Способ преобразования струйного частотного сигнала

Авторы патента:

G01P15/00 - Измерение ускорения и замедления; измерение импульсов ускорения

Владельцы патента RU 2771920:

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова Российской академии наук (RU)

Изобретение относится к области автоматики и предлагается к использованию измерения и управления в системах, подверженных радиационным воздействиям и работающих во взрывоопасных условиях, а также в авиационных приборах. Способ преобразования струйного частотного сигнала давления содержит этапы, на которых входной частотный сигнал давления подают в сопла управления струйного усилителя с соплом питания, осевым приемным каналом и двумя боковыми приемными каналами, по мере увеличения частоты входного сигнала накапливают в осевом приемном канале величину потока струи сопла питания струйного усилителя, передают накапливаемый поток питания в пневматическую емкость, используют ограниченный диапазон давления накопленной части потока питания на выход. Технический результат – снижение количества операций в линейке преобразования частотного струйного сигнала. 1 ил.

Известен способ, реализованный в устройстве, например, для процедуры измерения ускорения, по которому формирующие импульсы частоты генератора с помощью апериодических звеньев в виде дросселей и емкостей преобразуются в аналоговый сигнал давления, причем по пути формирования выполняется отбор по группам входных пневматических импульсов, набираемых за период частоты генератора (SU 1702354 А1, 20.07.1989). Недостатком этого способа, операции которого выражены в виде работы устройства, является невысокое быстродействие, поскольку передача сигналов выполняется полностью на мембранных элементах.

Известен способ частотно-аналоговой связи, при которой частотные сигналы струйного генератора, выполненного секционным в виде последовательно соединенных в кольцо триггеров с раздельными входами, от прямых и инверсных выходов триггеров проходят по параллельным линиям, каждая из которых содержит стабилизатор и импульсатор на струйных элементах. При этом выходные сигналы линий формируют аналоговые сигналы в камерах давлений дополнительных сумматоров, далее объединенных в общий. Недостатками известного способа является разделение сигналов струйного генератора по секциям с последующим объединением для получения суммарного аналогового сигнала, что требует дополнительного согласования по сдвигам фаз отдельных секций струйного генератора совместно с набором струйных элементов преобразования в каждой линии (RU 156837 U1, 20.11. 2015 г.).

Известен способ, при котором струйный частотный сигнал с последующим преобразованием в пневматический аналоговый сигнал (RU 157945 U1, 20.12.2015 г.). По известному способу, принятому за прототип, частотный разнополярный выход струйного генератора подается в пневматическую емкость, разделенную мембраной. В последней формируются аналоговые сигналы противоположных знаков, каждый через свои последовательно соединенные струйный преобразователь импульсов постоянной длительности и амплитуды, пневматическую емкость и линейный дроссель. Недостатком известного способа является большое количество операций преобразования, что вызвано наличием двух частотных линий с расположенными в каждой аппаратным набором пневматических устройств.

Техническим результатом является снижение количества операций в линейке преобразования частотного струйного сигнала.

Технический результат достигается тем, что по способу преобразования струйного частотного сигнала давления входной частотный сигнал давления подают в сопла управления струйного усилителя с соплом питания, осевым приемным каналом и двумя боковыми приемными каналами, по мере увеличения частоты входного сигнала накапливают в осевом приемном канале величину потока струи сопла питания струйного усилителя, передают накапливаемый поток питания в пневматическую емкость, используют ограниченный диапазон давления накопленной части потока питания на выход.

На чертеже показана схема по способу преобразования струйного частотного сигнала давления.

Исследуя устройство, принятое за прототип, М.М. Беляев (соавтор RU 157945 U1, 20.12.2015 г.) экспериментально с помощью термоанемометров выявил удивительное свойство струйного автогенератора. Выходные инверсно-амплитудные сигналы по расходу состоят из основной части, одновременно принадлежащие двум выходным сигналам, несмотря на разницу во времени их формирования под действием управляющих сигналов. Т.е. объемное «тело» струйного потока не полностью отклоняется в разные стороны. В процессе переброски потока питания к приемным каналам образуются несимметричные краевые потоки при основной части потока, т.е. струйный поток фактически, частотно вибрируя, стоит, мало отклоняясь от своего среднего положения в силу инерционности по мере увеличения частоты и расхода, и прибавляет к своему положению несимметричные краевые потоки, образуя суммарный поток, то в одном приемном канале, то в другом. Этот суммарный поток определяет конечное давление и расход в первом и втором приемных каналах струйного усилителя автогенератора. Статическая характеристика зависимости приращения краевой расходной части потока к основной расходной части в зависимости от увеличения частоты колебаний пневматического давления (общего расхода) в одном из приемных каналов выражена в виде быстро убывающей ординаты, стремящейся к некоторой постоянной величине расхода потока.

Обнаруженное свойство колебательного процесса струйного течения в струйном усилителе автогенератора использовано в разработке данного изобретения для преобразования частотного пневматического сигнала.

Работа по способу преобразования струйного частотного сигнала давления происходит следующим образом. Частотный сигнал давления, как входной, например, струйного автогенератора 1, подают в сопла 2 и 3 управления струйного усилителя 4 с осевым приемным каналом 5 и двумя боковыми приемными каналами 6 и 7, формируют потенциал давления в осевом приемном канале 5, накапливают потенциал давления, по мере увеличения частотного входного сигнала по частоте и расходу, величины потока 8 струи сопла питания 9 струйного усилителя 4, состоящей из основной части 10 и присоединенных краевых несимметричных частей 11 и 12 во время прохода потока 8 по камере взаимодействия усилителя 4, неизвестные доли краевых частей потока 8 струи питания попадают в боковые приемные каналы 6 и 7 и атмосферные камеры 13 и 14, при этом основную часть 10 потока 8 передают в пневматическую емкость 15, используют ограниченный диапазон давления из емкости 15 на выход.

Устройство, построенное с использованием предложенного способа, имеет статическую характеристику увеличения давления и расхода в приемном канале 5 при увеличении давления и расхода потока 8 питания. После анализа статической характеристики начальную ее часть на малых частотах возможно отделяется для уменьшения погрешности линейности характеристики для использования ограниченного диапазона.

Предложенным приемом включения осевого приемного канала в состав струйного усилителя с последующим переводом струйного сигнала через пневматическую камеру в активную нагрузку получено свойство преобразования частотного струйного сигнала при снижении количества операций в линейке преобразования.

Способ преобразования струйного частотного сигнала давления, характеризующийся тем, что входной частотный сигнал давления подают в сопла управления струйного усилителя с соплом питания, осевым приемным каналом и двумя боковыми приемными каналами, по мере увеличения частоты входного сигнала накапливают в осевом приемном канале величину потока струи сопла питания струйного усилителя, передают накапливаемый поток питания в пневматическую емкость, используют ограниченный диапазон давления накопленной части потока питания на выход.

Изобретение относится к области измерительной техники. Сущность изобретения заключается в том, что датчик вибрации содержит корпус, а также стойку, жестко закрепленную в корпусе, в отсеке которого расположен аккумулятор, закрепленный на стойке, средство зарядки аккумулятора выполнено в виде проводной связи между внешним блоком электрического питания, аккумулятором и платой коммуникационного процессора через комплексный электрический разъем на поверхности корпуса, при этом пьезоэлектрический керамический чувствительный элемент выполнен в форме куба из объединенных в единое целое однонаправленно поляризованных и ортогонально ориентированных трех пар пьезоэлектрических сегментов.

Преобразователь струйного частотного сигнала // 2762540

Изобретение относится к области автоматики и предлагается к использованию измерения и управления в системах, подверженных радиационным воздействиям и работающим во взрывоопасных условиях, а также в авиационных приборах. Преобразователь струйного частотного сигнала давления характеризуется тем, что содержит на первой пластине струйный усилитель с соплом питания, соплами управления, осевые и боковые симметричные приемные каналы, на второй пластине – пневматическую камеру с емкостями, разделенными сужением, вход одной из них соединен с выходом осевого приемного канала усилителя на первой пластине.

Микромеханический акселерометр // 2753475

Изобретение относится к области приборостроения. Микромеханический акселерометр содержит основание, чувствительный элемент, состоящий из верхней и нижней крышек, инерционной массы, а также разделительный слой.

Акселерометр на фотоматрице // 2748583

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано в качестве прецизионного датчика ускорений в системах навигации. Акселерометр на фотоматрице содержит, по меньшей мере, один источник света; по меньшей мере, одну фотоматрицу; контроллер для обработки информации; анализируемый объект - рабочее тело, ограничитель хода рабочего тела или ограничитель объема рабочего тела, в качестве рабочего тела используют плазму, твёрдое, жидкое, газообразное тело, а также их комбинации, причем рабочее тело выполнено с возможностью определения ускорения за счет изменения рабочего тела под действием этого ускорения - изменения объема, размера, формы, скорости перемещения, положения в пространстве относительно других объектов, при этом дополнительно используют сведения об изменении температуры рабочего тела.

Микромеханический акселерометр // 2746763

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано при изготовлении микромеханических акселерометров, микрогироскопов, интегральных датчиков давления. Микромеханический акселерометр содержит основание, чувствительный элемент, состоящий из верхней и нижней крышек, инерционной массы, разделительный слой, клей-герметик.

Способ управления подвесом ротора электростатического гироскопа // 2746313

Изобретение относится к гироскопической технике, а именно к способам управления подвесом ротора электростатического гироскопа (ЭСГ), используемого для высокоточных измерений навигационных параметров подвижных объектов. В способе управления подвесом ротора ЭСГ парируют воздействие на ротор внешнего ускорения силами подвеса, образованными при подаче на пару электродов, установленных по каждой оси подвеса с противоположных сторон ротора, опорного напряжения, к которому на одном электроде прибавляют приращение напряжения, пропорциональное внешнему ускорению, действующему вдоль данной оси подвеса, а на другом, противоположном электроде, вычитают приращение напряжения.

Многокомпонентный акселерометр с одной массой // 2733974

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано при проведении сейсморазведочных мероприятий. Предложен сейсмический датчик, который содержит центральную массу, имеющую три главные оси и расположенную внутри рамы.

Акселерометр для измерения линейных ускорений // 2730423

Изобретение относится к области измерительной техники. Сущность изобретения заключается в том, что акселерометр для измерения линейных ускорений дополнительно содержит интегрирующее устройство и контроллер, выполняющий функцию формирования на своем выходе управляющий сигнал с периодом, кратным целому числу периодов знакопеременного сигнала опорной частоты, причем второй выход генератора знакопеременного сигнала опорной частоты соединен с входом контроллера, один из входов интегрирующего устройства соединен с выходом усилителя заряда, а второй - с выходом контроллера, а выход интегрирующего устройства является информационным выходом акселерометра.

Способ обеспечения температурной стабильности параметров молекулярно-электронного преобразователя в области высоких частот // 2724303

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к способу обеспечения температурной стабильности параметров молекулярно-электронных преобразователей, используемых в линейных и угловых акселерометрах. Это изобретение может найти применение в сейсмодатчиках, датчиках для стабилизации движущихся объектов и систем инерциальной навигации, акселерометрах и гидрофонах высокой стабильности и точности.

Интегральный микромеханический гироскоп-акселерометр // 2716869

Изобретение относится к области измерительной техники и микросистемной технике. Сущность изобретения заключается в том, что интегральный микромеханический гироскоп-акселерометр дополнительно содержит четыре неподвижных электрода емкостных преобразователей перемещений, четыре неподвижных электрода электростатических приводов, восемь дополнительных опор, восемь дополнительных П-образных систем упругих балок, причем четыре подвижных электрода емкостных преобразователей перемещений выполнены в виде Т-образных пластин с перфорацией с гребенчатыми структурами с трех сторон, соединенных с инерционной массой с помощью Ш-образных систем упругих балок, выполненных из полупроводникового материала и расположенных с зазором относительно полупроводниковой подложки, четыре неподвижных электрода емкостных преобразователей перемещений попарно объединены в два, а инерционная масса выполнена с перфорацией и состоит из двух частей: внутренней и внешней, соединенных двумя торсионами.

Микромеханический датчик удара // 2771967

Изобретение относится к измерительной технике. Микромеханический датчик удара представляет собой нормально разомкнутый ключ, имеющий два электрода, замыкающиеся при воздействии перегрузки, подвижный электрод, подвешенный на упругих элементах, представляющих собой изогнутую балку прямоугольного сечения, закрепленных с одной стороны в неподвижную часть основания, а с другой стороны - в инерционную массу, при этом на инерционной массе и на крышке, формирующих электроды, нанесено металлическое покрытие, места закрепления упругих элементов к инерционная массе расширены втрое по площади, инерционная масса имеет смещенный центр тяжести, что позволяет фиксировать перегрузки при боковых ударах вдоль оси X и/или Y и ударах под углом к оси чувствительности Z, герметичность внутреннего рабочего объема датчика достигается сращиванием крышки с основанием по месту крепления крышки. Технический результат – повышение ударопрочности, уменьшение электрического сопротивления в замкнутом виде, возможность многоразового использования датчика, обеспечение герметичности для динамических характеристик датчика. 1 ил.