專利名稱：包括溫度補(bǔ)償設(shè)備的氣壓高度計(jì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種便攜式氣壓高度計(jì)，以及用于針對(duì)所述高度計(jì)確定高度的方法。
更確切地，根據(jù)本發(fā)明的氣壓高度計(jì)包括壓力傳感器；計(jì)算單元，其根據(jù)由所述傳感器測(cè)量的壓力并根據(jù)與海平面處氣團(tuán)溫度的估計(jì)相對(duì)應(yīng)的參考溫度來(lái)確定高度值；以及提供日歷數(shù)據(jù)的時(shí)間測(cè)量單元。
本發(fā)明特別涉及被安排在電子手表中的這種類型的高度計(jì)。
背景技術(shù)：
在該類型的高度計(jì)中，為獲得高度，計(jì)算單元實(shí)現(xiàn)了國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)所定義的表明高度、大氣壓力和溫度之間關(guān)系的公式。該公式如下 在該公式中，T0是以開(kāi)氏溫標(biāo)(Kelvin)計(jì)的海平面處的氣團(tuán)溫度，P是以毫巴(millibar)計(jì)的由高度計(jì)所測(cè)量的大氣壓力，而P0是以毫巴計(jì)的海平面處的大氣壓力。
一般地，海平面處的氣團(tuán)溫度固定在默認(rèn)值，這導(dǎo)致當(dāng)海平面處的氣團(tuán)實(shí)際溫度值與該默認(rèn)值不同時(shí)在高度計(jì)算中產(chǎn)生誤差。
為部分地糾正這些誤差，美國(guó)專利5 224 059提出在高度計(jì)中存儲(chǔ)針對(duì)與不同緯度值和一年中不同時(shí)期相對(duì)應(yīng)的海平面處的氣團(tuán)的一系列參考溫度值。帶有高度計(jì)的人因而不得不手動(dòng)輸入其位置的緯度，以使得該高度計(jì)能夠根據(jù)日期選擇確定的參考溫度值。
該解決方案不完全令人滿意，因?yàn)檫@要求用戶知道其位置的緯度，然而并不總是這種情況。此外，對(duì)于確定的日期，根據(jù)地球上用戶位置的經(jīng)度，參考溫度值會(huì)巨大地變化，這需要要么將高度計(jì)的使用限于地球上的確定地區(qū)，要么要求用戶也輸入經(jīng)度值。
該解決方案因而有不夠直觀的缺點(diǎn)，這對(duì)于高度計(jì)人類工程學(xué)是有害的。
此外，該解決方案需要很大的存儲(chǔ)容量，這使得它較為昂貴。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是通過(guò)提出一種用于實(shí)現(xiàn)更直觀的高度計(jì)的簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)的解決方案來(lái)克服這些缺點(diǎn)。
因此，本發(fā)明提出一種之前已描述的氣壓溫度計(jì)類型，其特征在于，它包括糾正電路，該糾正電路根據(jù)日期并根據(jù)預(yù)定氣候值從包含在存儲(chǔ)于所述高度計(jì)中的數(shù)據(jù)庫(kù)中的一系列值之中選擇參考溫度值。
根據(jù)本發(fā)明的高度計(jì)在保證使用簡(jiǎn)單的同時(shí)提供了準(zhǔn)確的高度值。特別地，所述高度計(jì)設(shè)置容易實(shí)現(xiàn)，并且不需要很大的存儲(chǔ)容量。對(duì)于用戶，由于用戶已知道他所在地的氣候，甚至不用參考平面球形圖，輸入氣候是實(shí)施起來(lái)簡(jiǎn)單直觀的操作。
有利地，氣候值是從五個(gè)預(yù)定值中選出的，這五個(gè)預(yù)定值是溫帶、地中海、干旱、熱帶、極地。本申請(qǐng)人所進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)已證明這五個(gè)氣候值的選擇構(gòu)成高度計(jì)算準(zhǔn)確度和高度計(jì)簡(jiǎn)單使用之間的良好折衷?？s減的預(yù)定氣候的數(shù)量還有利于設(shè)置操作和輸入操作，因?yàn)橛脩魞H需要滾讀(scrolldown)五個(gè)值并選擇其中一個(gè)。因此不必要提供任何復(fù)雜的控制部分或笨拙的操作。
此外，所述糾正電路根據(jù)選自分別對(duì)應(yīng)于北半球和南半球的兩個(gè)值的、相對(duì)于赤道的高度計(jì)位置的指示，來(lái)選擇所述參考溫度值，這在根據(jù)高度計(jì)所在半球而選擇的參考溫度之間作出了區(qū)分。
為進(jìn)一步改進(jìn)高度計(jì)算的準(zhǔn)確度，所述糾正電路調(diào)整根據(jù)當(dāng)前月份中的日期所選擇的參考溫度的值，以考慮一個(gè)月中氣團(tuán)的溫度變化。所述糾正電路因而可以調(diào)整根據(jù)時(shí)間所選擇的參考溫度值，以考慮一天中氣團(tuán)的溫度變化。
本發(fā)明還提出了一種用于針對(duì)便攜式氣壓高度計(jì)確定高度的方法，該方法包括以下步驟-從包含在存儲(chǔ)于所述高度計(jì)中的數(shù)據(jù)庫(kù)中的一系列值之中自動(dòng)選擇參考溫度值，所述參考溫度對(duì)應(yīng)于海平面處的氣團(tuán)的溫度估計(jì)；-通過(guò)壓力傳感器測(cè)量壓力值；-根據(jù)所述壓力值并根據(jù)所選參考溫度來(lái)計(jì)算高度值；其特征在于，在所述選擇步驟中，所述參考溫度值是根據(jù)日期并根據(jù)預(yù)定氣候值而被選出的。
所述方法具有與根據(jù)本發(fā)明的高度計(jì)相同的優(yōu)點(diǎn)，即高度確定準(zhǔn)確度和操作簡(jiǎn)單之間的良好折衷。
根據(jù)所述方法的其它特征-所述氣候值是從五個(gè)預(yù)定值中選出的，這五個(gè)預(yù)定值是溫帶、地中海、干旱、熱帶和極地；-所述參考溫度值還根據(jù)選自分別對(duì)應(yīng)于北半球和南半球兩個(gè)值的、相對(duì)于赤道的高度計(jì)位置指示來(lái)被選擇；-當(dāng)相對(duì)于赤道選擇所述高度計(jì)位置時(shí)，第三值可以被選擇，以控制所述高度計(jì)工作在無(wú)糾正(uncorrected)模式中，并且在所述無(wú)糾正模式中，所述參考溫度值被固定在未考慮氣候的確定值；-提供了第一糾正步驟，在該步驟中，在所述選擇步驟中所選擇的參考溫度值是根據(jù)當(dāng)前月份中的日期而被調(diào)整的，以考慮該月中氣團(tuán)溫度的變化；-提供了第二糾正步驟，在該步驟中，在所述選擇步驟中所選擇的參考溫度值是根據(jù)時(shí)間而被調(diào)整的，以考慮一天中氣團(tuán)溫度的變化；-提供了手動(dòng)氣候值選擇步驟。


通過(guò)閱讀下面參考附圖作為非限制性例子給出的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將更加明顯，并且其中-圖1示出了根據(jù)本發(fā)明教學(xué)而制成的便攜式氣壓高度計(jì)；-圖2是概略示出安裝有圖1的高度計(jì)的手表的頂視圖；-圖3示出了劃分為對(duì)應(yīng)于五個(gè)預(yù)定氣候的區(qū)域的平面球形圖。
具體實(shí)施例方式
圖1示出了便攜式氣壓高度計(jì)10，其是根據(jù)本發(fā)明教學(xué)而制成的。
優(yōu)選地，高度計(jì)10被置于如圖2所示的電子手表12中。它包括連接到計(jì)算單元16的壓力傳感器14，其中所述計(jì)算單元用于根據(jù)由傳感器14測(cè)量的壓力P并根據(jù)參考溫度T0確定高度值，其中所述參考溫度對(duì)應(yīng)于海平面處的氣團(tuán)溫度的估計(jì)。計(jì)算單元16實(shí)現(xiàn)了上面定義的用于計(jì)算高度H的公式(1)。
手表12還包括用于提供時(shí)間h和這里為日期D的日歷信息的時(shí)間測(cè)量單元18、以及這里由指針22和兩個(gè)液晶屏幕24構(gòu)成的顯示裝置20。
在所示的例子中，時(shí)間h是借助于指針22而被模擬地顯示的，而日期D和高度H是借助于屏幕24而被數(shù)字地顯示的。
手表12還包括用于控制該手表的各種功能的手動(dòng)控制部分26、28、30。第一按鈕26可以用于設(shè)置日期D，時(shí)間設(shè)置表冠28可以用于設(shè)置時(shí)間h。
根據(jù)本發(fā)明的教學(xué)，高度計(jì)10包括糾正電路32，該糾正電路32根據(jù)日期D并根據(jù)預(yù)定氣候值C、從包含在置于高度計(jì)10中的數(shù)據(jù)庫(kù)中的一系列標(biāo)準(zhǔn)溫度值Ts中選擇參考溫度值T0。糾正電路32為此而包括其中存儲(chǔ)有數(shù)據(jù)庫(kù)的存儲(chǔ)器34。
下面以表(2)的形式示出所述數(shù)據(jù)庫(kù)。


表(2)針對(duì)一年的每個(gè)月以及針對(duì)每個(gè)預(yù)定氣候值C而包含以攝氏溫標(biāo)計(jì)的、與針對(duì)該月和該氣候C的海平面處的氣團(tuán)平均溫度相對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)溫度值Ts。
氣候值C優(yōu)選地包括五個(gè)預(yù)定值，它們是溫帶氣候CTe、地中海氣候CMe、干旱氣候CAr、熱帶氣候CTr、極地氣候CPo。這些氣候值C對(duì)應(yīng)于Koppen氣候分類的簡(jiǎn)化版本。
為考慮北半球和南半球中特定氣候之間的溫差，以及為考慮這兩個(gè)半球之間的季節(jié)顛倒，溫帶氣候CTe、地中海氣候CMe和干旱氣候CAr已被分別加倍為南半球溫帶氣候CTeS、南半球地中海氣候CMeS和南半球干旱氣候CArS。
圖3示出了劃分為對(duì)應(yīng)于五個(gè)預(yù)定氣候CTe、CMe、CAr、CTr、CPo的區(qū)域的平面球形圖。
優(yōu)選地，氣候值C是由手表12的用戶根據(jù)所述平面球形圖上的高度計(jì)10位置、這里借助于第二按鈕30來(lái)手動(dòng)選擇的。為使得糾正電路32能夠根據(jù)高度計(jì)10所在的半球來(lái)選擇合適的氣候值C，從分別對(duì)應(yīng)于北半球和南半球的兩個(gè)值中選出相對(duì)于赤道的高度計(jì)10的位置的步驟在該選擇氣候C的步驟之前。
應(yīng)當(dāng)指出，在所示的實(shí)施例中，一系列標(biāo)準(zhǔn)溫度值Ts用于熱帶區(qū)域，而一系列用于極地區(qū)域，這沒(méi)有考慮相對(duì)于赤道的高度計(jì)10的位置。
有利地，在選擇相對(duì)于赤道的高度計(jì)10的位置期間，第三值可以被選擇，以控制高度計(jì)10運(yùn)轉(zhuǎn)在無(wú)糾正模式下。在所述無(wú)糾正模式中，參考溫度的值T0固定在確定值，例如15℃，這沒(méi)有考慮氣候C。該無(wú)糾正模式可以是手表12在離開(kāi)工廠時(shí)的默認(rèn)運(yùn)轉(zhuǎn)模式。由此，直到手表12的用戶輸入關(guān)于他所在半球的數(shù)據(jù)，否則公式(1)中使用的參考溫度T0保持在15℃。所述無(wú)糾正模式是用戶未選擇氣候C的運(yùn)轉(zhuǎn)模式。
根據(jù)有利的實(shí)施例，在由手表12的用戶手動(dòng)選擇氣候值C期間，至少一個(gè)屏幕24用于滾讀并顯示各個(gè)可能的氣候值C。
有利地，對(duì)應(yīng)于給定氣候C的給定月份的參考溫度值T0在該月中不是恒定的，而是根據(jù)預(yù)定變化規(guī)則變化，以考慮一個(gè)月中的氣團(tuán)溫度變化。由此，糾正電路32根據(jù)當(dāng)前月份中的日期并遵循變化規(guī)則調(diào)整與當(dāng)前月和所選氣候C相對(duì)應(yīng)的參考溫度值T0。所述變化規(guī)則例如是通過(guò)將一個(gè)月的標(biāo)準(zhǔn)溫度值Ts連至下個(gè)月的標(biāo)準(zhǔn)溫度值Ts的線段、針對(duì)給定氣候C而被定義的，存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中的標(biāo)準(zhǔn)溫度Ts對(duì)應(yīng)于月中的參考溫度T0，即月份中的“15日”或“15.5日”。
考慮表(2)并以北半球溫帶氣候CTe為例，定義參考溫度T0的變化的線段通過(guò)5月15日的14℃并通過(guò)6月15日的19℃。該線段因此定義了5月下半月和6月上半月期間參考溫度T0的變化。這對(duì)于一年的其它月份和其它氣候C是相同的。
根據(jù)另一改進(jìn)實(shí)施例，糾正電路32還可以根據(jù)時(shí)間h調(diào)整所選的參考溫度值T0，以考慮一天中的氣團(tuán)溫度變化，特別是區(qū)分白天的溫度和夜晚的溫度。
然而應(yīng)當(dāng)指出，在不根據(jù)時(shí)間h調(diào)整參考溫度值T0的情況下針對(duì)高度計(jì)算H已經(jīng)獲得了非常好的結(jié)果。
現(xiàn)在將描述通過(guò)安裝有根據(jù)本發(fā)明的便攜式氣壓高度計(jì)10的手表12所實(shí)現(xiàn)的確定高度H的方法。
所述方法包括初始化步驟，在該初始化步驟中，用戶使用第二按鈕30將他所在平面球形圖的區(qū)域的氣候值C輸入手表12中。例如，如果用戶在瑞士，則他首先選擇北半球，然后是溫帶氣候值CTe。
一旦知道了氣候值C，在選擇步驟中，糾正電路32就根據(jù)時(shí)間測(cè)量單元18所提供的日期D而從對(duì)應(yīng)于溫帶氣候CTe的一系列標(biāo)準(zhǔn)溫度Ts中自動(dòng)選擇參考溫度值T0。例如，如果日期D是7月20日，則糾正電路32選擇值“21”作為參考溫度T0。
此外，在第一糾正步驟中，糾正電路32根據(jù)當(dāng)前月中的日期調(diào)整參考溫度T0的值。在前述例子中，日期是7月20日。因此，根據(jù)將對(duì)應(yīng)于7月15日的值21℃連至8月15日的對(duì)應(yīng)值20℃的線段，糾正電路32確定參考溫度必須等于大約20.83℃。
根據(jù)改進(jìn)的實(shí)施例，在第二糾正步驟中，糾正電路32根據(jù)一天中的時(shí)間h將確定的糾正系數(shù)應(yīng)用于參考溫度T0。例如，當(dāng)在凌晨?jī)牲c(diǎn)左右實(shí)施壓力測(cè)量P時(shí)，因而是在7月的夜晚，參考溫度值T0可以減小4攝氏度。
在計(jì)算步驟中，高度計(jì)10的計(jì)算單元16根據(jù)由傳感器14實(shí)施的壓力測(cè)量P并根據(jù)由糾正電路32調(diào)整的所選參考溫度T0來(lái)確定高度值H。
在顯示步驟中，這里是屏幕24的顯示裝置20顯示由所述計(jì)算單元計(jì)算的高度值H。
在每次新的壓力測(cè)量P時(shí)，計(jì)算單元16使用由糾正電路32調(diào)整的所選參考溫度T0計(jì)算高度H。因此，高度H的計(jì)算總是通過(guò)使用合適的參考溫度T0而被實(shí)施，這是因?yàn)楹笳哌m合于日期D和一天中的時(shí)間h。
根據(jù)變型，根據(jù)本發(fā)明的高度計(jì)10還可以包括用于糾正用在公式(1)中以計(jì)算高度H的參考?jí)毫χ礟0的糾正電路，這特別為了將天氣變化所造成的壓力變化P與高度計(jì)10用戶的移動(dòng)所造成的壓力變化區(qū)別開(kāi)來(lái)。
權(quán)利要求
1.一種便攜式氣壓高度計(jì)(10)，該高度計(jì)包括壓力傳感器(14)、計(jì)算單元(16)和時(shí)間測(cè)量單元(18)，所述計(jì)算單元根據(jù)由所述傳感器(14)測(cè)量的壓力(P)并根據(jù)與海平面處氣團(tuán)溫度的估計(jì)相對(duì)應(yīng)的參考溫度(T0)來(lái)確定高度值(H)，所述時(shí)間測(cè)量單元提供日歷數(shù)據(jù)(D)，其特征在于，該高度計(jì)包括糾正電路(32)，該糾正電路根據(jù)所述日期(D)并根據(jù)預(yù)定氣候值(C)從包含在存儲(chǔ)于所述高度計(jì)(10)中的數(shù)據(jù)庫(kù)中的一系列值(Ts)之中選擇所述參考溫度值(T0)。
2.根據(jù)前一權(quán)利要求的高度計(jì)(10)，其特征在于，所述氣候值(C)是從以下五個(gè)預(yù)定值中選出的溫帶CTe、地中海CMe、干旱CAr、熱帶CTr、極地CPo。
3.根據(jù)前述任一權(quán)利要求的高度計(jì)(10)，其特征在于，所述糾正電路(32)還根據(jù)相對(duì)于赤道的所述高度計(jì)(10)位置的指示來(lái)選擇所述參考溫度值(T0)，其中所述指示是從分別對(duì)應(yīng)于北半球和南半球的兩個(gè)值中選出的。
4.根據(jù)前述任一權(quán)利要求的高度計(jì)(10)，其特征在于，所述糾正電路(32)還根據(jù)當(dāng)前月份的日期來(lái)調(diào)整所選的參考溫度值(T0)，以考慮該月份中氣團(tuán)溫度的變化。
5.根據(jù)前述任一權(quán)利要求的高度計(jì)(10)，其特征在于，所述糾正電路(32)還根據(jù)時(shí)間(h)來(lái)調(diào)整所選的參考溫度值(T0)，以考慮一天中氣團(tuán)溫度的變化。
6.根據(jù)前述任一權(quán)利要求的高度計(jì)(10)，其特征在于，該高度計(jì)包括用于手動(dòng)輸入所述預(yù)定氣候值(C)的裝置(30)。
7.一種用于針對(duì)便攜式氣壓高度計(jì)(10)確定高度的方法，該方法包括以下步驟-從包含在存儲(chǔ)于所述高度計(jì)(10)中的數(shù)據(jù)庫(kù)中的一系列值(Ts)之中自動(dòng)選擇參考溫度值(T0)，所述參考溫度(T0)對(duì)應(yīng)于海平面處的氣團(tuán)溫度的估計(jì)；-通過(guò)壓力傳感器(14)測(cè)量壓力值(P)；-根據(jù)所述壓力值(P)并根據(jù)所選擇的參考溫度值(T0)來(lái)計(jì)算高度值(H)，其特征在于，在所述選擇步驟中，所述參考溫度值(T0)是根據(jù)日期(D)并根據(jù)預(yù)定氣候值(C)來(lái)選擇的。
8.根據(jù)前一權(quán)利要求的方法，其特征在于，所述氣候值(C)是從以下五個(gè)預(yù)定值中選出的溫帶CTe、地中海CMe、干旱CAr、熱帶CTr、極地CPo。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8的方法，其特征在于，所述參考溫度值(T0)還是根據(jù)相對(duì)于赤道的高度計(jì)(10)位置的指示來(lái)選擇的，其中，所述指示是從分別對(duì)應(yīng)于北半球和南半球的兩個(gè)值中選出的。
10.根據(jù)前一權(quán)利要求的方法，其特征在于，在相對(duì)于赤道的高度計(jì)(10)位置的選擇中，可以選擇第三值，以控制所述高度計(jì)(10)運(yùn)轉(zhuǎn)在無(wú)糾正模式中，其特征還在于，在所述無(wú)糾正模式中，所述參考溫度值(T0)被固定在未考慮氣候(C)的確定值。
11.根據(jù)權(quán)利要求7到10中任一個(gè)的方法，其特征在于，該方法包括第一糾正步驟，在該步驟中，根據(jù)當(dāng)前月份中的日期來(lái)調(diào)整在所述選擇步驟中選出的參考溫度值(T0)，以考慮該月份中氣團(tuán)溫度的變化。
12.根據(jù)權(quán)利要求7到11中任一個(gè)的方法，其特征在于，該方法包括第二糾正步驟，在該步驟中，根據(jù)時(shí)間(h)來(lái)調(diào)整在所述選擇步驟中選出的參考溫度值(T0)，以考慮一天中氣團(tuán)溫度的變化。
13.根據(jù)權(quán)利要求7到12中任一個(gè)的方法，其特征在于，該方法還包括手動(dòng)選擇所述氣候值(C)的步驟。
全文摘要
本發(fā)明提出一種便攜式氣壓高度計(jì)(10)，該高度計(jì)包括壓力傳感器(14)、計(jì)算單元(16)和時(shí)間測(cè)量單元(18)，所述計(jì)算單元根據(jù)由所述傳感器(14)測(cè)量的壓力(P)并根據(jù)與海平面處氣團(tuán)的溫度估計(jì)相對(duì)應(yīng)的參考溫度(T
文檔編號(hào)G04G99/00GK101074875SQ20071010461
公開(kāi)日2007年11月21日 申請(qǐng)日期2007年5月18日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月19日
發(fā)明者G·薩珀里托, C·格爾米奎特, S·克勞德 申請(qǐng)人:Eta瑞士鐘表制造股份有限公司