Устройство для измерения направления двухмерного потока

 

О АНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<1>781700

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт.свид-ву Р 661345 (22) Заявлено 1204.79 (21) 2753768/18-10 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовамо 23.1180. Бюллетень № 43 (51) М. К.

G 01 P 13/00

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (53) УДК 532. 574 (088. 8) Дата опубликования описания 25.1 .80 (72) Авторы изобретения

О. В. Денисенко и К.И. Богатыренко (71) Заявитель

Харьковский ордена Ленина политехнический институт им. В.И. Ленина (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ НАПРАВЛЕНИЯ

ДВУХМЕРНОРО ПОТОКА

Изобретение относится к области измерения параметрОв движения и может быть использовано при газодинамических исследованиях параметров двухмерных потоков. 5

По основному авт. св. Ф 661345 известно устройство для измерения направления двухмерного потока, содержащее угломерный зонд, подключенный ко входам дифференциального манометра и 10 соединенный с электромеханическими узлами углового и линейного перемещения, нелинейный блок, выход котороГо соединен со входом электромеханического узла линейного перемещения зонда, а его вход подключен к выходу дифференциального манометра, соеди ненного со входом электромеханического узла углового перемещения (1).

Недостатком этого устройства явля- 2О ется зависимость точности и быстродействия от величины вектора скорости измеряемого потока. Характеристика нелинейного блока строго определяет

Как- зону допустимой угловой ошибки, 25 так и линейную скорость перемещения зонда от сигнала, поступающего на

его вход с дифференциального манометра. Однако, выходной сигнал дифференциального манометра неоднозначно on- 3Q ределяет величиной углового рассогласования зонда при различных скоростях измеряемого потока. Так, при больших скоростях происходит уменьшение зоны допустимой угловой ошибки, что увеличивает точность, но уменьшает быстродействие устройства. Существует критическая скорость, при которой зона допустимой угловой ошибки уменьшается настолько, что устройство теряет работоспособность. Измерение направления при малых скоростях приводит к расширению зоны допустимой угловой ошибки, что увеличивает ее погрешность.

Цель изобретения — повышение точности и быстродействия устройства. указанная цель достигается тем, что в известное устройство для измерения направления двухмерного пото ка введены дополнительный манометр и делитель, а угломерный зонд выполнен комбинированным, при этом вход манометра подключен к приемнику полного давления зонда, а его выход— к первому входу делителя, второй вход которого соединен с дифманометром, а выход — с нелинейным блоком.

781700

На чертеже приведена блок-схема устройства для измерения направления двухмерного потока.

Устройство содержит комбинированный трехканальный зонд 1, манометр 2, дифференциальный манометр 3, узлы углового 4 и линейного 5 перемещения зонда, нелинейный блок 6 и делитель 7.

Комбинированный трехканальный зонд 1 подключен приемником полного давления к манометру 2, а угломерной парой к дифференциальному манометру

3 и соединен с выходами узлов 4 и 5.

Вход узла 3 соединен с выходом узла 4 и делителем .7, второй вход которого соединен с манометром 2, а выхбд — с нелинейным блоком б. Выход 15 нелинейного блока б соединен со входом узла линейного перемещения 5, при этом выходная характеристика нелинейного блока имеет вид:

Овь|х="выхп як "вк 20 при (u „) 4 (u ) при (U+„) > (U ) где U — напряжение на входе неливк нейного блока;

0Π— напряжение отсечки; .25

О „щ„ — напряжение на выходе блока;

К вЂ” коэффициент пропорцибнальности, зависящий от параметров элементов блока.

Устройство работает следующим образом.

Трехканальный зонд 1 своей угломерной парой преобразует угол натекания потока в разность давления, измеряемую дифференциальным манометром 3. Пусть зонд 1 в исходном положении произвольно ориентирован по потоку. Тогда при включении системы сигнал дифманометра 3 прйведет зонд через узел 4 во вращение к направле - - нию"ориентации по потоку. 40

Узлы 4 и 5 содержат электродвигатели и усилители, мощность к ним, а .! также механизмы преобразования двигателей в угловое и линейное перемеще1 ние зонда соответственно. В момейт правильной ориентации зонда по потоку включается рабочая зона нелинейного блока б, область срабатывания которой определяется допустимой угловой по— грешимостью соответствующей напряжению U . В этом случае на выходе огас блока б появляется напряжение и блок

5 начнет перемещать зонд в следующий слой потока. Если в результате этого движения зонд займет неправильное положение по углу, то блок б запретит 55 движение на время отработки угловой ошибки.

Приемник давления комбинированного зонда 1 совместно с манометром 2 преобразует скорость измеряемого потока в электрический выходной сигнал, поступающий на аналоговый делитель 7.

Этот электрический сигнал является делителем выходного сигнала дифманометра 3, что позволяет регулировать его коэффициент усиления, а вместе с тем и зону допустимой угловой ошибки устройства, в зависимости от величины скорости исследуемого потока. Так, с увеличением скорости потока возрастает выходной сигнал дифманометра 3 при неизменном угле рассогласования зонда 1 по потоку, что при данной характеристике нелинейного блока б привело бы к снижению быстродействия устройства и сужению зоны допустимой угловой ошибки до критического значения.

Измерение направления потоков малых скоростей приводит к расширению зоны допустимой угловой ошибки, что увеличивает погрешность устройства.

Делитель выходного сигнала дифманометра с коэффициентом деления пропорциональным скорости исследуемого потока устраняет эти недостатки, поскольку приводит его сигнал к величине независимой от скорости измеряемого потока, что повышает точность непрерывного измерения направления потока в области малых скоростей и устойчивость работы устройства в области больших скоростей.

Использование предлагаемого устройства позволяет повысить его быстродействие за счет автоматического выбоуа скорости измеряемого потока и наряду с измерением направления получать достоверные данные о давлении полного торможения.

Формула изобретения

Устройство для измерения направления двухмерного потока по ав. св.

В 661345, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия и точности измерений, оно снабжено дополнительным манометром и делителем, при этом угломерный зонд выполнен комбинированным, его приемник полного. давления подключен ко входу манометра, выход которого соединен с первым входом делителя, его второй вход .связан с дифманометром, а Выход — с нелинейным блоком. .Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 661345, кл. G 01 P 13/00, 27. 06. 77 (прототип).

781700

Тираж 1019 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Эакаэ 8121/48

Филиал ППП "Патент", г. ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель В. Назарова

Редактор Н. Егорова Техред T.Nàòî÷êà Корректор В. Синицкая.