Измеритель направления потока

 

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к измерению направления потока относительно объектов.движущихся в различных внешних средах (воздушных, водных, суспензиях и др.) и в различных их сочетаниях. С целью повышения чувствительности и расширения диапазона измерения направления потока чувствительный элемент выполнен в виде вала 4, соединенного одним концом и средней частью через соответствующие подшипники 5 и 6 с корпусом 2, а другим концом через подшипник 3-е закрытым концом, полого насадка 1, открытый конец которого жестко и герметично соединен с внешней боковой поверхностью корпуса 2, причем вал 4 и насадок 1 расположены взаимно концентрично и перпендикулярно боковой поверхности корпуса 2, вал в корпусе соединен с выходом серводвигателя 10 и входом датчика углового положения 11, выход которого является выходом измерителя. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 G 01 Р 13/00, 5/02

ГОСУДАР СТ В Е ННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (gð;- р

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ ЬСТВУ

z (21) 4754399/10 (22) 30.10.89 (46) 23.02,92, Бюл, М 7 (71) Московский авиационный институт им.

Серго Орджоникидзе и Ульяновское конструкторское бюро приборостроения (72) В.Н.Чубиков, В.В.Волгин, Е,В.Âàñèëüев, Ю.А,Арзамасцев и С.А,Гудошников (53) 532,547(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N. 313158, кл. G 01 P 13/02, 1972, Патент ФРГ М 1279344, кл. G 01 P 13/00, 1971. (54) ИЗМЕРИТЕЛЬ НАПРАВЛЕНИЯ ПОТОКА (57) Изобретение относится к измерительной технике, в частности к измерению направления потока относительно объектов, „„ Ы„„1714519 А1 движущихся в различных внешних средах (воздушных, водных, суспензиях и др.) и вразличных их сочетаниях. С целью повышения чувствительности и расширения диапазона измерения направления потока чувствительный элемент выполнен в виде вала 4, соединенного одним концом и средней частью через соответствующие подшипники 5 и 6 с корпусом 2, а другим концом через подшипник 3 — с закрытым концом полого насадка 1, открытый конец которого жестко и герметично соединен с внешней боковой поверхностью корпуса 2, причем вал 4 и насадок 1 расположены взаимно . концентрично и перпендикулярно боковой поверхности корпуса 2, вал в корпусе соединен с выходом серводвигателя 10 и входом датчика углового положения 11, выход которого является выходом измерителя. 2 ил.

1714519

Я Î

Составитель Е. Никитин

Техред M.Ìoðãåíòàë n

Корректор С. Шевкун

Редактор О, Юрковецкая

Заказ. 690 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, yn,Гагарина, 101

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к измерению направления потока относительно объектов, движущихся в различных внешних средах (воздушных, водных, суспензиях, агрессивных и др.) и в различных их сочетаниях, Целью изобретения является повышение чувствительности и расширение диапазона измерений.

На фиг. 1 представлена функциональная схема измерителя; на фиг. 2 — разрез А-А на фиг. 1.

Измеритель содержит внешний симметричный насадок в виде полого цилиндра 1, который одним концом жестко соединен с боковой поверхностью корпуса 2, а другим — через подшипник 3 с концом вала 4. Средняя часть и другой конец вала соединены с корпусом посредством подшипников 5 и 6, причем вал и цилиндр расположены концентрично относительно друг друга и перпендикулярно боковой поверхности корпуса измерителя. На боковой поверхности вала 4 вблизи подшипника 5 диаметрально противоположно размещены тензорезисторы 7 и

8, включенные дифференциально на входе усилителя 9, тензорезисторы и усилитель служат сигнализатором нейтрали пп; Выход усилителя 9 соединен с входом серводвигателя 10, выход которого соединен с валом 4.

Угол поворота вала 4 фиксируется датчиком

11 углового положения, выход которого является выходом измерителя, В качестве датчика углового положения может быть использован потенциометр, сельсин-датчик и др.

Измерител ь работает. следующим образом.

Если вектор скорости V набегающего потока измеряемой среды лежит в плоскости mm, составляющей с отсчетной плоскостью хх угол а, то под действием скоростного напора цилиндр 1, представляющий собой консольную балку, начинает изгибаться в плоскости mm (изгиб этот весьма мал, так как лежит в пределах упругих деформаций). Свободный конец цилиндра 1 через подшипник 3 начинает изгибать вал 4, причем в той же плоскости mm. При этом в точке В продольная деформация волокон максимально положительна (растяжение), в точке С вЂ” максимально отрицательна (сжа5 тие), а вдоль нейтрали пп равна нулю. Если плоскость, в которой расположены тензорезисторы 7 и 8, не совпадает с нейтралью пп, на входе усилителя 9 имеется рассогласо- вание AR, а на выходе h,U. Согласно

10 знаку рассогласования серводвигатель 10 начинает поворачивать вал 4 до тех пор, пока исходный сигнал + Ь R не станет равным нулю, т,е. до совмещения тензорезисторов с нейтралью пп. При этом сигнал а

15 на выходе датчика 11 углового положения вала соответствует углу направления потока относительно отсчетной.плоскости пп, Следует отметить, что вместо полого цилиндра

1 можно применить конус или другое обте20 каемое тело, а вал 4 может быть сплошным, полым, круглым или иметь другую определенную форму, обеспечивающую максимальную чувствительность к измерению деформации в плоскости mm;

25 Измеритель направление потока позволяет измерять направления потока относительно объектов, движущихся в различных средах, Как показывают расчеты и результаты полунатурного испытания с помощью

30 3ВМ, измеритель обладает погрешностью не более 0,15 — 0,2 углового градуса в диапазоне скоростей 40 — 1200 км/ч в воздушной среде и 10 — 100 км/ч в водной, Формула изобретения

35 Измеритель направления потока, содержащий корпус и соединенный с ним чувствительный элемент, датчик углового положения и сигнализатор положения нейтрали, выход которого связан с входом сер40 водвигателя, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности и расширения диапазона измерений, чувствительный элемент выполнен в виде вала, установленного соосно внутри полого на45 садка и связанного с насадком и корпусом через вращающиеся опоры.

4-A и