Устройство для измерения и регистрации скорости ударной волны в аэродинал\ических установках

 

ОП И САНИ Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

3I4 094

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 05.1.1970 (¹ 1394464 40-23) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 07ЛХ.1971. Бюллетень № 27

Дата опубликования описания 12.Х1.1971

МПК б Olm 9/00

G 0lp 5/18

Комитет по делам

Изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

УДК 533.6.071.3 (088.8) Авторы изобретения

Ю. В. Петров, Н. П. Трушечкин и И. К. Шваров

Заявитель

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ И РЕГИСТРАЦИИ СКОРОСТИ

УДАРНОЙ ВОЛНЫ В АЭРОДИНАМИЧЕСКИХ УСТАНОВКАХ

Изобретение относится к области измерении на аэродинамических установках ударного действия и предназначено для измерения скорости ударной волны.

В известном устройстве измерение скэросги ударной волны осуществлено путем измерений напряжений, пропорциональных изменениям частоты отраженного от ударной волны

СВЧ-сигнала, обусловленных эффектом Допплера. Эти изменения частоты в свою очередь пропорциональны значениям скорости ударной волны.

Скорость как функция времени регистрируется путем фотографирования с экрана одного осциллографа, а с помощью другого осциллографа снимается зависимость пройденного фронтом ударной волны расстояния от времени.

Однако такое устройство позволяет непосредственно получить зависимость скорости от пройденного расстояния, имеет значительную погрешность, определенную погрешностью двух осциллографов и нелинейностью дискриминатора и требует много времени на обработку и расшифровку результатов измерения.

Предлагаемое устройство отличается тем, что в него введены цифровой регистратор, приемник ЧМ с инерционной автоподстройкой частоты гетеродина, постоянная времени которой превышает время регистрации и подачи на осциллограф импульсов геометрической привязки отсчетных точек величины скорости ударной волны.

1-1а чертеже представлено предлагаемое устройство.

Оно содержит генератор СВЧ 1, запитывающий через СВЧ-ввод 2, ударную трубу 3, на которой за диафрагмой 4 установлен запускающий датчик 5, соединенный с ключом 6.

Генератор СВЧ связан при помощи направленного ответвптеля 7 с гетеродинным ЧМприемником 8, имеющим инерционную автоподстройку частоты гетеродина, а выход ЧМприемника соединен с преобразователем напряжения-код 9. Кроме того, в устройство входят регулируемый зонд 10 с детектором 11, формирователь 12 импульсов, делитель 18 частоты, запоминающая матрица 14, дешифратор 15, счетчик 1б, аналоговый суммагор

17, запоминающий осциллограф 18, преобразователь код-напряжение 19 и цифропечатающее устройство 20.

В момент разрыва диафрагмы по ударной трубе начинает распространяться ударная волна, от которой отражается электромагнитная волна генератора СВЧ. При этом на входе ЧМ-приемника имеет место сигнал, промодулированный допплеровской частотой, пропорциональной скорости фронта ударной

30 Вол ны

314094

В момент прохождения ударной волной сечения, где расположен датчик, последний вырабатывает электрический импульс, который открывает ключ. Отраженный от ударной волны СВЧ-сигнал изменяющейся частоты с помощью направленного ответвителя подается на вход гетеродинного приемника ЧМ-сигналов с инерционной автоподстройкой частоты гетеродина. При этом постоянная времени цепи автоматической подстройки частоты должна быть много больше времени прохождения фронта ударной волны. С выхода приемника напряжение, пропорциональное скорости ударной волны, поступает на преобразователь напряжение-код. Из сигнала стоячей волны, снимаемого с помощью регулируемого зонда и детектора, формирователем .формируются импульсы в моменты времени, соответствующие одинаковым фазам стоячей волны. Это происходит каждый раз, когда ударная волна проходит отрезки, равные половине длины СВЧтЛд. волны — ) в канале установки.

1,2)

Сформированные импульсы через открытый ключ и делитель частоты подаются на запускающий вход преобразователя. Таким образом, измерения проводятся в моменты времени, соответствующие прохождению ударной

).g волной расстояний, равных п,где n=1,2,3 и т. д. т. е. получаемый ряд значений представляет собой зависимость скорости ударной волны от пройденного расстояния. Значения скорости в цифровом коде посылаются в запоминающую матрицу, управляемую с помощью дешифратора от счетчика, который отсчитывает число пройденных ударной волной отрезков. При переполнении счетчика на его выходе появляется импульс, воздействующий на закрывающий вход ключа и прекращающий прохождение импульсов на запускающий вход преобразователя. После измерения полученные значения могут быть выведены из запоминающей матрицы на цифровой индикатор или регистратор.

Для получения качественной картины изме;ения скорости напряжение с выхода приемника подается через аналоговый сумматор на вход вертикального отклонения осциллографа, на вход горизонтального отклонения которо15

З5

50 го подается напряжение с выхода преобразо. вателя код-напряжение, пропорциональное пройденному ударной волной расстоянию.

Совмещение результатов, получаемых с помощью преобразователя напряжение-код и осциллографа, достигается путем подачи в моменты точного измерения скорости коротких импульсов с выхода делителя частоты на второй вход аналогового сумматора.

По окончании эксперимента на экране запоминающего осциллографа получается кривая с нанесенными на нее отметками.

Предмет изобретения

1. Устройство для измерения и регистрации скорости ударной волны в аэродинамических установках, содержащее СВЧ-приемник, направленный ответвитель, приемный блок, запускающий датчик, осциллограф и частотноимпульсный преобразователь скорости перемещения фронта ударной волны, состоящий из зонда, установленного перед СВЧ-вводом, детектора, формирователя, ключа и делителя частоты, отличающееся тем, что, с целью по. вы щения точности измерения и сокращения времени расшифровки его результатов, оно снабжено блоком цифровой регистрации, состоящим из счетчика с дешифратором и последовательно соединенных преобразователя напряжение-код, запоминающей матрицы и цифрового регистратора, а приемный блок выполнен в виде ЧМ-приемника с цепью инерционной автоподстройки частоты гетеродина, при этом выход ключа соединен через счетчик и дешифратор со вторыми входами запоминающей матрицы, а выход делителя частоты подключен к преобразователю напряжениекод.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью геометрической привязки изображения непрерывного изменения скорости по длине трубы, оно снабжено аналоговым сумматором, выход которого подключен ко входу вертикальной развертки осциллографа, а входы — соответственно к приемнику ЧМ и делителю частоты, и преобразователем код-напряжение, выход которого соединен со входом горизонтальной развертки осциллографа, а вход в с выходом счетчика.

314094

Составитель А. Цафин

Редактор Е. Кравцова Техред Л. В. Куклина Корректор Т. А. Миронова

Заказ 3161/11 Изд. № 1339 Тираж 473 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2