Устройство для измерения вектора скорости воздушного потока
О П И С А Н И Е 30lbl7
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Соеетсиих
Социалистическими
Росс блин
Зависимое от авт. свидетельства Xо
Заявлено 04.1.1970 (№ 1390969/18-10) МПК G 01р 5/00 с присоединением заявки Мо
Приоритет
Опубликовано 21.IV.1971. Бюллетень Ме 14
Дата опубликования описания 4Х1.1971
Комите ло делам изобретений и открытий лри Coaere тЛинистров
СССР
УДК 551.46,086(088.8) ВСЕСОЮЗНД1
Авторы изобретения
F М. Карпов, К. Г. Меркулов и М. А. Евдокимов
Куйбышевский политехнический институт им. В. В. Куйбышева
Заявитель
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВЕКТОРА СКОРОСТИ
ВОЗДУШНОГО ПОТОКА
Изобретение относится к области метеорологического приборостроения.
Известные устройства для измерения вектора скорости воздушного потока из-за большого момента инерции подвижной части, значительного трения от наличия механических передач не обеспечивают высокой точности измерений.
С целью повышения точности измерений в предлагаемом устройстве электрический преобразователь выполнен в виде трех размещенных во взаимно перпендикулярных плоскостях катушек индуктивности с общим центром, внутри которых на карданном подвесе располоокены короткозамкнутая рамка, жестко соединенная с флюгаркой, и вертушка, жестко связанная с короткозамкнутым фигурным витком, состоящим из двух частей, леокащих во взаимно перпендикулярных плоскостях, причем, оси вращения вертушки, флюгарки и рамки совмещены.
Схема описываемого устройства дана на чертеже.
Преобразователь состоит из трех круглых жестко соединенных неподвижных катушек 1, 2 и 8, имеющих общий центр и размещенных во взаимно перпендикулярных плоскостях. В пространстве, ограничешгом этими катушками, на карданном подвесе установлена рамка 4 так, что она имеет две степени свободы движения. В исходном положении рамка 4 лежит в плоскости катушки 8. С рамкой 4 с помощью скобы 5 жестко соединена крестообразная флюгарка б. В подшипниках 7 и 8, укреп5 ленных соответственно на скобе 5 и флюгарке 6, уложена ось 9 вертушки 10. С лопастями вертушки жестко связан фигурный короткозамкнутый виток 11, представляющий собой два взаимно перпендикулярных витка, соеди10 пенных последовательно.
Центр рамки 4 совпадает с центром вращения карданного подвеса и общим центром катушек 1, 2 и 8. Ось вертушки совпадает с осью флюгарки и осью рамки 4.
1s Катушки I и 2 питаются квадратурными токами частоты так, что создается вращающееся магнитное поле. Ось вращения этого поля совпадает с осью катушки 8, поэтому в ней не наводится никакой э. д. с. от взаимодейст20 вия с этим полем. В подвижной же рамке
4 э. д. с. не наводится лишь в исходном положении, когда плоскости рамки и катушки 8 совпадают.
При отклонении под воздействием потока
25 флюгарки б от исходного положения на какой-либо угол в определенном направлении в рамке 4 от взаимодействия с вращающимся магнитным полем наводится э. д. с., фаза «оторой определена направлением, а амплиту30 да — величиной отклонения подвижной части
301617
Изд. № 568 Тираж 473
Типография, пр. Сапунова, 2
Заказ 1407/6
Подписиоз преобразователя от исходного положения. Поскольку рамка 4 короткозамкнута, в ней под воздействием наведенной э. д. с. течет ток, который создает магнитное поле рамки 4. От взаимодействия этого поля с катушкой 8 в последней наводится э. д. с. частотой („амплитуда и фаза которой определяются величиной и направлением отклонения рамки 4 от исходного положения, и в силу этого она может служить мерой направления потока газа или жидкости.
Для получения сигнала, несущего информацию скорости потока, катушка 8 запитана током частоты fz, который создает магнигное поле. От взаимодействия с этим полем в катушках 1 и 2 не наводятся э, д. с., поскольку их плоскости перпендикулярны плоскости катушки 3, но наводится э. д. с. в фигурном витке 11, и течет ток, создающий магнитное поле.
От взаимодействия с этим магнитным полем в катушках 1 и 2 наводятся э. д. с., амплитуды которых зависят от взаимного положения плоскостей катушек 1 и 2 относительно плоскости витка 11 при вращении вертушки. Под воздействием потока с угловой скоростью о вокруг оси 9 взаимное положение витка 11 и катушек 1 и 2 будет изменяться так, что э. д. с. частотой f2, наводимые в катушках 1 и 2, будут промодулированы по амплитуде частотой а вращения катушки.
Следовательно, электрический высокочастотный промодулированный по амплитуде частотой го сигнал, снимаемый с катушек 1 и ?, служит мерой скорости потока, поскольку ось вращения вертушки совпадает с направлением измеряемого потока.
10 Предмет изобретения
Устройство для измерения вектора скорости воздушного потока, содержащее установленные в карданном подвесе флюгарку и вертушls ку, а также электрический преобразователь, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений, электрический преобразователь выполнен в виде трех, размещенных во взаимно перпендикулярных плоскостях, кату20 шек индуктивности с общим центром, внутри которых на карданном подвесе расположены короткозамкнутая рамка, жестко соединенная с флюгаркой, и вертушка, жестко связанная с короткозамкпутым фигурным витком, состоя:25 щим из двух частей, лежащих во взаимно перпендикулярных плоскостях, причем, оси вращения вертушки, флюгарки и рамки совмещены.
