Гидродинамический лаг
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советсимк
Соцмапмстмчесимк республик
G 01 Р.5/08 Гмударстеееей квинтет CCCP еф деме взавретеай н етерытий (23) Приоритет В Опубликовано 07 01. 83,Бюллетень ¹ 1 (53) УДК 532.574 (088.8) Дата опубликования описания 07.01.83 А. E. Кораблев и Л.И.Филон = .," / Ф г (72) Авторы изобретения (7! ) заявители (54) ГИДРОДИНАИИЧЕСКИЙ ЛАГ Изобретение относится к технике измерения скорости объекта и предназначено для измерения скорости относительно водной среды кораблей и судов. Известны широко используемые на 5 кораблях и судах гидродинамические лаги типа "ИГЛ" или "ЛГ", включающие приемники статического и полного давления забортной воды, дифференциальный сильфонный аппарат и цент-.. ральный прибор (1 3. В сильфонном аппарате гидродинамическое давление (разность полного и статического давлений ) преобразуется в перемещение штока. Измерение осуществляется по компенсационному принципу с помощью пружинных электромеханических компен.сационно-измерительных систем (11.. Однако эти системы обладают знато чительным трением, люфтами и мертвыми ходами в сочленяемых элементах, что приводит в конечном итоге к существенным инструментальным погрешностям 2 в измерении скорости. Недостатком является и большая постоянная времени компенсационно-измерительных систем, измеряемая десятками секунд. Известен гидродинамический лаг, содержащий приемники и преобразователи полного и статического давлений и регистрирующее устройство f23. Однако этот лаг имеет инструментальную погрешность 0,08-0,12 узла, а время полной отработки скорости от 0 до 50 узлов - 200 с. Это является недостаточным для современных судов, которым требуется более высокая точность и быстродействие лагоа. Цель изобретения "- повышение точности и быстродействия гидродинамического лага. Для достижения указанной цели в гидродинамическом лаге в качестве преобразователей давлений применены туннельные диоды, включенные в.параллельные плечи мостовой схемы, вход 3=3 — 6Р, 3 987528 которой соединен с генератором пилообразного напряжения, а выход - с регистрирующим устройством, выполненным в виде измерителя длительности временных интервалов, причем вход генератора снабжен источником смещения тока. На чертеже изображена схема гидродинамического лага. Величина пикового тока 3 туннельного диода связана с величиной избы1 точного давления P следующим соотношением (3 ): где Зо - величина пикового тока при отсутствии избыточного давления; б — коэффициент пропорциональноети. гс Измерительная схема электронного гидродинамического лага содержит два туннельных диода 1 и 2, помещенных s камеры полного 3 и статического 4 давлений соответственно, резисторы 5 и 6, генератор 7 пилообразного тока, измеритель 8 длительности временных интервалов, разделительные конденсаторы 9 и 10 и источник 11 тока смещения . Все элементы схемы могут быть размещены в одном кожухе, который аналогично известному может быть назван центральным прибором. Туннельные диоды 1 и 2 включены в параллельные плечи мостовой схемы. Резисторы 5 и 6 служат для уравновешивания плечей моста. Схема лага построена на туннельных диодах из арсенида галия, у которых с ростом давления величина пикового тока уменьша- 4О ется. Пусть в начальный момент времени ток на выходе генератора 7 начинает линейно нарастать от нулевого значе.ния. Тогда линейно возрастают и токи 4 в плечах мостовой схемы. При достижении в плече туннельный диод 1 - резистор 5 величины тока, равной значению пикового тока для диода 1,последний переходит в состояние высокого напряжения. Положительный перепад напряжений через разделительный конденсатор 9 запускает измеритель 8. При этом туннельный диод 2 находится еще в состоянии низкого напряжения, поскольку для него величина пикового тока имеет большее значение, чем для диода 1, так как на него 4 воздействует более низкое - статическое давление. При дальнейшем нарастании тока с выхода генератора 7 величина тока в плече туннельный диод 2 - резистор 6 достигает значения пикового тока для диода 2. Диод 2 переходит в состояние высокого напряжения и положительный перепад напряжения через разделительный конденсатор 10 прекращает счет измерителя 8, одновременно переводя генератор 7 в начальное состояние. Зафиксированный измерителем 8 отсчет вследствие линейности нарастания тока с выхода генератора 7 прямо пропорционален разности полного и статического давлений. Таким образом, отсчет измерителя 8 прямо пропорционален гидродинамическому давлению, т.е. квадрату скорости движения судна относительно воды. Время единичного измерения при этом определяется временем нарастания тока на выходе генератора 7 от нулевого значения до достижения в плече туннельный диод 2 — резистор 6 величины пикового тока. Сокращение времени измерения путем увеличения скорости нарастания тока на выходе генератора 7 нецелесообразно, поскольку этим снижается относительная точность измере" ния длительности временного интервала и, в конечном счете, относительная точность определения скорости движения судна. Для уменьшения времени измерения,т.е.повышения быстродействия лага, применен источник 11 тока смещения. С выхода источника 11 на мостовую измерительную схему подается постоянный ток такой величины, чтобы в плече туннельный диод 1 — резистор 5 величина тока не превышала значения пикового тока для диода 1 даже при максимальной скорости движения судна. В этом случае время единичного измерения сокращается, поскольку значение пикового тока в плече туннельный диод 2 — резистор 6 достигается значительно быстрее (за счет постоянного тока смещения ). Температурная компенсация схемы осуществляется включением туннельных диодов 1 и 2 в параллельные плечи мостовой схемы, в результате чего температурные измененил вольт-амперных характеристик туннельных диодов 1 и 2 взаимно компенсируютсл, поскольку измеряется не время перехода туннельного диода в состояние высокоИсточники инФормации, принятые во внимание при экспертизе 1. Власов И. В., Вольпин С.А и др. Гидродинамические лаги. Jl., "Судостроение", 1967, с ° 9-14. 2. Там же, с.220 (прототип ). 3. Криворотов Н.ll. и др. Туннельные диоды для измерения давления.2о "Приборы и техника эксперимента", 977, М 2, с.226-227 Формула изобретения Гидродинамический лаг, содержащий приемники и преобразователи полного и статического давлений и регистрирующее устройство, о т л и ч а юшийся тем, что,с целью повышения точности и быстродействия, Составитель 8.Чубиков Редактор Н.Джуган Техред С.Мигунова Корректор В.Прохненко Заказ 10286/32 Тираж 871 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, W-35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патент", r Ужгород, ул. Проектная, 4 5 987528 6 го напряжения, а время между момента- в качестве преобразователей давлений ми переходов туннельных диодов 1 и 2 применены .туннельные диоды, включенв состояния высокого напряжения. ные в параллельные плечи мостовой Вычисление скорости движения суд- схемы, вход которой соединен с гена по длительности временных интер- s нератором пилообразного напряжения, валов и введение необходимых поправок а выход - с регистрирующим устне представляет сложности и может ройством, выполненным в виде изпроизводиться как с помощью схем на мерителя длительности временных логических элементах, так и в кора- интервалов, причем вход генерато- ° бельной многоцелевой или специали- >О ра снабжен источником смещения зированной ЭВИ. тока.
