Датчик скорости

А СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 19) (11 3(50 С 01 Р 5 0 РОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИК АВТОРСКОМУ СВИДЕ ГЕЛЬСТВУ и Ю.А.те- . лъство СССР19.77.50,(54) (57) ЛАтЧИК СкОРОСти щий два чувствительных э содержмента фа. ГОСУДАРСТВЕННЫЙКОМИТЕТ ССС ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ(56) 1. Авторское свидете9 593541, кл. О 01 Р 5/002. Патент США Ю 3.279.кл. 73-182, 1966 (прототи виде мембранных коробок, подвижные центры каждой из которых через тяги передаточного механизма соединены :с поводком зубчатого колеса стрелоч: ного индикатора, о х л и ч а ю щ и й -с я тем, что, с целью повышения точности измерений скорости, в кинематическую цепь передаточного механизма между тягами дополнительно включен двуплечий рычаг, шарнирно связанный своими концами с тягами, при этом подвижный центр одной нз мембранных коробок шарнирно соединен с серединой двуплечего рычага и снабжен ограничителем хода.Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано для измерения давления, скорости потока жидкостей и газой, а также скорости перемещения твердых тел в жидких и газообразных средах.Известен измеритель скорости, содержащий мембранную коробку и передаточный механизм с несколькими кривошипами, в котором для повышения точности измерения малых значений скорости на начальном участке диапазона его измерения применяется метод изменения масштаба шкалы, т.е. начальный участок, где требуется болев высокая точность15 измерения и отсчета показаний, име-. ет большой масштаб .(более высокую разрешающую способность) по сравнению с остальным диапазоном (1.Недостатками известного устройст О ва являются невысокая точность измерения скорости на начальном участке шкалы, невозможность расширения нижнего предела диапазона измерения вследствие наличия одного мембран ного чувствительного элемента, что делает практически невозможным применение его на современных вертолетах и других летательных аппаратах с вертикальным взлетом и посадкой.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является датчик скорости, содержащий два чувствительных элемента в виде мембранных коробок, подвижные центры каждой из которых через тяги .передаточного механизма соединены с пово" дком зубчатого колеса стрелочного индикатора. В нем увеличение масштаба шкалы на начальном участке диапазона измерения осуществляется за 4 О счет применения на этом участке чувствительного элемента, имеющегоболее высокую чувствительность. При достижении определенного значения измеряемого параметра этот чувстви тельный элемент деформируется таким образом, что гофры каждой из сторон впадают один в другой чтобыпредохранить мембрану от разрушения при дальнейшем повышении воздействующего давления. Дальнейшее перемещение средств индикации на участке с меньшим масштабом шкалы осуществляется вторым чувствительным элементом, ймеющим значительно мень шую чувствительность 2) .Известный датчик скорости Имеет ряд существенных недостатков, снижающих точность измерения на начальном участке диапазона измерения, ,60 т,е. при изменении температуры окружающей среды изменяется модуль упругости материала мембранных чувствительных элементов, который, в свою очередь, влияет на изменение чувст вительности, причем большая потерячувствительности будет у мембраннойкоробки с большей чувствительностью,.кроме того, в диапазоне малых воздушных скоростей на этапе взлета и посадки на высокочувствительную мембранную коробку воздействуют механические нагрузки - вибрационные иударные возмущения; что также приводит к снижению точности измерения.Цель изобретения - повышение точности измерений скорости.Поставленная цель достигается тем,что в датчик скорости, содержащийдва чувствительных элемента в видемембранных коробок, подвижные центры каждой из которых через тяги передаточного механизма соединены споводком зубчатого колеса стрелочного индикатора, в кинематическуюцепь передаточного механизма междутягами дополнительно включен двуплечий рычаг, шарнирво связанный своимиконцами с тягами, при этом подвижный центр одной из мембранных коробок шарнирно соединен с серединой двуплечего рычага и снабжен ограничителем хода.На чертеже представлена кинематическая схема датчика скорости.Устройство содержит две мембранные коробки 1 и 2, двуплечий рычаг 4,соединенный с тягами 4 и 5, поводок6, связанный с зубчатым колесом 7,которое находится в зацеплении сзубчатым колесом 8, с которым свя- .зана стрелка 9 индикатора; имеетсяограничитель хода, содержащий ограничитель 10, упор 11 и цилиндрическую пружину 12, которая соединяетвторой конец ограничителя с подвижным центром чувствительного элемента.Датчик скорости работает следующим образом.Мембранная коробка 1, перемещаясвой верхний центр на величинуЧЧ, соответствующую приращению измеряемого параметра аЧ (т.е. Чч дЧ ), вращает двуплечий рычаг 3 относительносоединенной с ним тяги 4, приэтом второй конец рычага 3 через тягу 5, поводок 6, зубчатые колеса 7и 8 поворачивают стрелку 9. При этом угол поворрта стрелки пропорционален полной длине рычага 3 и обратно пропорционален расстоянию от его конца 8 до точки его шарнирного закрепления О, а также обратно пропорционален длине поводка 6(ЕА), т.е.Ьм=дЧ - =ЬЧ К ВС (1)ЬСВОЕР1где Е = Одновременно мембранная коробка 2,вращая рычаг 3 относительноточкиЗаказ 11035/46 Тираж 828. Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва; Ж, Раушская наб., д. 4/5 шэжщаВФеевеВЮЕЕЭ ЕЕ Е тФилиал ППП фПатентф, г. Ужгород, ул. Проектная,.4 его шарнирного закрепления 0 через тягу 5 и поводок б, в свою очередь.поворачивает зубчатые, колеса 7 и 8, а соответственно и стрелку 9,. При этом угол поворота стрелки, обуслсвленный перемещением мембраннойкоробки 2, прямо пропорционален расстоянию от конца рычага 3 до точки его шарнирного эакрепл) ния О и обратно пропорционален расстоянию от точки О до точки 8, а также обратно пропорционален длине поводка б, т.е.ьи 1ЬЧ . ьЧ К ОС, )2)ОСЬОф Щ15 Таким образом, суммарный угой, поворота стрелки, соответствующий какому-либо приращению измеряемой величины аУ , на первом участке диапазонаизмерения равенЬМ = Ь Ж+)о(, = ЬЧК(ВС ОС) . При достижении величины измеряемой скорости, соответствующей мо-. менту изменения масштаба шкалы (т.е. значений, при которых для по-. лучения требуемой точности и рас-. ширяющей способности шкалы достаточ" но перемещения одной из мембранных коробок), для того, чтобы весь размах шкалы, соответствующий полному диапазону измерения, вместить в заранее заданный угол, ограниченный, как правило, конструктивнымипараметрами датчика, необходимо.исключить одну из мембранных коробок из кинематической цепи с помощью ограничителя хбда, причем должна быть отключена та из мембранных ко- . робок, перемещение которой, соответствующее определенному изменению измеряемого параметра, приводит к большому изменению углового положения выходного устройства (стрелки) . В данном случае иэ Формул (1) ,и (2) видно чтоэто мембранная коробка 1, так как 6 С всегда боль:ше, чем ОС .далее угол поворота стрелки определяется только перемещением мембранной коробки 2 в соответствии с Формулой (2), Пружина 12 предохраняет поломку мембранной коробки 1 прн разных изменениях давления.Предлагаемое устройство позволяет увеличить точность измерения на начальном участке диапазона измерения, когда летательный аппарат выполняет сежим взлета и посадки, что, в свою очередь, повышает безопасность полета. Кроме этого, при изготовлении мембранных коробок не предъявляются высокие требования к их ха. рактеристикам, поэтому онн могут быть изготовлены по одному чертежу.