Датчик аэродинамических углов

ДАТЧИК АЭРОДИНАМИЧЕСКИХ УГЛОВ, содержащий обтекаемое тело с двумя приемниками давления, пневмоцепь с каналом, соединяющим полости приемников давления, опорный генератор, а также последовательно соединенные термоанемометрический преобразователь, фазочувствительную схему выделения сигнала основной частоты и следящий привод, отличающийся тем, что, с целью уменьшения энергопотребления датчика, в него введен электромеханический вибратор, на подвижной части которого закреплен термоанеморезистивный элемент преобразователя, установленный вдоль оси пневмоканала, соединяющего полости приемников, а обмотка электромеханического вибратора подключена к опорному генератору.

Изобретение относится к измерительной технике, предназначенной для определения углового положения вектора воздушной скорости объекта относительно его продольной оси, и может быть использовано на летательных аппаратах для измерения угла атаки или скольжения, а также аэродинамических исследованиях.
Известен датчик (преобразователь) аэродинамических углов, содержащий обтекаемое тело с двумя приемниками давления, пневмоцепь с каналом, соединяющим полости приемников давления, опорный генератор, а также последовательно соединенные термоанемометрический преобразователь, фазочувствительную схему выделения сигнала основной частоты и следящий привод.
Недостатком этого датчика является большое энергопотребление, обусловленное наличием двух термоанеморезистивных элементов.
Цель изобретения - уменьшение энергопотребления датчика.
Поставленная цель достигается тем, что в датчик введен электромеханический вибратор, на подвижной части которого закреплен термоанеморезистивный элемент преобразователя, установленный вдоль оси пневмоканала, соединяющего полости приемников давления, а обмотка вибратора подключена к опорному генератору.
На фиг. 1 представлена схема датчика; на фиг. 2 - выходная характеристика термоанемометрического преобразователя с одним термоанеморезистивным элементом при изменении массовой скорости потока воздуха.
Датчик содержит обтекаемое тело 1, приемники давления 2, дроссели 3 и 4, пневмоканалы 5 и 6, термоанеморезистивный элемент 7, электроизмерительную схему 8, электромеханический вибратор 9, опорный генератор 10, фазочувствительную схему 11 выделения сигнала основной частоты, следящий привод, включающий усилитель 12, двигатель 13 и редуктор 14 и выходное устройство 15.
Датчик размещают на объективе так, чтобы вращение обтекаемого тела 1 осуществлялось в плоскости изменения измеряемого угла . При нулевом значении ось симметрии тела совпадает с направлением вектора скорости V набегающего воздушного потока, давления Р₁ и Р₂ (Р₃ и Р₄) равны между собой, и переток воздуха по пневмоканалу 6 отсутствует.
Электромеханический вибратор 9, на подвижной части которого жестко закреплен термоанеморезистивный элемент 7, установлен вдоль оси пневмоканала 6, соединяющего полости приемников давления 2, обмотка электромеханического вибратора 9 подключена к опорному генератору 10. При колебании термоанеморезистивного элемента 7 с частотой опорного генератора (фиг. 2, кривая II) на выходе электроизмерительной схемы 8 имеют место колебания с основной гармоникой двойной частоты (фиг. 2, кривая III), выходное напряжение фазочувствительной схемы 11 равно нулю, и тело 1 остается неподвижным.
Изменение аэродинамического угла вызывает нарушение равенства входных давлений Р₁ и Р₂ и давлений Р₃ и Р₄ в пневмоканалах 5, что приводит к появлению перетока воздуха по пневмоканалу 6, направление которого соответствует знаку изменения . Суммарная скорость движения термоанеморезистивного элемента относительно воздуха в канал 6 изменится и будет соответствовать кривой IV или V (фиг. 2). Выходной сигнал электроизмерительной схемы 8 U будет содержать гармонику основной частоты с достаточно высоким коэффициентом усиления и фазой, совпадающей (кривая 6) или противоположной (кривая 7) фазе колебаний электромеханического вибратора 9. В соответствии с сигналом U схема 11 вырабатывает сигнал , уровень и фаза которого определяются величиной и знаком изменения угла . Этот сигнал поступает на вход следящего привода, который посредством двигателя 13 через редуктор 14 повернет тело 1 с приемниками давления 2 до совпадения его оси симметрия с направлением вектора скорости набегающего потока, при котором давления Р₁ и Р₂, Р₃ и Р₄ снова станут одинаковыми, и переток воздуха по пневмоканалу 6 прекратится.
Угол поворота обтекаемого тела 1 фиксируется выходным устройством 15 и подается на различные указатели объекта.
Введение в датчик электромеханического вибратора позволяет сократить число термоанеморезистивных элементов и уменьшить его потребление. (56) Авторское свидетельство СССР N 490339, кл. G 01 B 5/24, 1975.