Устройство для измерения направления двухмерного потока

О АНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистических Республик(61) Дополнительное к авт.сеид-ву Р 661345 (22) Заявлено 1204,79 (21) 2753768/18" 10 с присоединением заявки Мо(51)М, Кл,з 6 01 Р 13/00 Государственный комитет СССР но делам изобретений и открытийДата опубликования описания 25,1 1.80(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. 5По основному авт. св. Ф 661345 известно устройство для измерения направления двухмерного потока, содержащее угломерный зонд, подключенный ко входам дифференциального манометра и тО соединенный с электромеханическими узлами углового и линейного перемещения, нелинейный блок, выход котороГо соединен со входом электромеханического узла линейного перемещения зон да, а его вход подключен к выходу дифференциального манометра, соединенного со входом электромеханического узла углового перемещения 11.Недостатком этого устройства явля 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 оп ределяет величиной углового рассогласования зонда при различных скоростях измеряемого потока. Так, прибольших скоростях происходит уменьшение зоны допустимой угловой ошибки,что увеличивает точность, но уменьшает быстродействие устройства. Существует критическая скорость, прикоторой 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.На чертеже приведена блок-схемаустройства для измерения направлениядвухмерного потока.Устройство содержит комбинированный трехканальный зонд 1, манометр 2,дифференциальный манометр 3, узлыуглового 4 и линейного 5 перемещениязонда, нелинейный блок 6 и делитель 7.Комбинированный трехканальныйзонд 1 подключен приемником полногодавления к манометру 2, а угломернойпарой к дифференциальному манометру3 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 15нелинейного блока б соединен со входом узла линейного перемещения 5, приэтом выходная характеристика нелинейного блока имеет вид:Овьх=Овых,о,к- КОвг ф 20при (О) 4 (О )О,= О, при (О)(О ),где О - напряжение на входе неливкнейного блока;Оо - напряжение отсечки; .25О щ - напряжение на выходе блока;К - коэффициент пропорцибнальности, зависящий от параметров элементов блока.Устройство работает следующим образом.Трехканальный зонд 1 своей угломерной парой преобразует угол нате " кания потока в разность давления,измеряемую дифференциальным манометром 3.Пусть зонд 1 в исходном поло- З 5жении произвольно ориентирован по потоку. Тогда при включении системысигнал дифманометра 3 прйведет зондчерез узел 4 во вращение к направле- -нию"ориентации по потоку, 40Узлы 4 и 5 содержат электродвигателии усилители, мощность к ним, атакже механизмы преобразования двигателей в угловое и линейное перемещение зонда соответственно, В момейтправильной ориентации зонда по потокувключается рабочая зона нелинейногоблока б, область срабатывания которойопределяется допустимой угловой по - грешимостью соответствующей напряжению О, В этом случае на выходе 50огасблока б появляется напряжение и блок5 начнет перемещать зонд в следующийслой потока. Если в результате этогодвижения зонд займет неправильноеположение по углу, то блок б запретит 55движение на время отработки угловойошибки.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 изобретенияУстройство для измерения направления двухмерного потока по ав. св.9 661345, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью повышения быстродействияи точности измерений, оноснабжено дополнительным манометроми делителем, при этом угломерныйзонд выполнен комбинированным, егоприемник полного давления подключенко входу манометра, выход которогосоединен с первым входом делителя,его второй вход .связан с дифманометром, а Выход - с нелинейным блоком..Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 661345, кл. 6 01 Р 13/00, 27. 06. 77781700 Составитель В. НазароваТехред Т.Маточка Корректор В. Синицкая дактор Н, Егоров каэ 8121/48 Ужгород, ул. Проектная,ПП "Патент",ил Тираж 1019 ВНИИПИ ГоСударственного к по деламизобретений и3035, Москва, Ж, Раушска Подписное митета СССР крытий наб., д. 4/5