计算器和电子秒表在流速测量仪上的应用

摘要:针对现有流速仪利用收音机发信计数，人工手动计时进行流速测量易产生较大误差及操作不便的缺点，利用普通计算器所具有的累加计数功能配合电子秒表，通过电路巧妙组合控制，实现流速仪计数计时的同步，装置操作简单，显示直观，能提高测速精度，且造价低廉，制作容易。
关键词: 流速仪 计算器 电子秒表 同步计数计时

引言
        我站用于汛期航道流速测量的流速仪是水利部重庆水文仪器厂生产的LS25-3A型大量程流速仪，其测速范围：0.04-10m/s，测速原理是由感应部分的一只双叶螺旋桨，在受到水流作用时产生与水流成一定函数关系的回转运动，其转轴带动一组减速齿轮，当螺旋桨每转20圈，该组减速齿轮便将内置凸轮触点闭合一次，即发出一个转速信号（PS），把转速信号通过电线连接到厂家的计时计数附件，算出转桨转速率n=r/t，通过检定公式V=0.2532n+0.0040计算出水流速度。由于我站未另配该厂的计时计数附件，我们将该触点串接在收音机的电源电路中，通过收听收音机的声响进行计数，在听到声响的同时用，秒表计时，以此来计算流速。这样当流速较大时，声响间隔较小，容易产生计数误差，同时计时与计数不易同步，操作也较麻烦。为此，本文介绍一种利用普通计算器均具有的计数累加功能，配合电子秒表，通过电路巧妙组合控制，实现流速仪计数计时的同步。同时该装置操作简单，显示直观，测速精度也得以提高。且造价低廉，制作容易。

1、装置的组成
        将计算器的“=”号位置敷铜板上的触点用电线引出，将电子秒表（上海手表五厂金雀SJ9-1）的模式键（MODE）、计时起停键（ST/SP）、复位键（RST）及外壳用电线引出，连同开始按钮（ST）和停止按钮（SP）接入控制板，转速输出信号（PS）通过插头（CT）与控制板相连。如图1：

2、装置工作原理
        测量流速时，先将计算器输入20，再按一次“+”号键。秒表调在秒计时模式，合上电源开关（SW），按下开始按钮（ST），当收到第一个PS信号时，秒表即开始计时，同时计算器开始计数，这时松开按钮，为停止计时计数做好准备。要停止流速测量时，按下停止按钮（SP），当下一个PS信号到来瞬间，秒表即停止计时，同时计算器停止计数。电路原理图如图2。

具体工作原理如下：
按下开始按钮（ST），当第一个PS信号到来时，T1导通，J1瞬间得电动作，其J1-1触点闭合，秒表开始计时，同时J1-2闭合，计算器开始计数，J1-3闭合，T3导通，J3得电动作，J3-1闭合，并与J1-2并联，以保证J1失电后，计算器仍能继续不间断计数。J3-2闭合自锁，J3-3断开使J1释放。这时即使不松开开始按钮，J1也不会因为下一个PS信号的到来而动作，这就避免了秒表受PS信号的影响而频繁起停计时，保证工作可靠，也为下一步停止计时计数做好准备。
要停止流速测量时，按下停止按钮（SP），当下一个PS信号到来瞬间，T2导通，J2得电动作，J2-1闭合自锁，使J2保持吸合动作。J2-2断开，停止计数，同时J2-3闭合使秒表停止计时，这时即使有PS信号输入，因J2已自锁，计算器和秒表也不会继续进行计数计时，保证了计时计数的准确性。计算器和秒表所显示的数值就是测量所得的转数和时间，算出转速率，再代入检定公式就可得到水流速度。
要进行下一次测量，只要将电源开关断开，让控制电路复位，即可继续进行测量操作。

3、结束语
         该装置在组装时，PS信号输出端绝缘一定要处理好，否则可能出现不能计数的现象。另外，在计算转桨转速率时，要从总转数中减去预置的20转。本装置制作简单，取材容易且成本很低，只要按图制作无误，不用调试即可正常工作。经试用，计数、计时准确直观，工作可靠，操作方便，效果很好。