專利名稱：碼表的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種碼表，更具體地，涉及一種適合于由使用者本人實現計時的碼表。
先有技術中，一種撞線響應式碼表(例如，日本專利申請公開號昭63-127183中公開的一種碼表)是已知的，它設計得能使參加運動的運動員自己測量和記錄時間而不必冒猛裂沖刺跌倒的危險，它并能這樣地應用，使用者通過一種打擊動作之類給碼表一個沖擊，可以在賽程中間點上保持一個分段時間，并在終點處停止計時。
然而，在比賽進程中碼表存在著因各種因素而受到沖擊的可能性。例如，將此類撞線響應式碼表應用于高山速降滑雪比賽時，因猛烈的撐桿動作或者滑桿的碰擊所造成的沖撞會導致記錄一個錯誤的分段時間或是在到達終點之前的計時終止，因為可能發生將中間點誤判為比賽終點。因此，難以實現運動員預定的計時。
對于這種撞線響應式碼表已經提出了一種技術(日本實用新模型申請平5-59389)用以防止在計時開始后的一個預定時間期內誤將接受的一個沖撞作為分段時間記錄命令。然而，這種技術只在計時開始后的一個預定時間內才具有計時誤差防止作用。
本發明考慮到了上述的使用環境，本發明的一個目的是提供一種具有高可靠性自動計時功能的碼表，它對于諸如沖撞之類的外部干擾可減小其影響計時的可能性。
本發明的碼表中包含有用以測量一個基本物理參量的測量電路；用以預先存儲一個目標值的存儲電路，該目標值是在要記錄時間的一個地點上基本物理參量的值；以及用以在一個時間點上記錄一個時間計數值的記錄電路，該時間點是時間測量啟動之后由測量電路測量得的測量值與目標值相一致的時刻。
本發明的碼表配備了“用以測量一個基本物理參量的測量電路，以及用以預先存儲一個目標的存儲電路，該目標值是在要記錄時間的一個地點上基本物理參量的值。”所以，從測量電路測量得的基本物理參量值是否變成等于目標值的判定結果中，可以確定出要記錄時間的例如一個中間點或終點的時間點是否已經到達。對本發明的碼表還配備了“用以在一個時間點上記錄一個時間計數值的記錄電路，該時間點是時間計數啟動之后由測量電路測量得的測量值與目標值相一致的時刻。”所以，當該時間點(例如是要記錄時間的一個中間點或者終點)到達時，可由記錄電路記錄下相應時間點上測量得的時間值，而不必由碼表使用者作任何的手動操作。因此，可以實現所需的時間計數記錄而沒有猛烈沖刺跌倒之類的危險。特別地，時間計數記錄是在這樣的判定基礎上實施的，即在要記錄時間的時間點上基本物理參量的值是否達到了目標值。結果，由于諸如沖撞之類的外部干擾造成的錯誤的時間記錄等可能性減小了。
在此說明書中，“由記錄電路所作的記錄”不僅存儲于一個存儲器、寄存器或其它存儲電路內，而且可由顯示電路予以顯示。某些情況下，可以應用傳輸電路實現時間計數值的傳輸，以將時間計數數據存儲至一個遠處。應用存儲電路進行的存儲可以是暫時存儲或是永久存儲。在只需于終點處進行記錄便滿足的場合，可以應用一個液晶顯示器件之類實現時間顯示，時間顯示可以在存儲電路進行存儲的同時予以實現，或者只是由存儲電路存儲下時間數據，今后需要時再進行讀出。
由測量電路測量的基本物理參量可以是任何的物理參量，只要當測量啟動之后在要實現時間記錄的該地點上其物理參量具有一個獨特的值就可以。例如，為了測量和記錄高山速降滑雪時間或者自行車登山騎行時間，則可應用高度或氣壓作為這樣一個物理參量。在從出發點到終點間高度單調地下降的場合，可以獨特地測量在任意中間點上的分段時間。即使是對于出發點與終點之間的中間點上有高度起伏而高度不是嚴格地單調降低的場合，也能夠通過中間點或終點上的高度或氣壓獨特地檢知或測量出運動員通過該點的時間，條件是只要其它點處沒有象中間點或終點那樣相同的高度。通過，氣壓可以作為高度來測量。然而，可以有不同的物理參量作為高度來測量。對于懸掛滑翔者的飛行時間來說，會有同樣的適用情況。某些場合中，可以測量多種物理參量，并可以選擇多種物理參量的一種組合來識別出多個點處的每一個點。例如，可以單獨地應用或組合地應用依靠GPS的位置測量。
可取地，要由存儲電路作為目標值預先存儲下的基本物理參量之數值，也即在要記錄的時間上諸如中間點或終點處的基本物理參量之數值，是用該碼表的測量電路在該點處預先(或者可取地只是提前片刻)測量得的一個數值。此種場合下，例如，即使是碼表的測量電路所測量的數值中存在一個初始標準誤差，但由于該測量電路特性的特定變動也直接反映在目標值中，所以檢測到的運動員通過該點的時間精確度依然是高的。即使是諸如氣壓這參量是一種會隨時間而變的基本物理參量，但如果是在一個短的時間期內，則對于時間測量來說該變動的影響可以不予考慮。
當根據在時間測量啟動點處測量得的基本物理參量而能夠比較精確地假定出在要記錄時間的點處之基本物理參量時，此種場合下，對于要實施時間記錄之地點處的該假定值，可以根據在時間測量啟動地點處由測量電路實際測量得的數值來計算出，以取代在要實施時間記錄之地點處的預先測量值。由此，將計算出的假定值作為一個目標值由存儲電路予以存儲。
例如，基本物理參量(比如是氣壓)可以在時間測量啟動點處(出發點)由測量電路測量出，并將測量啟動點處之高度與要實施時間測量點處(諸如是終點)之高度兩者間的氣壓差值附加到該測量值(氣壓值)上(是根據實施時間測量之時間點上的氣壓水平用一個校正系數作出調整后的校正值)，由此可得到要實現時間記錄的點上(終點之類)的一個目標值。將此種情況下得到的目標值用存儲電路存儲下來。又，在此場合下，碼表中測量電路特性的特定變動借助于應用該測量電路進行測量而能部分地抵消掉，所以，時間計數記錄值中發生差誤的可能性是相當低的。
特別地，例如在高山速降滑雪比賽之類的場合當滑雪運動員由提升索道之類從終點(在那里要記錄速滑時間)升高至出發點后，于開始滑行之前要他(她)要輪候，有可能在物理參量測量的時間點(例如在終點處預先測量氣壓)與滑雪運動員開始滑行的時間點之間的時間期太長，以致在進行滑雪的區域內氣壓的變化尺度會超出可忽略的程度。此種場合下，為了使氣壓相對于時間變化的影響最小，氣壓測量可以在出發時刻的出發點上進行，也就是，就在出發前或者正好出發時測量氣壓，終點處的氣壓可以根據所測量得的出發點氣壓值以及出發點與終點之間的高度差應用一個合適的假定值計算公式予以假定。通過應用該假定值作為目標值，在某些情況下可做到目標值的設定有較高的精確度。
如果作為測量目標的物理參量相對于時間是穩定的，則對此可將一個已知的標準值由存儲電路存儲起來，需要時作為目標值。
當諸如氣壓之類的基本物理參量相對于時間來說其測量值的變動不可忽略時，在碼表中可取地安排一個校正電路，用以根據測量電路對物理參量測量中隨時間而測量值會變動的趨勢，對存儲電路中存儲的目標值進行校正。此種場合下，上面說明的記錄電路能做成使測量電路在測量數值的時間點上所記錄的測量時間值變為等于由校正電路校正的目標值。
這樣安排的碼表中，可以由校正電路校正目標值本身以使它隨時間變動的影響最小，從而改進了測量精度。此種場合下，要校正的初始目標值通常是在要實施時間記錄的點處實際測量得的一個測量值。然而，如果測量值隨時間的變動尺度顯著地大，就需要使時間段最小化，將測量值相對于時間的變動限制到只是單調地上升或單調地下降。為了做到這一點，可以根據在啟動時間記錄的點處于出發時間上的實際測量值所計算出的在時間記錄點處的假定值，將它設定為一個初始目標值。
另外，這種碼表中通常有一個變動趨勢計算電路，用以根據在時間計數啟動之前一個時間點上要記錄時間的點處由測量電路測量得的實際值，得到一種時間上的變動趨勢，并得到一個由測量電路在時間測量實際啟動處的時間點上測量得的實際值。然而，如果隨時間的變動量不是單調增大或單調減小的，則必需使時間段最小化，以使隨時間的變動量限制到是單調增大的或是單調減小的。為了做到這一點，可根據在時間記錄要啟動的點處的出發時間上測量得的一個值所計算出的一個時間記錄點上的假定值，并根據在出發點之前一個短時間內的時間點上測量得的一個值所計算出的在時間記錄點上的一個假定值，從中得到一個隨時間的變動趨勢。
如上面說明的本發明的一種碼表，在構成上可檢測氣壓，典型地包含有
時間計數器電路，用以響應于時間計數啟動信號而啟動時間計數，并響應于時間計數終止信號而終止時間計數；氣壓測量電路；存儲電路；目標值設定指示器電路，用以使氣壓測量電路測量得的一個氣壓值作為目標氣壓值存儲入存儲電路中；以及時間計數終止控制電路，用以當氣壓測量電路測量得的一個氣壓值與存儲電路中存儲的目標氣壓值相一致時，向時間計數器電路傳送一個時間計數終止信號；或者一個碼表中包含有時間計數器電路，用以響應于時間計數啟動信號而啟動時間計數，并響應于時間計數終止信號而終止時間計數；氣壓測量電路；存儲電路；目標值設定指示器電路，用以使氣壓測量電路測量得的一個氣壓值作為目標氣壓值存儲入存儲電路中；校正電路，用以根據隨著時間推移中由氣壓測量電路測量得的氣壓值之隨時間偏移趨勢，校正在存儲電路中存儲的目標氣壓值；以及時間計數終止控制電路，用以當氣壓測量電路測量得的一個氣壓值與校正電路所校正的目標氣壓值相一致時，向時間計數器電路傳送一個時間計數終止信號。
參考附圖，下面將說明本發明的優選實施例。
本發明的優選形式示明于各個附圖中
圖1示出本發明優選實施例中一個碼表的構造或功能；圖1A是第一實施例中一個碼表的方框圖，圖1B是第二實施例中一個碼表的類似方框圖。
圖2是圖1中所示碼表內一般處理或工作的流程圖；圖3示明圖2之流程圖中目標值輸入處理的細節圖；圖3A的流程圖示明對于圖1A中所示碼表內目標值輸入處理的細節，圖3B的流程圖示明對于圖1B中所示碼表內目標值輸入處理的細節；圖4的流程圖示明圖2之流程圖中時間測量啟動處理的細節圖；圖5示明圖1中所示碼表的一部分機械布置；圖5A是沿圖5B中VA-VA線的橫剖面放大圖，圖5B是本碼表戴在手臂上時的透視圖；圖6上是應用圖1中所示的碼表在高山速降滑雪場合下表明沿滑道下滑的示意圖；圖7是類似于圖1的一個方框圖，示明本發明第三優選實施例中一種碼表的構造或功能；以及圖8是圖7中所示碼表內一般處理或工作的流程圖。
示明于圖1A之概略方框圖中的本發明第一優選實施例的碼表1中，包含有一個壓力測量部分或一個壓力傳感器10，提供作一個氣壓測量電路或者一個用以測量以一個高度作為一種基本物理參量標志的氣壓也即壓力P的測量電路；一個計數器30，提供作一個時間計數電路；一個存儲單元40，諸如一個RAM，提供作一個存儲電路用以保持或存儲一個目標壓力值Pg等；一個輸入部分50，諸如是一個包括有輸入/指令部分或輸入/指令鈕51和52的部分，通過按壓之類的動作可輸入一個指令，以實現在存儲單元40中進行存儲或是啟動或終止時間計數；一個控制單元60，提供作一個控制電路，由一個程序控制微處理器的計算控制部分等構成；以及一個顯示部分70，諸如是液晶顯示器，提供作一個記錄電路或顯示電路。為了敘述容易，在下面的說明中，假定要測量、比較和顯示的一個參量是氣壓或壓力P。然而，實踐中，壓力P可以變換成高度H，并可以顯示壓力P和高度H中的一者或是兩者。
更具體地，控制單元60中包括一個目標值設定控制部分61、一個比較部分62、一個時間計數控制部分63以及其它部分。目標值設定控制部分61在鍵鈕51受到按壓之類的操作時，可從提供作一個目標值設定電路也即目標值設定指令鈕51上接收到一個目標值設定指令信號Sm。接收到該信號之后，目標值設定控制部分61便使壓力傳感器10測量壓力P，存儲入存儲單元40中作為一個目標壓力值，在當前的測量時間上就得到一個作為壓力傳感器檢測或感知之結果的壓力值Pg，并使得顯示部分70顯示出該目標壓力值Pg。
時間計數控制部分63中有一個時間計數控制的狀態存儲器部分64，用以在時間計數期間例如于兩種狀態C1和C0中區分清一種狀態C1(或C0)與另一種狀態C0(或C1)。時間計數控制部分63在鍵鈕52受到按壓之類的操作時，從時間計數啟動/終止指令部分也即時間計數啟動/終止指令鈕52上接收到一個時間計數啟動/終止指令信號St。當時間計數控制部分63接收到該信號，同時時間計數控制的狀態存儲器部分64處于狀態C0時，它使時間計數控制的狀態存儲器部分64置成C1，向計數器30供給一個時間計數啟動信號Sti，使得計數器30開始時間計數操作，并向壓力傳感器10供給一個壓力測量啟動信號Sa，以使傳感器10開始連續地測量壓力P，又向比較電路62供給一個比較啟動指令信號Sc。在時間計數啟動之后，計數器30的一個時間計數值或是一個測量得的時間值t，由顯示部分70予在顯示。
比較部分62接收到比較啟動指令信號Sc時，它將壓力傳感器10檢測到的壓力P與存儲單元40中存儲的目標壓力值進行比較。當檢測到的壓力P具有目標壓力Pg那樣相同的數值時，換言之，檢測到的壓力P變為等于目標壓力Pg或者變為大于或小于目標壓力Pg時，比較電路62便向時間計數控制部分63傳送一個終點到達或目標到達的成功信號，或者一個符號信號Sp。
當時間計數控制部分63接收到符合信號Sp，同時時間計數控制的狀態存儲器部分64處于狀態C1時，便向計數器30傳送一個時間計數終止信號Stf，以使計數器30的時間計數操作停止。當時間計數因而終止時，顯示部分70將保持于顯示這樣一個時間期的狀態，即從時間計數啟動時刻到時間計數終止時刻之間經歷的時間期，也就是時間t=Tm。時間計數控制部分63可以安排成存儲這時間計數值Tm，使得該時間計數值Tm能讀出給存儲單元40，該存儲單元40也能起記錄電路的作用。這個實施例中，比較部分62和時間控制部分63組成了一個時間計數終止控制電路。
當通過按壓時間計數啟動/終止指令鈕52而時間計數控制部分63接收到時間計數啟動/終止指令信號St，同時時間計數控制的狀態存儲器部分64處于狀態C1時，時間計數控制部分63便將時間計數控制的狀態存儲器部分64之狀態改變回到狀態C0，向計數器30傳送出時間計數終止信號Stf。也終止由計數器30實施的時間計數。這對應于碼表的平常應用。對于碼表1的這種應用，可以安排成對碼表1輸入一個指令，使得按照時間計數啟動/終止指令信號St，該指令用于指令啟動時間計數，而使得壓力測量啟動信號Sa無效。
碼表1如圖5B中所示地構成，例如也就是由主體2和表帶3以類似于普通手表的形狀構成。比如，通過按鈕4可使碼表1工作在普通手表模式或碼表模式。主體2上有一個由金屬之類制成的裝飾框5。此外，諸如目標設定指令鈕51和時間計數啟動/終止指令鈕52對應于輸入部分50的一部分，給出在表殼7內，由液晶顯示器構成的顯示部分70給出在表蒙玻璃6的內側。比如，目標設定指令鈕和時間計數啟動/終止指令鈕可以組合于一個公共鈕中，例如是鈕51。此種場合下，控制單元60(圖1A)可以這樣安排，使得按壓鈕51時，按照例如是結合鈕51的按壓次數，實現為目標設定指令的操作或時間計數啟動指令的操作，結合命令中包括鈕51和鈕4都按壓，鈕51和鈕4都按壓的次數。
如圖5A中所示，構成壓力測量部分的壓力傳感器10放置并固定于裝飾框內側、表殼7中的一個凹槽12里，有一個襯墊11填隔在壓力傳感器10與表殼7之間。由裝飾框5覆蓋的一個腔室14形成于壓力傳感器10上、壓力感知表面13的前方。腔室14通過表殼7的表面15上形成的一個縫槽16(起通氣道的作用)、并通過裝飾框5的內部邊沿與前表蒙玻璃6的外周邊沿之間的縫隙17，與外界溝通。通氣道16的構造，也即通氣道16的形狀和位置，可以不同于這里所示例的樣子。
所使用的壓力傳感器10可以是一種這樣的器件，按照腔室14中壓力P的變化而改變其應變狀態，從而改變其電阻，例如是在硅半導體芯片上形成的一種擴散層電阻器件。毋庸說，壓力傳感器10可以是任何其它類型的傳感器，例如是一種不同類型的應變計或是一個壓電晶體換能器。18表明了一塊印刷電路板，19表明了將壓力傳感器10貼附到片基18上用的接頭。
通常，如果高度為H，則由壓力傳感器10檢測到的壓力或氣壓P可表示成P=Pg exp{-α(H-Hg)/T}。公式中，Hg為目標點的高度，Pg為目標點的壓力(氣壓)，α是一個常數，T是溫度。也就是，由于壓力P隨高度H的增大而單調地減小，所以，用壓力傳感器10測量壓力P等效于測量高度H。
為了更精確地確定出壓力P，可以應用下面的公式或是任何其它類型的公式。
H=44332×{1-(P/1013.25)0.1903}式中，H為高度值，單位m，P為氣壓值，單位h Pa參看圖5A，給出了一個后蓋8，控制單元60、存儲單元40、計數器30以及其它等都放置于腔室9內，腔室9是由表殼7、表蒙玻璃6和后蓋8圍繞成的。顯示器70可以裝入于表蒙玻璃6的底下部分，或是放置于腔室9的上方部分。
關于本發明第一優選實施例中如此安排的碼表1之工作或運行，將針對碼表1應用于高山速降滑雪場合中的計時予以說明。說明是參照圖2至圖6以及圖1A和圖5作出的。
如圖6中所示的一位運動員或滑雪者M要沿著山頭90的滑坡91進行高山速滑，首先在高度為Hg、壓力為Pg的終點G處設定或輸入一個目標壓力值Pg(圖2之流程圖中所示的整個處理內的步驟S10)。
也就是，滑雪者M在需要時通過鈕4(圖5B中)之類設定碼表模式，并當站在山頭90之山底下經點G處時按壓目標值設定指令鈕51(圖3A流程圖中所示之目標值輸入處理內的步驟S11)。由此，使目標值指定指令信號Sm從指令鈕51傳送至目標值設定控制部分61上(圖1A中)，在控制部分61的控制下由壓力傳感器10測量壓力P(圖3A中的步驟S12)，將壓力傳感器10測量得的壓力值P=Pg存儲入存儲器40中作為目標值，它即是在終點G處的氣壓Pg(步驟S13)，并由顯示部分70予以顯示(步驟S14)。如果需要，該過程可以這樣地實施，壓力傳感器10的壓力測量在所有時間上進行，而目標值設定控制部分61只是讀出傳感器壓力P，以及控制讀出數據存儲入存儲器40和由顯示部分70實現顯示。任一種方式下，都可以顯示出原始氣壓值或壓力值Pg，或者可以顯示出就高度而言的相應值Hg。當目標值設定控制部分61將目標值Pg存儲入存儲器40時，它同時向時間計數控制部分63傳送一個復位信號Sr，強使時間計數控制的狀態存儲器部分64復位至狀態C0。
由此設定的目標值Pg應用作一個參考值，用于下面要說明的時間計數終止時作參考。終點G處的氣壓值Pg可能逐日變化，或者在某些情況下隨時間推移而變化。然而，實踐中，在一個短的時間期內可以看作終點G處的氣壓Pg為常數。在設定目標值Pg后的一個比較短的時間期內，電路將反映出在高度高于終點G之高度處的壓力P小于Pg，在高度低于終點G之高度處的壓力P大于Pg。所以，目標值Pg精確地對應于終點G處氣壓。因此，通過將測量得的壓力P與目標壓力Pg進行比較，可以確定終點G處是否到達了。
即使所提供的壓力傳感器10是一個特性會變化的產品，在以該壓力傳感器10檢測到的壓力中會有一個初始的校準誤差，當一個特定的目標值Pg被滑雪者M所用的壓力傳感器10指明為例如是PgO時，該PgO仍可認為對應于滑雪者到達了目標點也即終點G，而與壓力傳感器10測量的精確度無關。
因此，上面說明的對目標值Pg設定后的結果，對于來自兩類原因造成的誤差能同時避免。
隨后，滑雪者M由提升索道98之類升高到山頭90上的出發點B處(圖6)。當滑雪者M在出發點B處開始高山速降滑雪時，他(她)使碼表1實施時間測量啟動處理，即是實施時間計數啟動處理(圖2中的步驟S20)。也就是，滑雪者M從出發點B處開始高山速降滑雪時按壓時間計數啟動/終止指令鈕52(圖4上所表明的時間測量啟動處理之流程圖中步驟21的結果為“Y”)。此時，時間計數狀態存儲器部分64置于狀態C0，并由于不實施時間計數(步驟22的結果為“N”)，所以，按照時間啟動/終止信號St，時間計數控制部分63向計數器30供給時間計數啟動信號Sti(圖1A)，由此，計數器30開始時間計數(圖4中的步驟S23)。時間計數器30開始時間測量時刻的時間測量值t顯示于顯示器70的屏上(步驟S25)。
如果實施平常的碼表工作，則對鈕52(圖1A)作按壓(圖4中步驟22的結果為“Y”)，從而碼表1的計數器30終止時間計數(步驟S24)。時間計數器30終止時間計數時刻的時間測量值顯示于顯示器70的屏上(步驟S25)。
當時間測量啟動處理S20開始之后，繼續實施時間測量(步驟S30)，時間計數控制部分63向壓力傳感器10供給壓力測量啟動信號Sa，由此，啟動壓力傳感器10連續測量壓力P。當滑雪者M沿著滑坡91的滑道開始高山速降滑雪時，實質上同時啟動了時間測量，滑雪者M的高度每一時刻在下降，故氣壓P每一時刻在上升。如圖5B中所示，由戴在滑雪者M手腕92上的碼表1之壓力傳感器10測量氣壓P(圖2中的步驟S40)。由于滑雪者M在高速地進行高山速降滑雪，所以如圖5B中所示，沿著滑雪者M的滑雪服表面93和手套94表面將形成一個高速的氣流V。然而，由于碼表上被滑雪服93和手套94蓋住，在碼表1上縫隙17的出口17a(圖5A)處實質上沒有氣流，所以可以認為，在滑雪者M進行高山速降滑雪期間對于高度H有著靜態的壓力P。
由比較部分62將終點G處壓力傳感器10檢測或測量得的壓力P與目標壓力值Pg進行比較(步驟S50)。當P小于Pg時，時間計數啟動之后的時間t顯示于顯示器70上(步驟60)。在顯示器70上，可以連同時間t一起顯示出每一時間點上的壓力P(也即高度H)。雖然，時間測量(步驟S30)是連續地進行的，但是，氣壓測量(步驟S40)、與目標氣壓值Pg進行比較(步驟S50)和顯示測量時間(步驟S60)只繼續到滑雪者M到達終點G時。
當滑雪者M到達終點G時，比較部分62將確定出，傳感器壓力P變成等于目標壓力Pg，步驟S50的結果為“Y”。此時，比較部分62向時間計數控制部分63傳送出時間計數終止指令信號Sp(圖1A)，由時間計數控制部分63向計數器30傳送出時間計數終止信號Stf，以停止計數器30實施的時間計數(步驟S70)，時間計數終止時的計數器30的內容便顯示于顯示器70上(步驟80)。自步驟20到步驟80的整個步驟集合便是一個時間測量處理S90。
因此，當滑雪者M到達終點G處時，計數器30在t=Tm上終止時間計數，滑雪者M不必有任何的手動操作，并顯示出滑雪者M的高山速降時間Tm。于是，滑雪者M可以測量出他(她)的高山速降時間而無跌倒之類的危險。即使在高山速降滑雪期間例如因滑桿的碰擊而滑雪者M受到一個沖撞，由沖撞之類導致秒表1工作不正常的可能性是很低的。
雖然，上面說明的處理只是測量從出發點B到終點G的高山速降時間，但需要時也可以測量在任何一個中間點A上或者多個中間點A上的中間點高山速降時間。這種時間測量可以如下面的說明那樣地實現。在由提升索道98之類進行提升期間，每次一個高度點對應于各個中間點A之一，在每個中間點A上設定其壓力值Pa，并存儲為一個中間目標值，就象在終點G處的目標值設定那樣。在步驟S50對目標值進行比較之前或之后，將檢測到的壓力值P與中間壓力值Pa進行比較。如果這些值互相等同，就將相應時間點上的時間計數ta存儲入存儲器40中，以便今后可以讀出或者顯示。
第一實施例在某些場合中，根據終點G上壓力值的信息(由不是碼表之類的一個儀表測量出)可以通過手動操作之類將目標壓力值Pg本身輸入或存儲入存儲器40中。此種場合下，本碼表也有同樣的優點，即能夠在終點G處終止時間計數，而不必滑雪者M任何的手動操作。
可以實現下面所說明的目標壓力值Pg之設定，以取代在終點G上的設定，只是測量精度略微減低，例如，在出發點B上測量壓力值Pb，在終點G上的壓力值Pg時例如是應用上面列出的公式、根據出發點B與終點G之間的高度差ΔH預先計算確定的，并將計算值設定為目標壓力值Pg。又，此種場合下，由于沿滑道的壓力會每天或每小時有變化，對它的測量應在應用作為參考壓力值Pg計算之基礎前的最近時間內進行，因而可達到相對地較高的精確度。
這樣一種例子將說明于本發明的第二優選實施例中，對此可參考方框1B以取代方框1A、以及流程3B以取代流程3A。對第二實施例的詳細說明，只針對于與第一實施例有不同的那些部分。圖1B中，與第一實施例相同或類似的部分以同樣的參考號碼指明，基本上類似但包括有不同功能的部分用帶有后綴“a”的相應參考號碼指明。圖3B的流程圖中，后綴“a”加在處理步驟次序中所示的各參考號數上。
圖1B所示的碼表1中，輸入部分50a內包括一個高度差輸入部分53。例如，可以提供一個鍵鈕獨特地應用作為高度差輸入部分53，或者高度差輸入部分53的功能可以結合鍵鈕51或52來實現。任一種情況下，當控制部分61a準備好接收一個由高度差ΔH形成的輸入時，使該高度差輸入部分53工作以輸入出發點B與終點G之間的高度差ΔH。在典型的安排中，這個高度差ΔH在目標值設定控制部分61a的控制下存儲入存儲器部分40a中。
圖1B中所示的碼表1內還有一個終止點氣壓值計算部分65，用以根據出發點B上的氣壓值Pb和高度差ΔH得到在終止點也即終點G上假定的氣壓值Pga。氣壓Pga就象上面說明的情況那樣，由下列公式得出Pga=Pbexp{-αΔH/T}。對于壓力而論，由帶有后綴“a”的標號數指明的物理參量是一個由計算公式得到的假定值。至于溫度T，可以應用在碼表1a內綜合裝入的一個溫度傳感器10a所檢測到的數值。然而，如果溫度是已知的，則可以通過高度差輸入部分53的輸入鈕輸入溫度值。在終點G處得到的壓力Pga的假定值作為一個目標值存儲入存儲器40a中。
這個實施例中，在測量啟動/終止指令部分52a中給出的不是測量啟動信號st，而是在測量開始之前一個預定時間(例如，大約10秒鐘)上的遞減啟動信號std。也就是，通過按壓一個構成了遞減計數啟動/測量終止指令部分52a的一個鍵鈕(例如，圖5B中的按鈕52)，可以更精確地將遞減計數啟動信號std從時間計數啟動/終止指令部分52a中供給至時間計數控制部分63a上。該時間計數控制部分63a將此信號std傳送至遞減計數器31上，使這個計數器31在一項活動開始之前實施時間計數(遞減計數)的倒計數“-10(意思是10秒之前，后面的數字具有同樣含義)，-9,-8,……,-3,-2,-1,0”。當遞減計數計數器31最后計數到零(0)時，它向時間計數控制部分63a供給時間計數啟動信號st。隨后實施的有關工作與上面關于圖1A所說明的工作相同。毋庸說，圖1A中所示的碼表也可以安排成能夠使用此種遞減計數。如果需要，遞減計數計數器31可以與上面說明的計數器30組合在一起。遞減計數啟動信號std也從時間計數控制部分63a供給至目標值設定控制部分61a上，控制部分61a使得壓力測量部分10對這個時間點上的壓力值進行檢測，也即檢測出發前片刻出發點B上的壓力值Pb，并使得溫度傳感器10a檢測溫度T。
此種場合下，在圖2上所示的目標值輸入處理S10中，是由圖3B上所示的程序實施目標值輸入處理S10a，以取代圖3A上所示的程序。
也就是，高度差輸入部分53首先處理輸入的、出發點B與終點G之間的高度差ΔH(步驟S11a)。此外，在出發點B上，遞減計數啟動/測量終止指令部分52a的工作是指令遞減計數啟動(步驟S12a)，由此，遞減計數計數器31開始遞減計數工作(步驟S13a)。
遞減計數啟動信號std也供給至目標值設定控制部分61a上，在該控制部分61a的控制下，于出發點B上使壓力測量部分10檢測壓力Pb，并使溫度傳感器10a檢測溫度T，將檢測值Pb和T分別地暫時保持于控制部分63a中，或者存儲入存儲器部分40a內一個所希望的區域上(步驟14a)。在出發點B上壓力Pb和溫度T的測量可以在遞減計數啟動處理S13a之前進行。然而，為了使壓力和溫度隨時間變動的影響最小，最好就在出發前片刻進行這種測量(如果很短的遞減計數時間予以忽略，則可認為實質上是在出發的同時進行測量的)。如上面的說明，關于溫度T，可以作為其它電路測量之信息所得到的一個值而予以輸入(例如，滑雪坡道上的天氣信息)。
完成壓力Pb和溫度T的測量之后，在目標值設定控制部分61a的控制下借助終點氣壓值計算部分65對終點上假定的氣壓值Pga作出計算(步驟S15a)。在需要時，將所得結果顯示出來(步驟S16a)。
于是，完成了目標值輸入處理S10a(即圖2中以標號S10指明的步驟)。然后，進一步，當遞減計數計數器31計數到零(0)時，輸出一個時間計數啟動信號st，由此開始時間測量啟動處理S20。也就是，圖4的步驟21中結果為“Y”之后，啟動象上面說明的那樣相同的時間計數處理。當遞減計數計數器31的計數值例如指明是出發前的3秒鐘，通過時間計數控制部分63a激勵一個告警聲產生部分(未示出)，使每秒鐘發出一次“噼”聲。當遞減計數結束時，告警聲產生部分例如發出“嘟”聲以通知運動員(諸如滑雪者)立即出發。
時間計數啟動之后的工作與上面說明的相同，差別僅在于，目標值不是測量Pg值而是Pga假定值。所以，對此的說明將予省略。
第一實施例的場合下，滑雪者在終點G上第一次測量氣壓Pg的時間點ta與該滑雪者為了出發而移升到出發點B等待輪到他(她)開始的時間點tb之間，這一時間期有時會是相當長的。這樣的情況下，在滑道的某位置上或者高山速降路程中，氣壓變動的尺度可能超出了可以忽略的程度。也就是，時間點ta上在終點G處的氣壓Pg(ta)與出發時間點tb上在終點G處的氣壓Pg(tb)之間的差值可能如此之大，它們壓力值之間的關系必須認為Pg(ta)≠Pg(tb)。考慮到此種氣壓變動而安排的第三實施例的碼表1b中，有一個圖7之方框圖中所示的功能布局，以取代圖1A或圖1B中所示的功能布局，其功能由圖8之流程圖中所示的程序或處理來運行，以取代圖2和圖3A或圖3B中所示的流程。
圖7中，與圖1中所示成分類同的那些成分由相同的參考號碼指明，在功能上略有不同的部分或成分由帶有后綴“6”的相應參考號碼指明。
如圖7中所示，與圖1B中所示的碼表1相比較，該碼表1b中取代掉終點氣壓值計算部分65，而具有一個氣壓變化趨勢或氣壓變化率(ΔP/Δt)計算部分66、一個終點氣壓值第一假定部分67和一個終點氣壓值第二假定部分68。
在升高到出發點B之前的時間點ta上終點G處的氣壓值Pg(ta)由壓力測量部分10按照目標值設定指令部分51來的一個指令進行測量，并存儲入如圖1A中所示的碼表1內的一個存儲器部分40b中。另外，在遞減計數處理啟動之后，也即出發前片刻的時間點tb上，于出發點B處的氣壓值Pb(tb)，由壓力測量部分10按照遞減計數啟動/時間計數終止指令部分52a來的遞減計數信號進行測量，并存儲入如圖1B中所示的碼表1a內的存儲器部分40b中。此時，以溫度傳感器10a測量溫度T，并將測量結果T存儲入如圖1B中所示的碼表1a內的存儲器部分40b中。另外，如圖1B中所示的碼表1a內那樣，在遞減計數啟動之前，按照高度差輸入部分53來的一個指令，將出發點B與終點G之間的高度差ΔH存儲入存儲器部分40b中。由終點氣壓值第一假定計算部分67根據時間點tb上于出發點B處測量得的氣壓值Pb(tb)、溫度T和高度差ΔH，計算出在出發前片刻的時間點tb上、終點G處的假定氣壓值Pga(tb)，將計算值存儲入存儲器部分40b中。例如，這個計算的實施可基于上面說明的相應計算中那樣相同的公式。
氣壓變化趨勢計算部分66，也即ΔP/Δt計算部分66，根據例如是時間點tb上終點G處的假定氣壓值Pga(tb)和終點G處的氣壓測量值Pg(ta)，計算出氣壓變化趨勢或氣壓變化率ΔP/Δt，計算公式為{Pag(tb)-Pg(ta)}/(tb-ta)。
在出發后一個任意時間點t上的一個高山速降點處每次測量氣壓值P時，由終點氣壓值第二假定計算部分68根據在終點G處的氣壓測量值Pg(ta)和氣壓變化趨勢ΔP/Δt，計算出在最近的測量時間點t上、終點G處的氣壓假定值Pga(t)，計算公式為Pga(t)=Pg(ta)+(ΔP/Δt)(t-ta)。
如果出發時間點為ti，則t-ta=(t-ti)+(ti-ta)，這是從終點G處首次測氣壓的時間點ta到出發時間點ti的時間期(在一次高山速降滑行中的滑雪開始后，對低一時間點來說這是一個常數值)與高山速降滑雪開始到最近的測量時間點之間的時間期兩者的和值。例如，如果典型地(ti-tb)＜＜(t-ti)＜＜(ti-ta)，則需要時可假定(t-ta)≈(t-ti)+(tb-ta)而應用Pga(t)=Pga(tb)+(ΔP/Δt)·(t-ti)來實現處理。
比較部分62應用最近的、校正的終點氣壓假定值Pga(t)作為目標值，將最近的測量時間點t上測量得的氣壓值P(t)與該最近的、校正的終點氣壓假定值Pga(t)進行比較，由此來檢驗終點G是否已經到達或未到達。
對圖7中所示的、如此安排的碼表1b之處理和工作，將參照圖8的流程圖作簡要說明。
首先，按照目標值設定指令部分51來的一個指令，由壓力測量部分10測量終點G處的氣壓Pg(ta)，并存儲入存儲器部分40b中(步驟SA12)。這個步驟SA12實質上與圖3A中的步驟S12相同，差別只在于，測量時間信息ta是從碼表中一個計時部分(未示出)得到的，也存儲在存儲器部分40b中。在圖8中，省掉了圖3A中的步驟S11。可以單獨地提供一個時間測量計數器，它例如在時間點ta上復位到零(0)。毋庸說，如果需要，這個計數器可以與計數器30組合在一起。
隨后，高度差輸入部分53將高度差ΔH輸入(步驟SA11a)。這個步驟SA11a可以在出發點B處實施。然而，它也可以在終點G處實施，或者某些場合下根據人們需要在步驟SA12之前實施。
隨后，遞減計數啟動時間計數終止指令部分52a在出發點B處啟動遞減計數(步驟SA13a)。這個步驟SA13a與圖3B上步驟S12a和S13a中所示的遞減計數啟動處理相同。
隨后，在遞減計數啟動之后的時間點tb上，測量出發點B上的氣壓Pb(tb)(步驟SA14a)。這個步驟SA14a與圖3B中的步驟S14a相同，差別僅在于，如步驟SA12a中的信息那樣，測量時間信息tb也存儲入存儲器部分40b中。
隨后，在遞減計數過程中，時間點tb上、終點G處的氣壓假定值Pba(tb)借助于終點氣壓第一假定計算部分67得到。對終點G上的氣壓值進行估計，由此存儲入存儲器部分40b中(步驟SA15a的前一半)。進而，如上面的說明那樣地得到氣壓變化趨勢ΔP/Δt，并存儲入存儲器部分40b中(步驟SA15a的后一半)。
由遞減計數計數器31完成遞減計數后，啟動時間測量(步驟S20)，測量時間t(步驟S30)，并在時間點t上測量氣壓P(t)(步驟S40)。這些步驟S20至840與上面說明的各相應步驟相同。
每次實施氣壓p(t)測量后，通過終點氣壓第二假定計算部分68實施的校正，得到相應時間點t上、終點G處的氣壓假定值Pga(t)(步驟S50a)。只要步驟SA50A在步驟S30之后實施，就希望有可能時同時實施步驟S30和S50A以及步驟S40。流程圖中這些步驟的次序可以改變，或者盡可能做到互相并行地實施。
在比較部分62中進行比較，以確定出氣壓測量值p(t)是否已變為等于估計的目標氣壓值Pga(t)(步驟SA50B)。這個步驟SA50B實質上與圖3B中的步驟S50和S50a相同，差別僅在于，目標值Pga(t)是一個每一時刻校正后的值。
如上面所述地重復進行測量，直至達到目標值。當達到目標值時，碼表1b的測量終點(步驟70)，并且顯示出測量時間(步驟S80)。這些步驟S70和S80質量實質上與圖3A和圖3B中的步驟S70和S80相同。
通過示例，已經對高山速降滑雪作出了說明。然而，碼表1也能夠在其它體育項目中應用于時間測量上，例如，應用于自行車登山的騎行時間和懸掛滑翔者的飛行時間上。另外，對于應用壓力傳感器作為一個傳感器用以檢測一個物理參量的例子作出了說明，因為壓力或高度是一個在高山速降滑雪之類運動中能合適地反映運動員位置的物理參量。然而，如果時間測量的目的改變，則要測量的物理參量也可以改變。
權利要求
1．一種碼表，包括一個測量電路，用于測量一個基本物理參量；一個存儲電路，用于在要記錄時間的地點處預先存儲該基本物理參量值作為一個目標值；以及一個記錄電路，用于在時間計數啟動后的一個時間點上當所述測量電路測量得的測量值與該目標值相一致時記錄一個時間計數值。
2．如權利要求1所述的碼表，其中，該目標值是當時間計數啟動前在要記錄時間的地點處由所述測量電路測量得的一個實際值。
3．如權利要求1所述的碼表，其中，該目標值是在要記錄時間的地點處的一個估計值，所述估計值的得到是根據在時間計數啟動的一個地點處從所述測量電路測量得的一個實際值中推導出的。
4．如權利要求1所述的碼表，進一步包括校正電路，用以根據所述測量電路測量得的一個物理參量之隨時間偏移的趨勢，對所述存儲電路中存儲的目標值作出校正，其中，當所述校正電路校正后的目標值與所述測量電路測量得的測量值相一致時，所述記錄電路記錄下該時間點上的時間計數。
5．如權利要求4所述的碼表，進一步包括偏移趨勢計算電路，用以根據兩個實際測量值來得到一個物理參量隨時間偏移的趨勢，一個實際測量值是在時間計數啟動之前待記錄其時間的一個基本時間點上由所述測量電路于該點處測量得到的，另一個實際測量值是在時間計數實際啟動的時間點上在時間計數被啟動的點處由所述測量電路測量得到的。
6．如權利要求1所述的碼表，其中，由所述測量電路要測量的基本物理參量給定為高度。
7．如權利要求6所述的碼表，其中，所述測量電路的作用是測量一個能代表高度的氣壓。
8．如權利要求1所述的碼表，其中，時間計數在要記錄時間的點處終止。
9．如權利要求1所述的碼表，其中，當要在多個地點處記錄時間時，將多個地點中至少一個地點上的一個計數值存儲入所述存儲電路中。
10．一種碼表，包括一個時間計數電路，用以響應于時間計數啟動信號而啟動時間計數，并響應于時間計數終止信號而終止時間計數；一個氣壓測量電路；一個存儲電路；一個目標值設定指示器電路，用于使所述氣壓測量電路測量得的氣壓值存儲入所述存儲電路中以作為一個目標氣壓值；以及一個時間計數終止控制電路，用于當所述氣壓測量電路測量得的一個氣壓值與所述存儲電路中存儲的目標氣壓值相一致時，向所述時間計數電路傳送一個時間計數終止信號。
11．一種碼表，包括一個時間計數電路，用以響應于時間計數啟動信號而啟動時間計數，并響應于時間計數終止信號而終止時間計數；一個氣壓測量電路；一個存儲電路；一個目標值設定指示器電路，用于使所述氣壓測量電路測量得的一個氣壓值存儲入所述存儲電路中以作為目標氣壓值；一個校正電路，用以根據隨著時間推移中由所述氣壓測量電路測量得的氣壓的隨時間偏移趨勢，對所述存儲電路中存儲的目標氣壓值進行校正；以及一個時間計數終止控制電路，用于當所述氣壓測量電路測量得的一個氣壓值與所述校正電路校正的目標氣壓值相一致時，向所述時間計數電路傳送一個時間計數終止信號。
全文摘要
一種碼表,它具有:一個測量部分,用于測量一個基本物理參量;一個存儲器部分,用于將待記錄其時間的一個地點處的基本物理參量值預先存儲起來作為一個目標值;一個記錄部分,用于當時間的測量啟動后由測量部分測量得的數值變為等于目標值時,將該時間點上的時間一值記錄下來。目標值例如是當測量部分在時間測量啟動之前于要記錄時間的地點處實際記錄下的一個物理參量值。
文檔編號G04G21/02GK1314581SQ0110342
公開日2001年9月26日 申請日期2001年2月9日 優先權日2000年2月9日
發明者山崎正晴, C·米蘭德 申請人:精工電子有限公司