[实用新型]基于九位格雷码盘的风向传感器

说明书

技术领域

本实用新型涉及风向传感器设计技术领域，具体涉及一种基于九位格雷码盘的风向传感器。

背景技术

目前，风向测量中的风向传感器主要采用七位码盘测量角度进行风向测量，通过设计七位码盘分辨出风向，七位码盘的分辨率为128位，分辨的度数为2.85°（360°/128），即精度为2.85°，这个精度值相对较低，没有达到分辨率为1°的精度，有提高的必要。

实用新型内容

为了解决现有采用七位码盘测量角度进行风向测量的风向传感器存在的测量精度低的问题，本实用新型提供一种基于九位格雷码盘的风向传感器。

本实用新型为解决技术问题所采用的技术方案如下：

基于九位格雷码盘的风向传感器，包括：

带有透光部分和遮光部分的九位格雷码盘；

放置在所述九位格雷码盘前端并由九个并联的红外发光二极管组成的九位红外发光二极管，所述九个红外发光二极管对应放置在所述九位格雷码盘的九个码道前端；

放置在所述九位格雷码盘后端并由九个并联的红外接收二极管组成的九位红外接收二极管，所述九个红外接收二极管对应放置在所述九位格雷码盘的九个码道后端；

均与所述九位红外接收二极管相连的两个施密特触发器；

所述九位红外发光二极管发射红外线，当红外线中有通过九位格雷码盘上的透光部分对应入射到九位红外接收二极管中的红外接收二极管上时，接收到红外线的红外接收二极管将信号转换为低电平信号发送给施密特触发器，施密特触发器将低电平信号转换成TTL-电平信号输出；当红外线中有被九位格雷码盘上的遮光部分遮挡而不能对应入射到九位红外接收二极管中的红外接收二极管上时，没有接收到红外线的红外接收二极管将信号转换为高电平信号发送给施密特触发器，施密特触发器将高电平信号转换成TTL-电平信号输出。

所述九位格雷码盘采用金属铜制的圆盘并通过格雷码的方式进行设计。

所述两个施密特触发器均采用CH74HC14芯片。

本实用新型的有益效果是：本实用新型通过采用格雷码的方式设计九位格雷码盘，提高了风向检测的分辨率，九位格雷码盘的分辨率为512位，分辨的度数为0.7°（360°/512），使风向的检测精度达到1°，大大提高了风向传感器的测量精度，提高了风向输出的准确度；采用九对红外发光二极管和红外接收二极管并配合九位格雷码盘实现风向的高精度测量，九个红外发光二极管采用并联的方式，一个红外发光二极管出现故障并不会影响其他的红外发光二极管，提高了测量的准确性。

附图说明

图1为本实用新型的基于九位格雷码盘的风向传感器的结构示意图；

图2为九位格雷码盘的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

如图1所示，本实用新型的基于九位格雷码盘的风向传感器，由九位红外发光二极管、九位格雷码盘、九位红外接收二极管和两个施密特触发器组成，九位红外发光二极管由九个并联的红外发光二极管组成，九个红外发光二极管分别对应放置在九位格雷码盘的九个码道前端，九位红外接收二极管由九个并联的红外接收二极管组成，九个红外接收二极管对应放置在九位格雷码盘的九个码道后端，如图2所示，九位格雷码盘采用格雷码的方式进行设计，提高风向输出信号的准确度，九位格雷码盘上设置有透光部分和遮光部分，白色的部分为透光部分，黑色的部分为遮光部分，九位格雷码盘随风向指示标转动时，对应的透光部分和遮光部分使九位红外接收二极管接收的状态不同，风向输出信号的输出也不同，九位红外接收二极管分别与两个施密特触发器通过电缆线相连。

九位红外发光二极管中的每个红外发光二极管均发射红外线，共有九束红外线，当九束红外线中有通过九位格雷码盘上的透光部分对应入射到九位红外接收二极管中的红外接收二极管上时，接收到红外线的红外接收二极管将信号转换为低电平信号发送给施密特触发器，施密特触发器将低电平信号转换成TTL-电平信号输出，供其他接收设备采集和使用；当九束红外线中有被九位格雷码盘上的遮光部分遮挡而不能对应入射到九位红外接收二极管中的红外接收二极管上时，没有接收到红外线的红外接收二极管将信号转换为高电平信号发送给施密特触发器，施密特触发器将高电平信号转换成TTL-电平信号输出，供其他接收设备采集和使用。当九位格雷码盘随风向指示标转动时，九位红外接收二极管中的某几个可以接收到红外线，其他的接收不到红外线，则九位红外接收二极管对应的输出信号有高电平信号也有低电平信号，一共有512种状态，通过采集九位风向输出信号就可以测量风向，达到分辨率为1°的精度。