Модель движущегося объекта

 

Изобретение относится к электромагнитным моделям для исследования распределения скоростей обтекающей объект жидкой среды и может быть использовано в учебном процессе для демонстрации гидродинамического поля рыб. Цель изобретения - повышение точности измерения за счет исключения влияния параметров источника тока. Модель содержит спиралевидные обмотки 1 и 2, нанесенные на диэлектрические тела вращения 3 и 4, установленные на стойках 5 и 6, источник переменного тока 7, датчик эталонного поля 8, направляющую 9, задающий 10 и измерительный 11 датчики скорости, регистратор 12. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„„3 545245

А1 (51) 5 G 09 В 25/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К A ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4401808/30-12 (22) 31.03.88 (46) 23,02.90. Бюл. В 7 (71) Калининградский технический институт рыбной промышленности и хозяйства (72) 10,А,Данилов, Г.Г.Пиянзов и Э.М,Давидов (53) 371 ° 66(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

HI 1359799, кл, G 09 В 25/00, 1985. (54) МОДЕЛЬ ДВИЖУ111ЕГОСЯ 08bEKTA (57) Изобретение относится к электромагнитным моделям для исследования

2 распределения скоростей обтекаюшей объект жидкой среды и может быть использовано в учебном процессе для демонстрации гидродинамического поля рыб. Цель изобретения — повышение точности измерения за счет исключения влияния параметров источника тока, Модель содержит спиралевидные обмотки 1 и 2, нанесенные на диэлектрические тела вращения 3 и 4, установленные на стойках 5 и 6, источник пе" ременного тока, датчик эталонного поля 8, направляющую 9, задающий 10 и измерительный 11 датчики скорости, регистратор 12. 2 ил.

1545243

Изобретение относится к электромагнитным моделям для исследования распределения скоростей обтекающей объект жидкой среды и может быть ис5 пользовано в учебном процессе для .демонстрации гидродинамического поля вызванных скоростей и давлений, создаваемых рыбами.

Цель изобретения - повышение точ- 10 ности измерений sa счет исключения влияния параметров источника тока.

На фиг.l представлена блок-схема модели; на фиг,2 - сечение А-А на фиг.l. !5

Модель движущегося объекта содержит первую 1 и вторую 2 спиралевидные обмотки, снаружи нанесенные на . диэлектрические тела 3 и 4 вращения, расположенные в вертикальной плоскос- 20 ти друг над другом на диэлектрических стойках 5 и 6, Первый конец первой спиралевидной обмотки подклю чен к первой клемме источника 7 переменного тока, а второй конец соеди- 25 нен с первым концом второй спирале-и видной обмотки 2, второй конец которой соединен с первым выводом датчика 8 эталонного поля, второй конец которого подключен к второй клемме 30 .источника 7 переменного тока. Эта,лонный датчик 8 поля выполнен в виде последовательно соединенных кольце1 .,вых проводов, нанесенных на диэлект рический диск, по оси симметРии кото- 35 рого установлена диэлектрическая на правляющая 9, На направляющей 9 ус тановлен с возможностью перемещения и фиксации (например,при помощи ползуна) задающий датчик 10 скорости, !0 первый и второй выводы которого соединены со вторым и первым выводами измерительного датчика Il скорости, а также подключены к первой и второй клеммам регистра 12. Первый и второй выводы измерительного датчика ll скорости подключены к второй и первой клеммам регистра 12, Работа с моделью осуществляется следующим образом. 50

Исходя из бнометрических параметров рыбы, вычитывают в выбранном линейном масштабе диэлектрические (например, из дерева) тела 3 и 4 вращения, сумма площадей каждого поперечного сечения которых Я,и Б равна соответствующему поперечному сечению рыбы S (фиг,2). На тела 3 и 4 вращеP ния наматывают снаружи спиралевидные обмотки 1 и 2, соединенные между собой последовательно, Тела 3 и 4 вращения располагают на стойках 5 и б, Собирают измерительную схему модели согласно фиг,l, выбирая в качестве регистра 12, например, ламповый вольтметр, а в качестве измерительного )1 и задающего 10 датчиков скорости например индукционные катушки.

При прохождении по обмоткам 1 и 2 переменного тока звуковой частоты (в проведенных опытах — 800 Гц) в окружающем модель рыбы пространстве возникает переменное магнитное поле, которое в соответствии с магнито-аэрогидродинамической аналогией (MAIA) имитирует гидродинамическое поле вызванных скоростей движущейся без колебаний рыбы. Так как согласно МАГА напряженность Н магнитного поля является аналогом вызванной скорости M то измерив значение Н в окружающем модель пространстве, получают картину гидродинамического поля вызванных скоростей М, Измерение величины напряженности

Н магнитного поля производят следующим образом,,Располагают задающий датчик 10 скорости на направляющей 9 на расстоянии h от центра 0 эталонного датчика 8 поля, Подают перемен-. ный ток в обмотки 1 и 2 и в эталонный,цатчик 8 поля, Переменное магнитное поле Н, датчика 8 на высоте h наводит в датчике 10 электродвижущую силу (ЭДС)

Е„= <„H,, (1) где o(, - постоянная датчика 10;

Н, — напряженность магнитного поля датчика 8, равная

irn

2(га.+ h ) « где 1 — переменный ток в датчике 8 и спиралевидных обмотках 1 и 2; г — радиус кольцевых проводов в эталонном датчике 8 поля; и — число кольцевых проводов в эталонном датчике 8 поля; h -расстояние (высота) точки, в которой расположен задающий датчик IQ скорости, от центра 0 кольцевых проводов в эталонном датчике 8 поля, В то же время переменное магнитное поле Н обмоток 1 и 2 наводит в измерительном датчике 11 скорости

ЭДС

Е = o(H „ (3) 545245

6 таются обмотки l и 2, а зависит лишь ! от высоты h поднятия задающего датчика 10 скорости и числа п кольцевых

5 проводов 8, Это представляет значительное удобство, так как отпадает необходимость в поддержании неизменной силы тока в спиралевидных обмотках 1 и 2, т.е, методика измерения ! 0 упрощае г oя

В то же время колебания напряжения сети не оказывают влияния на точность измерения, т.е. по сравнению с известным повышается точность измерений, Экспериментальные предварительные исследования показали, что, по сравнению с известным, изобретение позволяет производить измерения с повышенной (порядка 10-l5X) точностью, а ме20 тодика измерений упрощена.

Момент равенства ЭДС Е и -E> определяют по нулевому показанию лампового вольтметра (регистратора) 7.

Для удобства измерений деления h направляющей 9 тарируют в известном гидродинамическом поле какого-нибудь тела, Для этого изготовляют модель этого тела, перемещают датчик 10 в точку, где гидродинамическое поле известно WÄ и, перемещая по направляющей 9 датчик 10 находят точку (т,е. высоту h), в которой наблюдается нулевое показание лампового вольтметра 7, Затем строят график

Ы f(h) в долях W„.

Ввиду того, что обмотки 1 и 2 и кольцевые провода 8 соединены по- 35 следовательно и питаются одним и тем же током 1, то частота и сила тока в них одинаковы. Если изменить силу тока в обмотках l и 2, например увеличить ее в несколько раэ, то хо- 40 тя магнитное поле их увеличится пропорционально току, но во столько же раз увеличится сила тока и в кольцевых проводах 8, а также и создаваемое ими компенсирующее поле, а 45 поэтому компенсация (Е = -Е,) наступит при том же месторасположении измерительного датчика )! скорости, что и прежде (до увеличения .силы тока).

Следовательно, результат измерений не зависит от силы тока, которым пиS 1 где Ы - постоянная измерительного

z датчика ll скорости;

Н - неизвестная напряженность

2 магнитного поля обмоток

1 и 2.

Перемещая измерительный датчик 11 скорости (например, в горизонтальной плоскости), находят точки, в которых ЭДС Е (наведенная в датчике ll) равна ЭДС -Е„ (наведенной в датчике 10), т.е. Е = -Е (так как датчики 10 и ll включены встречнопараллельно) или Ы Hz= - г, Н, а так как у датчиков 11 и 10 то

am

z 2(rz+ h ) /

Формула изобретения

Модель движущегося объекта, содержащая первую и вторую спиралевидную обмотки, нанесенные на диэлектрические тела вращения, расположенные в вертикальной плоскости одно над другим, источник переменного тока; связанный со спиралевидными обмотками, датчик скорости, подключенный к регистратору, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью повышения точности измерения за счет исключения влияния параметров источника тока, она содержит задающий датчик скорости, аналогичный измерительному датчику, эталонный датчик поля, выполненный в виде диска, на поверхности которого размещены последовательно соединенные между собой кольцевые проводники и направляющую штангу, установленную по оси диска, при этом задающий датчик скорости размещен на направляющей штанге с возможностью продольного перемещения, и электрически подключен к регистратору навстречу измерительному датчику, а обе спиралевидные обмотки и кольцевые проводникгг эталонного датчика соединены последовательно и подключены к источнику ггеремекноге тока, 1545245

Фю2

Составитель В.Тюркин

Техред, Л.Олийнык Корректор М,Самборская

Редактор Г.Гербер

Тираж 381

Поднисное

Заказ 493

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

° В

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101