自動氣象站風(fēng)向格雷碼對應(yīng)角度自動查算工具的編寫

鄭德彬

（江西省大氣探測技術(shù)中心，南昌　330001）

自動氣象站風(fēng)向格雷碼對應(yīng)角度自動查算工具的編寫

鄭德彬

（江西省大氣探測技術(shù)中心，南昌330001）

摘要：針對目前自動氣象站風(fēng)向傳感器檢定過程中，設(shè)備輸出的格雷碼與模擬電壓值查算對應(yīng)角度值的步驟繁瑣。依據(jù)現(xiàn)有檢定規(guī)程，使用EXCEL軟件編寫出一套可兼容電腦、平板、手機(jī)的快速查算系統(tǒng)。提高工作效率。

關(guān)鍵詞：EXCEL；自動站風(fēng)向；空對應(yīng)角度自動查算

0　引言

現(xiàn)今使用的各種型號的自動氣象站風(fēng)向傳感器均采用7位格雷碼（以下簡稱格雷碼）或0-2.48V電壓作為傳感器輸出信號。根據(jù)《自動氣象站現(xiàn)場校準(zhǔn)規(guī)范》規(guī)定。使用JJE11型風(fēng)向校驗儀作為校準(zhǔn)設(shè)備。JJE11型風(fēng)向校驗儀能夠兼容5V、12V的各類風(fēng)向傳感器，并顯示其輸出的格雷碼或電壓值，通過與標(biāo)準(zhǔn)電壓值或標(biāo)準(zhǔn)格雷碼值對比得到對應(yīng)差值。對被測傳感器進(jìn)行差值校準(zhǔn)。由于現(xiàn)行檢定規(guī)范需將差值換算成為對應(yīng)風(fēng)向角度值，而校驗儀僅僅顯示對應(yīng)電壓值或格雷碼，并不輸出該電壓值（格雷碼）對應(yīng)的角度值，不利于實際工作。此次開發(fā)使用EXCEL電子表格程序?qū)⑿ｒ瀮x與風(fēng)向傳感器技術(shù)資料中的電壓、格雷碼及角度換算表進(jìn)行數(shù)字化，在對電壓或格雷碼進(jìn)行輸入后自動換算并顯示對應(yīng)角度值，進(jìn)一步提高工作效率。

1　工作表結(jié)構(gòu)

根據(jù)風(fēng)向傳感器設(shè)計原理，風(fēng)向標(biāo)轉(zhuǎn)軸連接一個由七位格雷碼盤和紅外發(fā)光二極管、光敏管組成的風(fēng)向信號發(fā)生器。一組紅外發(fā)光二極管和光敏管對正一個格雷碼盤的碼道，七組紅外發(fā)光二極管和光敏管對正七個格雷碼盤的碼道產(chǎn)生代表風(fēng)向的七位格雷碼。格雷碼盤將以正北方向為0位的360°風(fēng)向角度劃分為128個單獨扇區(qū)，每個扇區(qū)所輸出的格雷碼對應(yīng)一個角度值。（部分輸出電壓模擬信號的風(fēng)向傳感器則為格雷碼對應(yīng)電壓值）。如圖所示，將EXCEL工作簿的工作表2（sheet2）作為基礎(chǔ)表格區(qū)域，將現(xiàn)行氣象部門使用的格雷碼、電壓及角度對照表分三列輸入格雷碼值、對應(yīng)電壓值、對應(yīng)角度值。作為查算所需的基礎(chǔ)表格區(qū)域。

在該工作簿的工作表1（sheet1）中，將一單元格定義為待查詢的格雷碼輸入?yún)^(qū)域，將另一單元格作為對應(yīng)角度輸出區(qū)域，在單元格中鍵入復(fù)合公式“=INDEX（Sheet2！A2：C129，MATCH（E2，Sheet2！A2：A129，0），3）”實現(xiàn)對應(yīng)角度查詢。

2　相關(guān)公式語句分析

INDEX函數(shù)，在相關(guān)列表中提取符合設(shè)定條件單元格內(nèi)的值，書寫語法為（=INDEX（所查找的區(qū)域，行號，列號））

MATCH函數(shù)，提取滿足條件的單元格行、列號。書寫語法為（=MATCH（查找值，查找區(qū)域，查找模式））其中查找模式為模糊查找。單元格內(nèi)輸入公式為“=INDEX（Sheet2！A2：C129，MATCH（E2，Sheet2！A2：A129，0），3”即在工作表1（sheet1）對應(yīng)單元格中輸入待查格雷碼值（語句中以E2單元格為格雷碼輸入?yún)^(qū)域），在工作表2（基礎(chǔ)表格區(qū)域sheet2）的A2-C129單元格中查找值等于E2單元格中所輸入的值，并返還該值所在行第三列（基礎(chǔ)表格C列角度值）中的數(shù)據(jù)。同法，在工作表1的對應(yīng)單元格中鍵入公式“=INDEX（Sheet2！A2：C129，MATCH（E 5，Sheet2！A2：A129，0），2”（語句中以E5單元格作為模擬電壓值輸入?yún)^(qū)域），既可實現(xiàn)輸出信號為電壓值的其他型號風(fēng)向傳感器的對應(yīng)角度值查詢。

工作表1

3　誤操作保護(hù)

通過將工作表中除待查值輸入單元格（E2，E5）以外所有區(qū)域的單元格在“設(shè)置單元格格式”菜單中的“保護(hù)”子菜單中，將其屬性設(shè)置為鎖定。再通過菜單欄下“工具-保護(hù)-保護(hù)工作表”子命令將以上單元格設(shè)置保護(hù)狀態(tài)。當(dāng)有操作試圖更改這些單元格的內(nèi)容時，系統(tǒng)將自動阻止該操作。從而實現(xiàn)對基礎(chǔ)表格、查詢公式及所在單元格內(nèi)容進(jìn)行保護(hù)，防止因工作中的誤操作引起的功能損壞。

4　應(yīng)用擴(kuò)展與二次開發(fā)

在實際工作中，通過EXCEL編譯的工作表，具有操作靈活、系統(tǒng)資源占用少的優(yōu)點。該查算工作簿全部編譯完成后大小僅為34KB。除可在傳統(tǒng)計算機(jī)的WINDOWS系統(tǒng)下運行外，還可在安裝了安卓EXCEL、Iwork等XLS文件兼容應(yīng)用的安卓（Android）系統(tǒng)、蘋果（Ios系統(tǒng)）的手機(jī)、平板電腦上運行。極大的方便了現(xiàn)場工作人員的操作，大大提高工作效率。同時EXCEL工作表還可以作為插件充當(dāng)其他程序后臺運算模塊，通過使用VB、VS等計算機(jī)編譯平臺進(jìn)行相關(guān)界面開發(fā)，編譯為單獨的可執(zhí)行程序。

參考文獻(xiàn)：

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