Устройство для измерения скорости направления воздушного потока

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗДЕРЕНИЯ СКОРОСТИ И НАПРАВЛЕНИЯ ВОЗДОТШЮГО ПОТОКА ПО авт св. 655975, от л и ч а to щ е е с я тем, что, с целью пов{Ш1еиия точности измереШш , генератор высоковольтных импульсов выполнен с регулируемой частотой , измерительная схема образована дифференциальным усилителем, ннте1т ат6рс Ё, Д1вумя триггерами, двумя ус1шителями и преобразов ателем даительность-налряжание, при этом управляющий вход генератора заысоковольтны ( И1 пульсов псдклгочеи к выхоцу дифференциального усилителя, первый вход которого послеж атель но соединент ю интегратор, первый Триггер и первый усилитель .связан с (сольцевым приемникОМ|г а второй вход через последозвательно соединен-. iBiie преобразователь длительность напряЬпейие , второй триггер и второй усилитель связан с криволинейным при 4ником, при этом входы тригЕ ра . подключены к выходу генератора импульсов .. СП 4 00 Об

„„SU„„1054788 А

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК 50 5 01 P 5/18

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Г /

/ с

Н АВТОРСКОМУ.СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

{61) 655975 (21) 3475814/10 (22) 23,07 ° .82 (4б) 15,11.83. Бвл. 9 42 (72) Ю.A.Aðçàìàñöeâ, Ф.A .-1 анеев, j$.Е.Рераськин, В.В.Гусев, Г,К.Клю-. чев, С.A. Никольский, И,А.Тейайов, В.И.Солдаткин и В.А.Ференец .(71) Казанский ордена ..Трудового..

Красного Знамени и ордена Друибы народов авиационный. институт им. A,Í.Туполева (53} 5321574 (088.8) (56) 1 Авторское свидетельство СССР;

9 б55975, кл. C 01 -Р 5/18, 1977. (54) (57): УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ,СКОРОСТИ И НАПРАВЛЕНИЯ ВОЗДЯ26Н)ГО

HOTOKA по авт,св. Р 655975, о тл и ч а в щ е е с я тем, .что, с. целью повышения точностй измереИйя, генератор высоковольтных .импульсов выполнен с регулируемой частотой, а измерительная схема образована дифференциальным усилителем, интегратором, двумя триггерами, двумя усилителями и креобразователем длительность-накряиение, при этом управляющий вхад генератора.высоковольтньщ и ятульсов подкюяочен к выхсду диФференциального усилителя, первый вход которого последователь-. но соединенные интегратор, .первый триггер и первый усилитель связан с кольцевъм приемником,, а второй вход через последовательно соединен» ные преобразователь дяительность - " напряиение, второй триггер и второй Е усилитель связан с криволинейным. приемником, при этом входы триггера подключены к выходу генератора импульсов.

1054788

Изобретение относится к области приборостроения и может найти применение при измерении величины и направления вектора скорости движущегося объекта относительной среды, а также при аэродинамических иссле- 5 дованиях.

По основному авт. св. Р 655975 известно устройство для измерения скорости потока газа или жидкости, содержащее источник меток, выпол- 10 ненный в виде разрядника, подключенного к генератору высоковольтных импульсов,.два приемника, один из которых кольцевой, а другой имеет форму спирали Архимеда, и измерительную схему. для получения сигнала по скорости и направлению потока в этом устройстве может быть произведено измерение двух временных интервалов, соответствующих времени про.-ождения меткой до кольцевого приемника и до криволинейного приемника, Одним из возможных путей определения направления вектора скорости является вычисление отношения временных интервалов ° При этом формирование меток производится с постоянной частотой (1 1. .Однако устройство не позволяет .обеспечить достаточную точность измерения как скорости, так и направления потока.

Цель изобретения - устранение указанного недостатка, т.е..повышение точпости измерения..

Поставленная цель достигается 35 тем, что в устройстве генератор высоковольтных импульсов выполнен с регулируемой частотой, а измерительная схема образована дифференциальными усилителем, интегратором, двумя триг"40 герами, двумя усилителями, и преобразователем длительность-напряжение, при этом управляющий вход генератора подключен к выходу дифферен.циального усилителя, первый вход ко- 45 торого через последовательно соединенные интегратор, первый триггер и первый усилитель связан с кольцевым приемником, а второй вход через довательно сдиненйе пр об- 50 разователь длительность-напряжение, второй триггер и второй усилитель связан с криволинейным приемником, причем вторые входы триггеров подключены к выходу генератора высоковольтных импульсов.

На чертеже представлена схема

УстРойства.

Устройство содержит источник меток 1, выполненный в виде разрядника, размещенного заподлицо .с обшнв-60 кой подвижного объекта и подключенного к геяератору высоковольтных импульсов 2. Такой генератор . целесообразно реализовать s виде управляемого задаквцего генератора и формирователя высоковольтных импульсов.

Формирование высоковольтных импульсов можно производить v помощью повышающих импульсных трансформаторов. Приемниками меток являются электроды 3 и 4, имеющие соответственно форму кольца и спирали Архимеда, связаны через соответствующие усилители 5 и б с триггером 7 и 8.

Выход триггера 7 подключен к входу интегратора 9, выход которого соединен с .первым входом дифференциального усилителя 10. Выход триггера

8 связан через преобразователь длительность-напряжение 11 с входом дифференциального усилителя 10. Преобразователь.длительность-напряжение может быть выполнен, например, на основе генератора линейно изменяющегося.напряжения, запускаемого передним фронтом преобразуемого импульса, и фиксацией выходного напряжения генератора в момент времени соответствующей заднему фронту импульса. Выход дифференциального усилителя 10 подключен к управляющему входу генератора высоковольтных импульсов 2, который связан с вторыми входами триггеров 7 и 8. Кроме того, генератор 2 имеет выход, с которого снимается сигнал в виде частоты 1 пропорциональный углу направления потока. устройство работает следующим образом.

В процессе измерения генератор 2 формирует импульс, который подается на разрядник 1. последний за счет искрового пробоя создает метку в виде облачка заряженных ионов, которая движется совместно с контролируемым потоком. Пролетая над кольцевым приемным электродом 3, метка наводит на нем импульсный сигнал, который усиливается усилителем 5 и поступает на вход триггера 7. Триггер 7 формирует импульсы прямоугольной формы, передний фронт которых соответствует моменту формирования метки, а задний — моменту ее регистрации приемником 3, т.е. длительность выходных импульсов трит гера соответствует времени прохождения меткой расстояния Ф от разрядника 1 до кольцевого электрода 3. При этом частота следования прямоугольных импульсов равна частоте генерации меток. С выхода триггера 7 импульсы, например, положительной полярности поступают на вход интегратора 9, на выходе которого выделяется постоянная составляющая последовательности импульсов. Выходное напряжение интегратора определяется соотношением а "v

1054788 где Я, ., Т вЂ” соответственно амплитуда, длительность .и частота следования импульсов.

Информация по величине скорости потока содержится в длительности импульсов, которая определяется временем пролета меток от разрядника до кольцевого приемника 7 =Я/V.

Ч

Сигнал по скорости снимается с выхода триггера 7.

Напряжение поступает на первый вход дифференциального усилителя 10, на второй вход которого подается напряжение Ug c выхода преобразователя длительность-напряжение 11., Если ОЧ не равно 0@ I, то на выходе дифференциального усилителя выра- батывается сигнал, который, воздействуя:на генератор 2,,вызывает из. менение частоты =7 1 генерации меток которое приводит к изменению напряжения 0y . При достижении равенства .О и .(сигнал на выходе дифФеренциального усилителя 10 пропадает, а соответствующая этому равенству частота генерации фиксируется. Частоту генерации для этого слу чая можно определить, воспользовавшись следующими соотношениями. Учитывая, что Ч-ЯЧ, U можно представить в виде где f - частота генерации меток.

Следовательно, частота генерации при U = 0 определяется выражением V U

У

Ы.

Лр Р

Напряжение О,. поступающее .с выхода преобразователя 11, зависйт от длительности импульсов, поступающих с выхода триггера 8 и определяется соотношением.

10 Н = и а - rrpg V или

U -n K а /V где и — коэффициент преобразования . преобразователя 11,"

k — коэффициент, характеризуюший крутизну спирали

Архимеда; с4 — угол направления потока, Таким образом, соотношение, связывающее частоту -генерации меток с 20. Измеряемым углом направления потока имеет в пk0C

Ы A и

Иэ этОгО . ОООтнОшения. ВиДВО р ITQ

25. частота генерации, прямо пропорциональна велиЧине измеряемого угла d..

Эта частота используется в-качестве выходного сигнала устройства чЕ7 по . углу направления потока.

ЗЩ Таким образом, данное устройство позволяет получить выходной сигнал как по скорости, так и по направле нью потока в частотной форме, что повышает точность измерения за счет снижения погрешности вццеления, об работки и передачи частотного сигнала.

ВНИИПИ Заказ 9099/52

Тираж 873 Подписное филиал ППП "Патент", г.ужгород,ул.Проектная,4