Устройство для измерения барометрической высоты

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ БАРОМЕТРИЧЕСКОЙ ВЫСОТЫ, содержащее ротор с лопатками, установленный на валу электродвигателя, и измерительн то электронную схему с индикаторным прибором, о тличающеес я тем, что, с .целью повышения чувствительности и точности, оно снабжено датчиком скорости вращения ротора и термоанеморезистором, установленным с радиальным зазором относительно лопаток ротора и включенным в одно из плеч самобалансирующего моста, выход которого через формирователь управляющего напряжения соед1шен с управляющей обмоткой электродвигателя, при этом выход датчика скорости вращения ротора соединен с входом измерительной электронной схемы.

СОЮЗ CORETCHHX

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1168810 (51)ч G 01 Е 7/12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННОЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3527177/24-10 (22) 23.12.82 (46) 23.07.85. Бюл. № 27 .(72) А.В.Ференец, А.А.Порунов, О.П.Михердов и С.Г.Бобров (71) Казанский ордена Трудового

Красного Знамени и ордена Дружбы

Народов авиационный ин ститут им. А.Н.Туполева (53) 531.787(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 475521, кл. С 01 L 7/12, 1975.

2. Прибор для измерения высоты по.плотности, — "Interavia" 1981, V. 33, № 9, р, 931. (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

БАРОМЕТРИЧЕСКОЙ ВЫСОТЫ, содержащее ротор с лопатками, установленныи на валу электродвигателя, и измери— тельную электронную схему с индикаторным прибором, о т л и ч а ю щ е е— с я тем, что, с .целью повышения чувствительности и точности, оно снабжено датчиком скорости вращения ротора и термоанеморезистором, установленным с радиальным зазором относительно лопаток ротора и включенным в одно из плеч самобалансирующего моста, выход которого через формирователь управляющего напряжения соединен с управляющей обмоткой электродвигателя, при этом выход датчика скорости вращения ротора соединен с входом измерительной элект- Я ронной схемы.

1168810

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к устройствам измерения барометрической высоты ле тательно га аппарата.

Известна устройство для измерения 5 барометрической высоты, состоящее иэ анераиднага чувствительного элемен. та, датчика перемещений и электронной аппаратуры (1 .

Недо статками устройств а являются невысокая разрешающая способность и дополнительные погрешности из-эа влияний внешних возмущающих воздействий.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является авиационный прибор для измерения барометрической высоты, содержащий ротор с лопатками, вращающийся в цилиндриче ском корпусе, в который сво- >О бадно входит окружающий воздух. Ротор приводится ва вращение электрическим двигателем. В зависимости от сопротивления воздуха вращению ротора изменяется сила тока, потребляемого двигателем. Сигнал ат датчика, улавливающего изменение силы тока, усилив ае тся, преобразуе тся, сопоставляетсяя с эталонным сигналом и подается на индикатор, отградуираванный ЗО в единицах высоты по плотности 21.

Недостатками известного прибора являются невысокая разрешающая способность, обусловленная влияниями на характеристики электрического двигателя внешних возмущающих воздействий (изменения температуры, случайные изменения моментов трения в подшипниках, нестабильность напряжения питания). 40

Цель изобретения — повышение разрешающей чувствительности и точности измерения высоты;

Цель достигается тем, что прибор для измерения барометрической высоты снабжен датчиком скорости вращения ротора и термоанеморезисторам, установленным с радиальным зазорам относительно лопаток ротора и вклю- у) ченным в одно из плеч самабалансирующегося моста, выход которого через формирователь управляющего напряжения соединен с управляющей обмоткой электродвигателя, при этом выход 55 датчика скорости вращения ротора соединен с входом измерительной электронной схемы.

На чертеже схематически изображено предлагаемое устройство.

На валу электрического двигателя 1 установлен ротор 2 с динамическими сбалансированными лопатками 3.

В воздушном потоке, создаваемом при движении лопаток, в непосредственной близости от них в радиальном направлении установлен термоанемореэистор 4, включенный в схему самобалансирующегося моста 5. Сигнал с самобалансирующегося моста 5 поступает на вход формирователя 6 управляющего напряжения, выход которого подключен к управляющей обмотке электрадвига— теля 1. Выходом измерительного преобразователя барометрической высоты является индикатор 7 цифрового оптоэлектронного измерителя 8 скорости вращения ротора 2, отградуированный в единицах высоты по плотности.

Устройство для измерения барометрической высоты работает следующим образом.

В корпус, в котором установлен электродвигатель 1 с ротором 2 с лопатками 3 и термоанеморезистор 4, поступает воздух с плотностью, однозначна связанной с высотой h. Электро— двигатель 1 приводит ротор с лопатками ва вращенйе с частотой ы, которая зависит ат задаваемого начального сигнала и плотности р воздуха. Установленный в непосредственной близости от лопаток термаанемарезистор обдувается потоком с массовой скоростью q= yU pu>R, где R — расстояние от оси вращения. Выходной сигнал U самабалансирующего моста прямо пропорционален массовой скорости q обтекания термаанеморезистора U=KIq а напряжение давления U разности Up U> т.е. Uy=K (Б,-Б), Можно считать, чта в первом приближении частота вращения вала двигателя связана с напряжением управления следующей зависимостью u)-K Uy. Следовательно, при изменении плотности воздуха с изменением высоты изменяется сигнал с самобалансирующегося поста за счет чувствительности термоанемарезистара к массовой скорости q=g U обтекающего потока. Частота вращения ы вала двигателя изменяется в соответствии с напряжением управления так, чтобы q оставалась постоянной (с некоторой статической ошиб68810

Составитель А. Зосимов

Редактор О. Бугир Техред С.Мигунова Корректор Г. Решетник

Заказ 4607/36 Тираж 897 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул.Проектная, 4

3 11 кой, зависящей от коэффициентов преобразования К и К ).

Решение системы уравнений, соответствующих структурной схеме измерительного преобразователя, td = KgU

Кг 11о

U =К„(1, Ч=уП

U=tuR дает следующую формулу для определения высоты

Uo Uo

to= — = — h

Кр К где К=К R.

Таким образом, .выходной сигнал устройства, фиксируемый на индикаторе цифрового оптоэлектронного измерителя скорости вращения ротора, прямо пропорционален высоте и не зависит от характеристик двигателя.

Высокая точность и разрешающая способность предлагаемого. устройства по сравнению с известным достигаются за счет применения высокочувствительных термоанемометрических элементов, выбора структуры устройства, обеспечивающей режим уравновешивающего

5 преобразования, что суще ственным образом снижает погрешности из-за ослабления влияния прямой цепи преобразования, наиболее подверженной воздействию возмущающих факторов, ис10 пользования точного выходного преоб- . разователя в виде цифрового оптоэлектронного измерителя скорости вращения ротора.

Технико-экономическая эффективность предлагаемого устройства для измерения барометрической высоты состоит в высокой разрешающей способности по высоте, что позволяет при использовании его в бортовых навига20 ционных системах с ЭВМ и разветвленной сетью датчиков различных физических величин повышать в ряде случаев точность определения барометрической высоты летательного аппарата.