Измеритель направления потока

(51)5 6 01 Р 13/00, 5/02 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ(71) Московский авиационный институт им.Серго Орджоникидзе и Ульяновское конструкторское бюро приборостроения(56) Авторское свидетельство СССРМ 313158, кл. 6 01 Р 13/02, 1972,Патент ФРГ М 1279344,кл. 6 01 Р 13/00, 1971.(54) ИЗМЕРИТЕЛЬ НАПРАВЛЕНИЯ ПОТОКА(57) Изобретение относится к измерительной технике, в частности к измерению направления потока относительно объектов,2движущихся в различных внешних средах (воздушных, водных, суспензиях и др.) и в различных их сочетаниях. С целью повышения чувствительности и расширения диапазона измерения направления потока чувствительный элемент выполнен в виде вала 4, соединенного одним концом и средней частью через соответствующие подшипники 5 и 6 с корпусом 2, а другим концом через подшипник 3 - с закрытым концом полого насадка 1, открытый конец которого жестко и герметично соединен с внешней боковой поверхностью корпуса 2, причем вал 4 и насадок 1 расположены взаимно концентрично и перпендикулярно боковой поверхности корпуса 2, вал в корпусе соеди- Б нен с выходом серводвигателя 10 и входом датчика углового положения 11, выход которого является выходом измерителя. 2 ил.1714519 ЛСоставитель Е. НикитинТехред М.Моргентал иКорректор С. Шевкун Редактор О, Юрковецкая Заказ. 690 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 Изобретение относится к измерительной технике, в частности к измерению направления потока относительно объектов, движущихся в различных внешних средах (воздушных, водных, суспензиях, агрессивных и др.) и в различных их сочетаниях,Целью изобретения является повышение чувствительности и расширение диапазона измерений.На фиг. 1 представлена функциональная схема измерителя; на фиг, 2 - разрез А-А на фиг. 1.Измеритель содержит внешний симметричный насадок в виде полого цилиндра 1, который одним концом жестко соединен с боковой поверхностью корпуса 2, а другим - через подшипник 3 с концом вала 4, Средняя часть и другой конец вала соединены с корпусом посредством подшипников 5 и 6, причем вал и цилиндр расположены концентрично относительно друг друга и перпендикулярно боковой поверхности корпуса измерителя. На боковой поверхности вала 4 вблизи подшипника 5 диаметрально противоположно размещены тензорезисторы 7 и 8, включенные дифференциально на входе усилителя 9, тензорезисторы и усилитель служат сигнализатором нейтрали пп; Выход усилителя 9 соединен с входом серводвигателя 10, выход которого соединен с валом 4. Угол поворота вала 4 фиксируется датчиком 11 углового положения, выход которого является выходом измерителя, В качестве датчика углового положения может быть использован потенциометр, сельсин-датчик и др,Измерител ь работает. следующим образом.Если вектор скорости Ч набегающего потока измеряемой среды лежит в плоскости вв, составляющей с отсчетной плоскостью хх угол а, то под действием скоростного напора цилиндр 1, представляющий собой консольную балку, начинает изгибаться в плоскости гпа (изгиб этот весьма мал, так как лежит в пределах упругих деформаций). Свободный конец цилиндра 1 через подшипник 3 начинает изгибать вал 4,причем в той же плоскости ав. При этом вточке В продольная деформация волоконмаксимально положительна (растяжение), вточке С - максимально отрицательна (сжа 5 тие), а вдоль нейтрали пп равна нулю. Еслиплоскость, в которой расположены тензорезисторы 7 и 8, не совпадает с нейтралью пп,на входе усилителя 9 имеется рассогласо-вание . ЛВ, а на выходе .+ ЛО. Согласно10 знаку рассогласования серводвигатель 10начинает поворачивать вал 4 до тех пор,пока исходный сигнал . Ь В не станет равным нулю, т,е. до совмещения тензорезисторов с нейтралью пп. При этом сигнал а15 на выходе датчика 11 углового положениявала соответствует углу направления потокаотносительно отсчетной,плоскости пп, Следует отметить, что вместо полого цилиндра1 можно применить конус или другое обте 20 каемое тело, а вал 4 может быть сплошным,полым, круглым или иметь другую определенную форму, обеспечивающую максимальную чувствительность к измерениюдеформации в плоскости аа;25 Измеритель направление потока позволяет измерять направления потока относительно объектов, движущихся в различныхсредах, Как показывают расчеты и результаты полунатурного испытания с помощью30 ЗВМ, измеритель обладает погрешностьюне более 0,15 - 0,2 углового градуса в диапазоне скоростей 40 - 1200 км/ч в воздушнойсреде и 10 - 100 км/ч в водной,Формула изобретения35 Измеритель направления потока, содержащий корпус и соединенный с ним чувствительный элемент, датчик угловогоположения и сигнализатор положения нейтрали, выход которого связан с входом сер 40 водвигателя, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повышения чувствительности и расширения диапазона измерений, чувствительный элемент выполнен в виде вала,установленного соосно внутри полого на 45 садка и связанного с насадком и корпусомчерез вращающиеся опоры.