CN102353814B - 风向传感器输出信号故障的检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种风向传感器输出信号故障的检测方法，属于风向传感器检测的技术领域。按照本发明提供的技术方案，一种风向传感器输出信号故障的检测方法，所述故障检测方法是检测方风向传感器输出风向信号的变化是否符合格雷码编码规则，包括如下步骤：a、连续采集风向传感器输出的格雷码风向信号，以便完整地采集到风向信号变化过程的所有格雷码值；b、比较相邻两次采集的风向信号码值，当相邻两次风向信号码值的变化情况与格雷码编码规则变化规律不符合时，且上述情况多次出现在相同输出位时，则确定风向传感器相应的输出位发生故障。本发明提高风向传感器输出信号位的可靠性，提高自动气象站运行的可靠性及稳定性，工艺操作方便，适应性好。
Description
技术领域
本发明涉及一种检测方法，尤其是一种风向传感器输出信号故障的检测方法，属于风向传感器检测的技术领域。
背景技术
自动气象站风向传感器的风向输出信号常常以7位、8位的格雷码进行编码，每一个格雷码值都对应一个风向值。格雷码是一种可靠编码，相邻的两个码值只有一个二进制位不同，特别适合于像风向传感器的转角位移输出信号，避免读取出错的可能性。在实际运行中，由于遭受雷击等恶劣天气、环境影响，风向传感器的信号输出电路经常发生某些位损坏的现象，输出不正确的信号，从而得不到正确的风向值。目前的自动气象站还没有自动识别风向传感器输出信号位损坏的能力。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种风向传感器输出信号故障的检测方法，其工艺操作方便，适应性好，提高风向测量结果的可靠性。
按照本发明提供的技术方案，一种风向传感器输出信号故障的检测方法，所述故障检测方法是检测方风向传感器输出风向信号的变化是否符合格雷码编码规则，包括如下步骤：
a、连续采集风向传感器输出的格雷码风向信号，以便完整地采集到风向信号变化过程的所有格雷码值；
b、比较相邻两次采集的风向信号码值，当所述相邻两次风向信号码值的变化情况与格雷码编码规则变化规律不符合时，且上述情况多次出现在相同输出位时，则确定风向传感器相应的输出位发生故障。
所述采集风向传感器输出格雷码风向信号的频率为10000次/秒或以上。
本发明的优点：连续采集风向传感器输出的格雷码风向信号，当两次相邻码值的变化不符合格雷码编码规则时，可以判断某些输出位异常，通过对多次的比较结果进行分析，可以确定发生故障的输出位。通过相应的检测结果能够及时识别故障，提高风向测量结果的可靠性，提高自动气象站运行的可靠性及稳定性，工艺操作方便，适应性好。
具体实施方式
下面结合具体实例对本发明作进一步说明。
风向传感器的风向输出信号以格雷码方式进行编码。当风向从第一个角度变化到第二个角度时，风向传感器将顺序连续输出第一个角度到第二个角度之间的所有格雷码值，相邻的两个格雷码码值内的二进制位只能有一位发生变化。风向传感器以光电二极管作为输出信号位，当遭遇雷击等恶劣天气、环境时，可能会导致风向传感器输出信号位的故障，导致风向传感器输出信号的不准确，影响自动气象站的监测效果。因此，需要对表示风向变化的风向输出信号进行连续化判断，才能确定风向传感器的格雷码生成的硬件是否故障；在相当一段时间内，如果风向输出信号的变化是符合格雷码编码规则的，则风向传感器正常，反之则不正常。为了避免上述情况，及早识别风向传感器输出信号的损坏情况，提高自动气象站的运行可靠性，本发明对风向传感器输出信号故障的检测方法包括如下步骤：
a、连续采集风向传感器输出的格雷码风向信号，以便完整地采集到风向信号变化过程的所有格雷码值；
采用并行数据传输的形式采集风向传感器输出的格雷码风向信号，即一次能够采集所有位的格雷码风向信号；大气中的风向一般会在一定时间内发生变化，当风向角度变化达到传感器的分辨力时，风向传感器输出的风向信号的编码会相应发生变化；对风向传感器输出格雷码风向信号的采样频率为10000次/秒。所述采集风向传感器输出格雷码风向信号的频率与传感器能响应的最大风向变化速度有关，根据风向的变化特性和传感器响应特性，采用10000次/秒的采集频率，可以完全采集到风向传感器在风向变化过程中产生的所有信号码值。通过对相邻两次采集的风向信号后进行比对，来判断风向传感器输出信号位是否有故障；对风向传感器的采样频率也可以位10000次/秒以上，当增加采样频率时，会增加计算机等处理设备的处理能力要求，但采集频率较低时，则不能完整地采集到风向信号变化过程的所有格雷码值。
b、比较相邻两次采集的风向信号码值，当所述相邻两次风向信号码值的变化情况与格雷码编码规则变化规律不符合时，即相邻两次风向信号码值的变化情况与格雷码编码规则中相邻两次信号码值间只能变化一个输出位的编码规律不符合，且上述情况多次出现在相同输出位时，则确定风向传感器相应的输出位发生故障。
当风向改变到一定角度时，风向传感器输出相应的格雷码；且风向传感器相邻两次输出的格雷码风向信号的码值变化位数只能有一位，即为风向传感器输出格雷码风向信号的变化规律。当风向传感器的输出信号位发生故障时，则风向传感器输出相邻两次格雷码风向信号的变化情况与上述规律不符合，且通过多次比较均在相同输出位时，能够得到相应输出位输出故障。当采集到风向传感器输出的格雷码风向信号后，对相邻两次采集的风向信号内编码进行比较。
当对风向传感器输出的格雷码风向信号以10000次/秒进行采样时，能够完整地采集到风向变化过程中的所有格雷码风向信号；当风向在大气中没有变化时，采集的格雷码风向信号的码值不会发生变化；当风向在大气中产生变化后，且风向角度每变化传感器的一个分辨力时，风向传感器输出的格雷码风向信号码值就会有一个二进制位变化，从而能够表示出相应的方位及角度。若相邻两次的码值变化超过一个二进制位，且这种现象反复多次出现时，则能肯定风向传感器输出信号的信号位出现故障，需要进行相应的维修，以提高自动气象站风向传感器的运行可靠性。
例如，当7位格雷码为0000000时，表示方位为0，角度为0；当7位格雷码为0000001时，表示方位1，角度3；当7位格雷码为0000011时，表示方位2，角度6。当风向传感器检测方向角度从0度变化到6度时，风向传感器应该依次输出0000000、0000001、0000011三个格雷码值，每次只变化一个二进制位。为了要确定风向传感器输出信号是否有故障，就需要连续采集风向传感器输出的格雷码风向信号，通过对相邻两次风向信号码值的变化规律进行分析比对后才能确定风向传感器输出信号是否存在故障。当进行分析比对后发现相邻两次采集的风向信号码值没有按照格雷码编码规则变化，即不是按照每次变化一个二进制位，可判断某些输出位异常；通过对多次的比较结果进行分析，可以确定发生故障的输出位。
Claims (2)
1. 一种风向传感器输出信号故障的检测方法，其特征是，所述故障检测方法是检测风向传感器输出风向信号的变化是否符合格雷码编码规则，包括如下步骤：
（a）、连续采集风向传感器输出的格雷码风向信号，以便完整地采集到风向信号变化过程的所有格雷码值；
（b）、比较相邻两次采集的风向信号码值，当所述相邻两次风向信号码值的变化情况与格雷码编码规则变化规律不符合时，且上述情况多次出现在相同输出位时，则确定风向传感器相应的输出位发生故障。
2.根据权利要求1所述风向传感器输出信号故障的检测方法，其特征是：所述采集风向传感器输出格雷码风向信号的频率为10000次/秒以上。
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