Устройство для измерения скорости и направления воздушного потока

 

Изобретение относится к приборостроению и позволяет уменьшить погрешности измерения и упростить конструкцию измерительной схемы и расширить область использования устройства . На выходе задающего генератора 14 частота, следования имупльсов будет пропорциональна скорости потока и в п раз больше частоты генерации меток. Частотный сигнал с выхода генератора 14 поступает на вход устройства . Кроме того, этот сигнал подается на вход схемы И 12. При появлении на втором входе схемы И 12 импульса с выхода триггера 8 на счетчик 13 поступает определенное число импульсов . Количество импульсов, зафиксированных счетчиков 13, будет прямо пропорционально величине измеряемого угла. 2 ил. С СО

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) 01) (rg p G 01 P 5/00 5/18

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И A BTOPCHGMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (61) 655975 (21) 3826872/24-10 (22) 19.12.84 (46) 07.01,87. Бюл. Ф 1 (71) Казанский авиационный институт им. А.Н.Туполева (72) Ф.A,Ãàíååâ, А,Л.Левин, В.М,Солдаткин и В,А.Ференец (53) 531.767(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 655975, кл. G 01 P 5/00, 1977. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ И НАПРАВЛЕНИЯ ВОЗДУШНОГО ПОТОКА (57) Изобретение относится к приборостроению и позволяет уменьшить погрешности измерения и упростить конструкцию измерительной схемы и расширить область использования устройства. На выходе задающего генератора

14 частота следования имупльсов будет пропорциональна скорости потока и в и раз больше частоты генерации меток, Частотный сигнал с выхода генератора 14 поступает на вход устройства. Кроме того, 3ТоТ сигнал подается на вход схемы И 12. При появлении на втором входе схемы И 12 импульса с выхода триггера 8 на счетчик

13 поступает определенное число импульсов. Количество импульсов, зафиксированных счетчиков 13, будет прямо пропорционально величине измеряемого угла. 2 ил.

1282010

Изобретение относится к приборостроению, и может найти применение при измернии величины и напаравления вектора скорости движущегося объекта отнсоительно среды, а также при аэро- 5 . динамических исследованиях и является усовршенствованием устройства по авт. св. N - 655975.

Целью изобретения является уменьшение погрешностей измерения, а также упрощение конструкции измерительной схемы и расширение области использования устройства.

На фиг.1 приведена блок-схема предлагаемого устроиства; на фиг.2

f5, временные диаграммы работы устройства.

Устройство содержит источник 1 меток, выполненный в виде разрядника, размещенного заподлицо с обшивкой объекта и обдуваемого контролируемым

20 потоком, Разрядник подключен к генератору 2 высоковольтных импульсов.

Приемниками меток являются электроды

3 и 4, имеющие соответственно форму кольца и спирали Архимеда и связанные через регистраторы 5 и 6 с формирователем 7 импульсов и триггером

8. Выход формирователя 7 импульсов подключен к входу интегратора 9, вы30 ход которого соединен с первым входом сравнивающего устройства 10, второй вход которого подключен к источнику 11 опорного сигнала. Выход триггера 8 связан через первый вход схемы

И 12 со счетчиком 13 импульсов. Вто рой вход схемы И 12 подключен к управляющему задающему генератору 14, управляющий вход которого подсоединен к выходу сравнивающего устройства 10.

Выход задающего генератора 14, кроме

40 того, связан через делитель 15 частоты с входом генератора 2 высоковольтных импульсов, Выходной сигнал в виде частоты, пропорциональной скорости потока, снимается с выхода

45 генератора 14, а сигнал, пропорциональный углу d, в виде цифрового кода формируется на выходе счетчика l3.

Устройство работает следующим образом.

В процессе измерения генератор 2 формирует высоковольтный импульс, который подается на разрядник 1. Последний за счет искрового пробоя создает метку в виде облачка заряженных ионов. Созданная электростатическая метка, двигаясь со скоростью и по направлению контролируемого потока, достигает кольцевого приемного электрода 3 и вызывает появление импульса на выходе регистратора 5.

В качестве регистратора меток целесообразно использовать дифференциальный регистратор, в котором используется два сдвинутых по потоку на небольшое расстояние приемных электрода. Сигналы, возникающие на этих электродах, также сдвинуты во времени, при этом они имеют точку пересечения (U и Б, фиг,2). Выделяя эту точку пересечения с помощью схемы, содержащей компаратор, обеспечивают надежную регистрацию метки.

Формирователь 7 формирует импульсы прямоугольной формы, передний фронт которых соответствует моменту генерации метки, а задний — моменту ее регистрации, т.е. длительность выходных импульсов формирователя соответствует времени прохождения меткой расстояния R от разрядника 1 до кольцевого электрода 3, Аналогично происходит формирование импульсов на выходе триггера 8 с помощью приемного электрода 4 и регистратора 6.

При этом частота следования прямоугольных импульсов равна частоте генерации меток. С выхода формирователя ,7 импульсы, например, положительной полярности и амплитудой А, поступают на вход интегратора 9, на выходе которого вьщеляется постоянная составляющая последовательности импульсов.

Выходное напряжение U, интегратора определяется соотношением

Ао v

U ч где А, „, Т, — соответственно амплитуда, длительность и период следования импульсов генерации меток.

Напряжение U с выхода интегратоv ра 9 поступает на первый вход сравнивающего устройства 10, на второй вход которого подается напряжение U от источника 11 опорного. сигнала..

Если ич не равно U., To EIa выходе сравнивающего устройства 10 вырабатывается сигнал, воздействующий на управляющий вход задающего генератора 14 и изменяющий частоту генерации импульсов. Делитель 15 делит частоту следования импульсов в п раз и осуществляет запуск генератора 2 высоковольтных импульсов.

1282010

Изменение частоты f „ на выходе генератора 14 происходит до тех пор, пока напряжение U не сравняется с

v опорным. напряжением U . При достижении равенства U и U, соотношение . 5 параметров сигналов определяется выражением

Uv=Uo=Ao чf гм °

Учитывая, что ч=R/V, где V — - скорость потока и f =f-„ /n, полученное выражение можно представить в виде

Б n V

К зг А

Таким образом, на выходе задающего генератора 14 частота следования импульсов пропорциональна скорости потока U и в п раз больше частоты генерации меток. Частотный сигнал .f е выхода генератора 14 поступает на выход устройства. Кроме того, этот сигнал подается на вход схемы И 12, При появлении на втором входе схемы

И импульса с выхода триггера 8 на счетчик 13 поступает число импульсов

Г

" ъг °

Учитывая,. что - =P/V, где P =k — длина радиус-вектора; k — - коэффициент, характризующий крутизну спирали ,Архимеда, в соответствии с выражением (1) получают

k - U п

N= †---+-—A,- R или

N A .R с1. = — -з-knU, Следовательно, количество импульсов, зафиксированных счетчиком 13, ! прямо пропорционально величине измеряемого углас .. Выходной сигнал со счетчика в виде цифрового кода поступает на выход устройства и подается потребителю.

Формула изобретения

Устройство для измерения скорости

H H8np nneH Bo3póøHîãо потока по авт.св. 9 б55975, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью уменьшения погрешности, измерительная схема содержит сравнивающее устройство, интегратор, формирователь импульсов,,триггер, два регистра, схему И, счетчик импульсов, источник опорного сигнала, делитель частоты и управляемый задающий генератор, выход которого одновременно связан с первым входом схемы И и через делитель частоты с входом генератора меток, а его управляющий вход подключен к выходу сравнивающего устройства, первый вход которого связан с источником опорного сигнала, а второй через последовательно соединенные интегратор,. формирователь импульсов и первый регистратор — с кольцевым приемником, при этом счетчик импульсов связан через последовательно соединенные схему И, триггер и второй регистратор с криволинейным приемником, а вторые входы формирователя импульсов и триггера подключены к выходу делителя частоты.! 282010

Фи 2.2

Составитель Ю.Иручко

Техред.Л.Сердюкова . Корректор С.Черни

Редактор И.Николайчук

Заказ 7259/42 Тираж 775 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета ССОР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r.Óæãîðoä, ул.Проектная, 4