)發(fā)生變化；對(duì)風(fēng)向傳感器輸出格雷碼風(fēng)向信號(hào)的采樣頻率為10000次/秒。所述采集風(fēng)向傳感器輸出格雷碼風(fēng)向信號(hào)的頻率與傳感器能響應(yīng)的最大風(fēng)向變化速度有關(guān)，根據(jù)風(fēng)向的變化特性和傳感器響應(yīng)特性，采用10000次/秒的采集頻率，可以完全采集到風(fēng)向傳感器在風(fēng)向變化過(guò)程中產(chǎn)生的所有信號(hào)碼值。通過(guò)對(duì)相鄰兩次采集的風(fēng)向信號(hào)后進(jìn)行比對(duì)，來(lái)判斷風(fēng)向傳感器輸出信號(hào)位是否有故障；對(duì)風(fēng)向傳感器的采樣頻率也可以位10000次/秒以上，當(dāng)增加采樣頻率時(shí)，會(huì)增加計(jì)算機(jī)等處理設(shè)備的處理能力要求，但采集頻率較低時(shí)，則不能完整地采集到風(fēng)向信號(hào)變化過(guò)程的所有格雷碼值。b、比較相鄰兩次采集的風(fēng)向信號(hào)碼值，當(dāng)所述相鄰兩次風(fēng)向信號(hào)碼值的變化情況與格雷碼編碼規(guī)則變化規(guī)律不符合時(shí)，即相鄰兩次風(fēng)向信號(hào)碼值的變化情況與格雷碼編碼規(guī)則中相鄰兩次信號(hào)碼值間只能變化一個(gè)輸出位的編碼規(guī)律不符合，且上述情況多次出現(xiàn)在相同輸出位時(shí)，則確定風(fēng)向傳感器相應(yīng)的輸出位發(fā)生故障。當(dāng)風(fēng)向改變到一定角度時(shí)，風(fēng)向傳感器輸出相應(yīng)的格雷碼；且風(fēng)向傳感器相鄰兩次輸出的格雷碼風(fēng)向信號(hào)的碼值變化位數(shù)只能有一位，即為風(fēng)向傳感器輸出格雷碼風(fēng)向信號(hào)的變化規(guī)律。當(dāng)風(fēng)向傳感器的輸出信號(hào)位發(fā)生故障時(shí)，則風(fēng)向傳感器輸出相鄰兩次格雷碼風(fēng)向信號(hào)的變化情況與上述規(guī)律不符合，且通過(guò)多次比較均在相同輸出位時(shí)，能夠得到相應(yīng)輸出位輸出故障。當(dāng)采集到風(fēng)向傳感器輸出的格雷碼風(fēng)向信號(hào)后，對(duì)相鄰兩次采集的風(fēng)向信號(hào)內(nèi)編碼進(jìn)行比較。當(dāng)對(duì)風(fēng)向傳感器輸出的格雷碼風(fēng)向信號(hào)以10000次/秒進(jìn)行采樣時(shí)，能夠完整地采集到風(fēng)向變化過(guò)程中的所有格雷碼風(fēng)向信號(hào)；當(dāng)風(fēng)向在大氣中沒(méi)有變化時(shí)，采集的格雷碼風(fēng)向信號(hào)的碼值不會(huì)發(fā)生變化；當(dāng)風(fēng)向在大氣中產(chǎn)生變化后，且風(fēng)向角度每變化傳感器的一個(gè)分辨力時(shí)，風(fēng)向傳感器輸出的格雷碼風(fēng)向信號(hào)碼值就會(huì)有一個(gè)二進(jìn)制位變化，從而能夠表示出相應(yīng)的方位及角度。若相鄰兩次的碼值變化超過(guò)一個(gè)二進(jìn)制位，且這種現(xiàn)象反復(fù)多次出現(xiàn)時(shí)，則能肯定風(fēng)向傳感器輸出信號(hào)的信號(hào)位出現(xiàn)故障，需要進(jìn)行相應(yīng)的維修，以提高自動(dòng)氣象站風(fēng)向傳感器的運(yùn)行可靠性。例如，當(dāng)7位格雷碼為0000000時(shí)，表示方位為0，角度為0 ；當(dāng)7位格雷碼為 0000001時(shí)，表示方位1，角度3 ；當(dāng)7位格雷碼為0000011時(shí)，表示方位2，角度6。當(dāng)風(fēng)向傳感器檢測(cè)方向角度從0度變化到6度時(shí)，風(fēng)向傳感器應(yīng)該依次輸出0000000、0000001、
0000011三個(gè)格雷碼值，每次只變化一個(gè)二進(jìn)制位。為了要確定風(fēng)向傳感器輸出信號(hào)是否有故障，就需要連續(xù)采集風(fēng)向傳感器輸出的格雷碼風(fēng)向信號(hào)，通過(guò)對(duì)相鄰兩次風(fēng)向信號(hào)碼值的變化規(guī)律進(jìn)行分析比對(duì)后才能確定風(fēng)向傳感器輸出信號(hào)是否存在故障。當(dāng)進(jìn)行分析比對(duì)后發(fā)現(xiàn)相鄰兩次采集的風(fēng)向信號(hào)碼值沒(méi)有按照格雷碼編碼規(guī)則變化，即不是按照每次變化一個(gè)二進(jìn)制位，可判斷某些輸出位異常；通過(guò)對(duì)多次的比較結(jié)果進(jìn)行分析，可以確定發(fā)生故障的輸出位。
權(quán)利要求
1.一種風(fēng)向傳感器輸出信號(hào)故障的檢測(cè)方法，其特征是，所述故障檢測(cè)方法是檢測(cè)方風(fēng)向傳感器輸出風(fēng)向信號(hào)的變化是否符合格雷碼編碼規(guī)則，包括如下步驟(a)、連續(xù)采集風(fēng)向傳感器輸出的格雷碼風(fēng)向信號(hào)，以便完整地采集到風(fēng)向信號(hào)變化過(guò)程的所有格雷碼值；(b)、比較相鄰兩次采集的風(fēng)向信號(hào)碼值，當(dāng)所述相鄰兩次風(fēng)向信號(hào)碼值的變化情況與格雷碼編碼規(guī)則變化規(guī)律不符合時(shí)，且上述情況多次出現(xiàn)在相同輸出位時(shí)，則確定風(fēng)向傳感器相應(yīng)的輸出位發(fā)生故障。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述風(fēng)向傳感器輸出信號(hào)故障的檢測(cè)方法，其特征是所述采集風(fēng)向傳感器輸出格雷碼風(fēng)向信號(hào)的頻率為10000次/秒或以上。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種風(fēng)向傳感器輸出信號(hào)故障的檢測(cè)方法，屬于風(fēng)向傳感器檢測(cè)的技術(shù)領(lǐng)域。按照本發(fā)明提供的技術(shù)方案，一種風(fēng)向傳感器輸出信號(hào)故障的檢測(cè)方法，所述故障檢測(cè)方法是檢測(cè)方風(fēng)向傳感器輸出風(fēng)向信號(hào)的變化是否符合格雷碼編碼規(guī)則，包括如下步驟a、連續(xù)采集風(fēng)向傳感器輸出的格雷碼風(fēng)向信號(hào)，以便完整地采集到風(fēng)向信號(hào)變化過(guò)程的所有格雷碼值；b、比較相鄰兩次采集的風(fēng)向信號(hào)碼值，當(dāng)相鄰兩次風(fēng)向信號(hào)碼值的變化情況與格雷碼編碼規(guī)則變化規(guī)律不符合時(shí)，且上述情況多次出現(xiàn)在相同輸出位時(shí)，則確定風(fēng)向傳感器相應(yīng)的輸出位發(fā)生故障。本發(fā)明提高風(fēng)向傳感器輸出信號(hào)位的可靠性，提高自動(dòng)氣象站運(yùn)行的可靠性及穩(wěn)定性，工藝操作方便，適應(yīng)性好。
文檔編號(hào)G01P21/00GK102353814SQ20111018147
公開(kāi)日2012年2月15日 申請(qǐng)日期2011年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月30日
發(fā)明者何曉慶, 周望, 朱平, 花衛(wèi)東, 裴翀, 金紅偉, 陳陽(yáng) 申請(qǐng)人:江蘇省無(wú)線電科學(xué)研究所有限公司