风速仪调校装置、方法及电子设备与流程

本发明涉及风速仪调校技术领域，尤其是涉及一种风速仪调校装置、方法及电子设备。

背景技术：

现有技术中，调校风速仪时通常需要对其进行标定和校准。然而在标定和校准时，需要人工将检测数据录入到被调校的风速仪中，且录入的参数较多，过程繁琐，造成效率低下且极易出现错误。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供了一种风速仪调校装置、方法及电子设备，有效提高调校效率，降低错误率。

第一方面，本发明提供了一种风速仪调校装置，其中，包括风洞，以及设置在所述风洞内部的微压计、温湿度传感器、风机和风速仪；所述风机还与变频器相连；所述风速仪还与步进旋转台相连，所述步进旋转台设置有相连接的步进电机和步进驱动器；所述风速仪、所述微压计、所述温湿度传感器、所述变频器和所述步进驱动器均与控制器相连；

所述步进驱动器根据所述控制器发送的零点指令将所述步进电机旋转到编码零点位置；

所述风机旋转提供所述风洞的风源；

所述微压计和所述温湿度传感器均用于获取所述风源的实时参数；

所述步进电机控制所述风速仪旋转；

所述控制器对风速仪进行静风标零设置，并基于所述编码零点位置和所述静风标零设置对所述风速仪进行标定、线性插补和检测，以调校所述风速仪。

第二方面，本发明提供了一种风速仪调校方法，其中，应用于第一方面所述的风速仪调校装置中的控制器执行，所述方法包括：

将步进电机旋转到编码零点位置；

获取风速仪参数和风源的实时参数，并基于所述风速仪参数对风速仪进行静风标零设置；

基于所述编码零点位置和所述静风标零设置将所述风速仪旋转到预设方向，并从所述预设方向起旋转设置多个标定点；

基于所述多个标定点和所述风源的实时参数对不同风源进行标定，分别得到多个标定值；

根据所述多个标定值对未标定点进行线性插补，得到全部标定值并录入所述风速仪；

将所述风速仪再次旋转并设置多个检测点，根据所述不同风源、所述风源的实时参数和所述多个检测点对所述风速仪进行检测，以调校所述风速仪。

进一步的，所述将步进电机旋转到编码零点位置的步骤，包括：

向步进驱动器发送回零点指令；

所述步进驱动器根据所述回零点指令控制所述步进电机旋转；

所述步进驱动器采集所述步进电机的旋转位置，以确认所述步进电机旋转到编码零点位置。

进一步的，所述获取风源的实时参数的步骤，包括：

向变频器发送风源指令，控制风机旋转；

微压计采集风源的实时风力值参数并通过串口通信线发送给所述控制器；

温湿度传感器采集风源的实时温度值参数和实时湿度值参数并通过串口通信线发送给所述控制器。

进一步的，所述基于所述风速仪参数对风速仪进行静风标零设置的步骤，包括：

在风洞内无风源时采集静风温度值和风速值；

根据所述风速仪参数和所述静风温度值判断所述风速值是否为0；

如果是，则完成静风标零设置。

进一步的，所述将所述风速仪旋转到预设方向的步骤，包括：

在风机旋转提供风源后，采集所述风速仪的旋转角度；

根据步进电机的编码值判断所述旋转角度是否在误差范围内；

如果是，则所述旋转角度指向的方向为预设方向。

进一步的，所述基于所述多个标定点和所述风源的实时参数对不同风源进行标定，得到多个标定值的步骤，包括：

发送一个风源指令；

通过微压计和温湿度传感器采集风洞内的第一风力值、第一温度值和第一湿度值，并根据所述第一风力值、所述第一温度值和所述第一湿度值生成第一风速值；

判断所述第一风速值是否在误差范围内；

如果是，将所述风速仪旋转到一个标定点；

采集步进电机的旋转角度；

所述风速仪根据所述旋转角度采集第二风速值，并将所述第二风速值标定为一个标定值。

进一步的，所述根据所述多个标定值对未标定点进行线性插补的步骤，包括：

所述风速仪通过线性插补的方法对所述多个标定值进行计算，得到未标定点标定值。

第三方面，本发明提供了一种电子设备，其中，包括处理器和存储器，所述存储器存储有能够被所述处理器执行的计算机可执行指令，所述处理器执行所述计算机可执行指令以实现第二方面所述的风速仪调校方法的步骤。

第四方面，本发明提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，其中，所述计算机程序被处理器运行时执行第二方面所述的风速仪调校方法的步骤。

本发明实施例带来了以下有益效果：

本发明提供了一种风速仪调校装置、方法及电子设备，包括风洞，以及设置在风洞内部的微压计、温湿度传感器、风机和风速仪；风机还与变频器相连；风速仪与步进旋转台相连，步进旋转台设置有相连接的步进电机和步进驱动器；风速仪、微压计、温湿度传感器、变频器和步进驱动器均与控制器相连；其中，首先步进驱动器根据控制器发送零点指令将步进电机旋转到编码零点位置；再由风机旋转提供风洞的风源；微压计和温湿度传感器均用于获取风源的实时参数；步进电机控制风速仪旋转；最终控制器对风速仪进行静风标零设置，基于编码零点位置和静风标零设置对风速仪进行标定、线性插补和检测，以调校风速仪。相比于现有技术需要人工将检测数据录入到被调校的风速仪中，且录入的参数较多，过程繁琐，造成效率低下且极易出现错误的问题，本发明实施例的控制装置可以先将步进电机旋转到编码零点位置，再由风机旋转提供风洞的风源，然后通过微压计和温湿度传感器获取风源的实时参数以及步进电机控制风速仪旋转，最终通过控制器对风速仪进行静风标零设置，再基于编码零点位置和静风标零设置对风速仪进行标定、线性插补和检测，以完成调校风速仪，这种自动对风速仪进行调校降低了人工的依赖性，可以有效提高调校效率，降低错误率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例一提供的风速仪调校装置示意图；

图2为本发明实施例二提供的风速仪调校方法流程图；

图3为本发明实施例二提供的标定步骤流程图；

图4为本发明实施例供的电子设备的结构示意图。

图标：101-风洞；102-微压计；103-温湿度传感器；104-风机；105-风速仪；106-变频器；107-步进旋转台；108-步进驱动器；109-控制器；400-处理器；401-存储器；402-总线；403-通信接口。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

考虑到在对风速仪进行标定和校准时，需要人工将检测数据录入到被调校的风速仪中，且录入的参数较多，过程繁琐，造成效率低下且极易出现错误的问题。本发明实施例提供了一种风速仪调校装置、方法及电子设备，该技术先将步进电机旋转到编码零点位置，再由风机旋转提供风洞的风源，然后通过微压计和温湿度传感器获取风源的实时参数以及步进电机控制风速仪旋转，最终通过控制器对风速仪进行静风标零设置，再基于编码零点位置和静风标零设置对风速仪进行标定、线性插补和检测，以完成调校风速仪，可以辅助人工录入参数，有效提高调校效率，降低错误率。

为便于对本实施例进行理解，首先对本发明实施例所公开的一种风速仪调校装置进行详细介绍。

实施例一：

参照图1所示的一种风速仪调校装置示意图，包括风洞101，以及设置在风洞101内部的微压计102、温湿度传感器103、风机104和风速仪105；风机104还与变频器106相连；风速仪105还与步进旋转台107相连，步进旋转台107设置有相连接的步进电机和步进驱动器108；风速仪105、微压计102、温湿度传感器103、变频器106和步进驱动器108均与控制器109相连。

其中，步进驱动器108根据控制器109发送的零点指令将步进电机旋转到编码零点位置。

风机104旋转提供风洞101的风源。

微压计102和温湿度传感器103均用于获取风源的实时参数。

步进电机控制风速仪105旋转。

控制器109对风速仪105进行静风标零设置，并基于编码零点位置和静风标零设置对风速仪105进行标定、线性插补和检测，以调校风速仪105。

在本实施例提供的上述装置中，可以先将步进电机旋转到编码零点位置，再由风机104旋转提供风洞101的风源，然后通过微压计102和温湿度传感器103获取风源的实时参数以及步进电机控制风速仪105旋转，最终通过控制器109对风速仪105进行静风标零设置，再基于编码零点位置和静风标零设置对风速仪105进行标定、线性插补和检测，以完成调校风速仪105，这种自动对风速仪105进行调校降低了人工的依赖性，可以有效提高调校效率，降低错误率。

本实施例还给出了一种实施方式，控制器109用于将步进电机旋转到编码零点位置；获取风速仪105参数和风源的实时参数，并基于风速仪105参数对风速仪105进行静风标零设置；基于编码零点位置和静风标零设置将风速仪105旋转到预设方向，并从预设方向起旋转设置多个标定点；基于多个标定点和风源的实时参数对不同风源进行标定，分别得到多个标定值；根据多个标定值对未标定点进行线性插补，得到全部标定值并录入所述风速仪105；将风速仪105再次旋转并设置多个检测点，根据不同风源、风源的实时参数和多个检测点对风速仪105进行检测，以调校所述风速仪105。

本实施例还给出了一种实施方式，控制器109还用于向步进驱动器108发送回零点指令；步进驱动器108根据回零点指令控制步进电机旋转；步进驱动器108采集步进电机的旋转位置，以确认步进电机旋转到编码零点位置。

本实施例还给出了一种实施方式，控制器109还用于向变频器106发送风源指令，控制风机104旋转；微压计102采集风源的实时风力值参数并通过串口通信线发送给控制器109；温湿度传感器103采集风源的实时温度值参数和实时湿度值参数并通过串口通信线发送给控制器109。

本实施例还给出了一种实施方式，控制器109还用于在风洞101内无风源时采集静风温度值和风速值；根据风速仪105参数和静风温度值判断风速值是否为0；如果是，则完成静风标零设置。

本实施例还给出了一种实施方式，控制器109还用于在风机104旋转提供风源后，采集风速仪105的旋转角度；根据步进电机的编码值判断旋转角度是否在误差范围内；如果是，则所述旋转角度指向的方向为预设反向。

本实施例还给出了一种实施方式，控制器109还用于发送一个风源指令；通过微压计102和温湿度传感器103采集风洞101内的第一风力值、第一温度值和第一湿度值，并根据第一风力值、第一温度值和第一湿度值生成第一风速值；判断第一风速值是否在误差范围内；如果是，将风速仪105旋转到一个标定点；采集步进电机的旋转角度；风速仪105根据旋转角度采集第二风速值，并将第二风速值标定为一个标定值。

本实施例还给出了一种实施方式，控制器109还用于风速仪105通过线性插补的方法对所述多个标定值进行计算，得到未标定点标定值。

实施例二：

参照图2所示的一种风速仪调校方法流程图，可以由实施例一风速仪调校装置中的控制器执行，控制器可以是诸如计算机、处理器等电子设备，该方法主要包括步骤s201至步骤s206：

步骤s201，将步进电机旋转到编码零点位置。

在一种具体的实施方式中，控制器包括但不限于pc机，通过pc机软件发指令将步进电机回到绝对零度(即编码零点位置)。再与水平方向相差45度安装被检测风速仪。最终由pc机一键控制，实现完全自动化的标录检与报表生成过程。该步进电机为编码一体的步进电机，可读取位置信号。步进电机的控制是通过设置控制器的寄存器实现的。当pc机发送指令时，将指令写入寄存器，控制步进电机旋转到指定位置，并发送运动指令，步进电机开始旋转；而后pc机间隔性地读取编码器位置信号，直到位置达到误差范围以内。

步骤s202，获取风速仪参数和风源的实时参数，并基于风速仪参数对风速仪进行静风标零设置。

在一种具体的实施方式中，风速仪参数包括：风速仪东西探头的距离、风速仪南北探头的距离、缓存深度、滤波器灵敏度、风速测量范围和电流环范围。风速仪参数自动被录入到控制器中。在控制器与风速仪通信连接后，会实时的提供风速风向数据到控制器。控制器发送风洞内的温度后，风速仪通过计算可知理论东西南北四轴的飞度时间。而实际测得的飞度时间因为硬件电路的延迟会大于理论飞度时间，此部分时间为固定的误差时间，可以在计算时减去。而后输出风速则为0。控制器在静风标零设置过程会微调该固定的误差时间，以达到确保0风速下输出为0的目的。

步骤s203，基于编码零点位置和静风标零设置将风速仪旋转到预设方向，并从预设方向起旋转设置多个标定点。

在一种具体的实施方式中，预设方向可以包括方向北，风速仪可以自动找北，但需要给定较大风速。如果风速过小，风洞内气流不稳定，会引入误差。而风速过大，风洞的震动也会引入误差。一般取风速测量范围的一半为找北时的风速。

步骤s204，基于多个标定点和风源的实时参数对不同风源进行标定，分别得到多个标定值。

在一种具体的实施方式中，控制器中的操作软件可以提前钩选好需要标定的风源的风速点和标定点的角度数。选的风速点和角度数越多，则风速仪拟合出的精度越高。但也因此会增加标定时间。

步骤s205，根据多个标定值对未标定点进行线性插补，得到全部标定值并录入所述风速仪。

在一种具体的实施方式中，控制器中的软件将采集到的标定风速下各点数据分别录入到风速仪中，以供风速仪进行校准计算使用。风速仪测得被测风速、风向后，采用查表法搜索到风速风向所在区域、再以线性拟合的方式对风速和风向进行校准，输出校准后的风速风向以提高进度。

步骤s206，将风速仪再次旋转并设置多个检测点，根据不同风源、风源的实时参数和多个检测点对风速仪进行检测，以调校所述风速仪。

在一种具体的实施方式中，对风速仪进行检测的步骤与步骤s104中对风速仪进行标定的步骤相同，为了检测，按相同方法计算出两组数据进行对比，如果数据相同，则证明风速仪调校完成。进行检测时，同样可以在软件中可以提前钩选好需要检测的风速点，角度数。选的风速点，角度数越多，则传感器检测越精细，但也会增加检测时间。

在本实施例提供的上述方式中，可以先将步进电机旋转到编码零点位置，再由风机旋转提供风洞的风源，然后通过微压计和温湿度传感器获取风源的实时参数以及步进电机控制风速仪旋转，最终通过控制器对风速仪进行静风标零设置，再基于编码零点位置和静风标零设置对风速仪进行标定、线性插补和检测，以完成调校风速仪，这种自动对风速仪进行调校降低了人工的依赖性，可以有效提高调校效率，降低错误率。

在具体实施时，将步进电机旋转到编码零点位置的步骤，包括以下步骤a～步骤c：

步骤a，向步进驱动器发送回零点指令。

步骤b，步进驱动器根据回零点指令控制步进电机旋转。

步骤c，步进驱动器采集步进电机的旋转位置，以确认步进电机旋转到编码零点位置。

在具体实施时，获取风源的实时参数的步骤，包括以下步骤d～步骤f：

步骤d，向变频器发送风源指令，控制风机旋转。

步骤e，微压计采集风源的实时风力值参数并通过串口通信线发送给控制器。

步骤f，温湿度传感器采集风源的实时温度值参数和实时湿度值参数并通过串口通信线发送给所述控制器。

在具体实施时，基于风速仪参数对风速仪进行静风标零设置的步骤，包括以下步骤g～步骤h：

步骤g，在风洞内无风源时采集静风温度值和风速值。

步骤h，根据风速仪参数和静风温度值判断风速值是否为0；如果是，则完成静风标零设置。

在具体实施时，将所述风速仪旋转到预设方向的步骤，包括以下步骤i～步骤j：

步骤i，在风机旋转提供风源后，采集风速仪的旋转角度。

步骤j，根据步进电机的编码值判断旋转角度是否在误差范围内；如果是，则旋转角度指向的方向为预设方向。

在具体实施时，参照图3所示的标定步骤流程图，基于多个标定点和风源的实时参数对不同风源进行标定，得到多个标定值的步骤，包括以下步骤301～步骤305：

步骤301，发送一个风源指令。

步骤302，通过微压计和温湿度传感器采集风洞内的第一风力值、第一温度值和第一湿度值，并根据第一风力值、第一温度值和第一湿度值生成第一风速值。

步骤303，判断第一风速值是否在误差范围内；如果是，将风速仪旋转到一个标定点。

步骤304，采集步进电机的旋转角度。

步骤305，风速仪根据旋转角度采集第二风速值，并将第二风速值标定为一个标定值。

在具体实施时，根据多个标定值对未标定点进行线性插补的步骤，包括：风速仪通过线性插补的方法对多个标定值进行计算，得到未标定点标定值。

本发明实施例还提供一种电子设备，包括处理器和存储器，存储器存储有能够被处理器执行的计算机可执行指令，处理器执行计算机可执行指令以实现实施例二风速仪调校方法的步骤。

图4为本发明实施例提供的一种电子设备的结构示意图，该电子设备包括：处理器400，存储器401，总线402和通信接口403，处理器400、通信接口403和存储器401通过总线402连接；处理器400用于执行存储器401中存储的可执行模块，例如计算机程序。

其中，存储器401可能包含高速随机存取存储器(ram，randomaccessmemory)，也可能还包括非不稳定的存储器(non-volatilememory)，例如至少一个磁盘存储器。通过至少一个通信接口403(可以是有线或者无线)实现该系统网元与至少一个其他网元之间的通信连接，可以使用互联网，广域网，本地网，城域网等。

总线402可以是isa总线、pci总线或eisa总线等。所述总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图4中仅用一个双向箭头表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。

其中，存储器401用于存储程序，所述处理器400在接收到执行指令后，执行所述程序，前述本发明实施例任一实施例揭示的流过程定义的装置所执行的方法可以应用于处理器400中，或者由处理器400实现。

处理器400可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器400中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器400可以是通用处理器，包括中央处理器(centralprocessingunit，简称cpu)、网络处理器(networkprocessor，简称np)等；还可以是数字信号处理器(digitalsignalprocessing，简称dsp)、专用集成电路(applicationspecificintegratedcircuit，简称asic)、现成可编程门阵列(field-programmablegatearray，简称fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本发明实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合本发明实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器401，处理器400读取存储器401中的信息，结合其硬件完成上述方法的步骤。

本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，其中，计算机程序被处理器运行时执行实施例二风速仪调校方法的步骤。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。