Ионный меточный вариометр

 

Изобретение относится к устройствам для измерения вертикальной скорости летательного аппарата. Цель изобретения - повышение точности меточного вариометра. Нагнетатель 4 преобразует сигнал с генератора 21 в пневматический сигнал, необходимый для задания постоянного направления движения ионной метки от генерирующих электродов к регистрирующим. При постоянном статическом давлении

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) А1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3981 135/24-10 (22) 26.11.85 (46) 15. 04,87. Бюл. Ж 14 (71) Казанский авиационный институт им. А. Н. Туполева (72) Ю.В.Дубинский и А,В.Ференец (53) 531.767 (088,8) (56) Браславский Д.А. и др. Авиационные приборы и автоматы. М.:

Машиностроение, 1978, с. 211-213.

Авторское свидетельство СССР

Р 1247760, кл. С 01 Y 5/18, 1984.

< ц 4 4 01 С 23/00/(, 01 Р 5/18 (54) ИОННЫЙ МЕТОЧНЫЙ ВАРИОМЕТР (57) Изобретение относится к устройствам для измерения вертикальной скорости летательного аппарата, Цель изобретения — повышение точности меточного вариометра. Нагнетатель

4 преобразует сигнал с генератора 21 в пневматический сигнал, необходимый для задания постоянного направления движения ионной метки от генерирующих электродов к регистрирующим.

При постоянном статическом давлении! 30382 расход воздуха через информационные каналы 2 и 3 одинаков и выходной сигнал ранен нулю. При уменьшении статического давления объемный расход через информационный канал 2 фор. мируется как разность опорного расхода, создаваемого нагнетателем 4, и информативного расхода, пропорционального вертикальной скорости и создаваемого за счет дифференцирующих свойств проточной камеры 1, Разность расходов через информативные каналы 2 и 3 пропорциональна вертикальной скорости. „!ля получения сигналов, обратно пропорциональных времени пролета меток базовых расстояний, применяются преобразователи 18 и 19. Выходной сигнал устройства формируется на вычитающем устройстве 20 как разность скоростей движения меток в информативных каналах

2 и 3. 1 ил. вольтных импульсов. Электроды, предназначенные для регистрации ионной метки в информативных каналах 2 и

3„ подключены к источнику 5 опорного напряжения и к преобразователям 7 и 8 ток — напряжение соответственно.

Сигнал с преобразователей 7 и 8 ток напряжение дифференцируется с помощью дифференциаторов 9 и 10 соответственно, момент прохождения меткой регистрирующих электродов выделяется с помощью нуль-органов ll u

12, формирование длительностей импульса равных времени пролета метками в информативных каналах базовых расстояний осуществляется триггерами 13 и 14, Измерение длительностей сформированных импульсов (преобразование длительности импульса в код) осуществляется тактовым генератором 15 и c÷åò÷èêàìè 16 и )7, преобразование сигнала, пропорционального длительности измеряемых импульсов, в сигнал, обратно пропорциональный длительности импульсов, осуществляется Функциональнымипреобразователями 18 и 19, Формирование выходного сигнала вариометра, пропорционального вертикальной скорости, осущест-* вляется с помощью вычитающего устройства 20., входы которого соединены с выходами функциональных преобразователей 18 и 19, Ионный меточный вариометр работает следующим образом, Нагнетатель 4 преобразует электрический сигнал с опорного генератора 21 в пневматический си-нал, т.е. в опорный расход воздуха через замкИзобретение относится к измерительной технике, в частности .к устройствам для измерения вертикальной скорости летательного аппарата.

Целью изобретения является повышение точности меточного вариометра.

На чертеже изображена структурно-. функциональная схема предложенного вариометра.

Вариометр содержит проточную диф- 10 ференцирующую камеру I, первый 2 и второй 3 информативные каналы, нагнетатель 4, источник 5 опорного напряжения, генератор 6 высоковольтных импульсов, преобразователи 7 и 8 ток— напряжение, дифференциаторы 9 и 10, нуль-органы 11 и 12, триггеры 13 и 14, генератор 15 тактовых импульсов, счетчики 16 и 17, функциональные преобразователи 18 и 19, вычитающее устройство 20, опорный генератор 21 нагнетателя.

Нагнетатель 4, информативный канал

3, дифференцирующая камера 1 и информативный канал 2 соединены последовательно, образуя замкнутый пневматический контур, в котором за счет работы нагнетателя осуществляется постоянный переток воздуха (на чертеже — по часовой стрелке). Привод нагнетателя 4 осуществляется от опорного генератора 21, В информативных каналах 2 и 3 установлены по два электрода для генерации и регистрации ионной метки, формирующейся 35 искровым разрядом. Для формирования искрового разряда электроды, предназначенные для генерации ионной метки, подключены к генератору 6 высоко!

3038 9 нутый пневматический контур, необ.<одимый для задания постоянного направления движения ионной метки от

I генерирующих электродов к регистрирующим. При нулевой вертикальной скорости, когда статическое давление Р не изменяется, расход воздуха через информативные каналы 2 и 3 одинаков и выходной сигнал вариометра равен нулю. При положительной вертикальной скорости, когда статическое давление уменьшается, объемный расход через информативный канал 2 формируется как разность опорного расхода, создаваемого нагнетателем 4, и информативного расхода, пропорционального вертикальной скорости и создаваемого за счет дифференцирующих свойств проточной камеры 1. Расход через информативный канал 3 в любом случае остается рав— ным опорному, Таким образом, разность расходов через информативные каналы

2 и 3 пропорциональная вертикальной скорости.

За счет работы генератора высоковольтных импульсов одновременно в двух информативных каналах с определенной частотой формируются ионные метки, представляющие собой ионизированные локальные области воздуха, образованные искровым разрядом, возникающим между электродами, предназначенными для Генерации мет ки. Ионные метки смещаются вместе с потоком по капиллярам к электродам, предназначенным для регистрации ионной метки, одни из которых соединены с источником опорного нап- 4О ряжения, а вторые — с преобразователями ток — напряжение. Пока между регистрирующими электродами находится неионизированный воздух (изолятор), между первым и вторым электродами течет ток, близкий к нулевому.

При прохождении ионизированной локальной области воздуха (метки) регистрирующих электродов между ними появляется импульс тока, преобразующийся в импульс напряжения преобразователем ток — напряжение, Максимум этого импульса соответствует прохожде-. нию ядра метки (области с наибольшей концентрацией ионов границы базового расстояния). Для регистрации максимумов импульсов напряжения в первом и втором информативных каналах применяются дифференциаторы 9, 10 и нуль-органы 11,12. С помощью дпффренциатора однополярный колоколообразный импульс преобразуется в разнополярный импульс. Момент перехода через нуль разнополярного импульса соответствует максимуму колоколообразного импульса и фиксируется нуль-GpI аном, выдающим в момент перехода через нуль сигнала с дифференциатора импульс напряжения, передний фронт которого соответствует прохождению границы базового расстояния ядром метки. Сигнал с генератора о высоковольтных импульсов и сигнал с нуль-органов 11 и 12 пода. ются на триггеры 13,14, на которых формируются длительности импульсов, соответствующие временам пролета метками одинаковых базовых расстояний в первом и втором информативных каналах ° С помощью генератора 15 тактовых импульсов и счетчиков 16 и 17 производится преобразование информативных длительностей импульсов с триггеров 13 и 14 в код. Для получения сигналов, обратно пропорциональных времени пролета меток базовых расстояний, т.е. пропорциональных скоростям движения меток (объемным расходам), применяются функциональные преобразователи 18 и 19. Выходной сигнал вариометра формируется на вычитающем устройстве 20 как разность скоростей движения меток (объемных расходов) в информативных каналах 2 и 3.

Повышение точности измерения достигается за счет уменьшения динамической погрешности формирования и регистрации метки.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

Ионный меточный вариометр, содержащий опорный генератор, подключенный к нагнетателю, схему обработки сигнала, а также проточную дифференцирующую камеру, связанную с полостью статического давления через первый информативный канал и через последовательно включенные второй информативный канал и нагнетатель, в котором информативные каналы выполнены в виде капилляров одинакового внутреннего диаметра и длины, о -т л и чающий с я тем, что, с целью повышения точности, в информативных каналах установлены по два электрода для генерации ионной метки, под! 303829

Составитель Ю.!"ручко

Редактор M.Келемеш Техред Н.Глущенко

Корректор M.Ïàòàè

Заказ 1295/39 Тираж 678 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная,4 ключенных к генератору высоковольтных импульсов, и по два электрода для регистрации ионной метки, один из которых подключен к источнику опорного напряжения, а схема обработки сигналов состоит из двух каналов преобразования, тактового генератора и вычитающего устройства, где каждый канал преобразования содерЪ жит последовательно соединенные пре- !О обраэователь ток — напряжение, дифференциатор, нуль-орган, триггер, счетчик и функциональный преобраэова тель, причем выходы функциональных преобразователей соединены с входами вычитающего устройства, генератор тактовых импульсов соединен с вторыми входами счетчиков, генератор высо. ковольтных импульсов соединен с вторыми входами триггеров каждого канала преобразования, а входы преобразователей ток — напряжение соединены с вторыми электродами для регистрации ионной метки.