Гидродинамический лаг

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ Н ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Сеоз СоветсимкСоциапистичесииреспублик оц 987528)6 01 Р 5/08 Гввударстваей кемвтет ь.ь. ФР вф девам взебретввкй н еткрыти 1Дата опубликования описания 07.01.83 А.Е.Кораблев и Л.И.филон 3.," " :(7 ) заявители 15") ГИДРОДИНАИИЧЕСКИИ ЛАГ 1Изобретение относится к технике измерения скорости объекта и предназначено для измерения скорости относительно водной среды кораблей и судов.Известны широко используемые на 5 кораблях и судах гидродинамицеские лаги типа "ИГЛ" или "ЛГ", включающие приемники статического и полного давления забортной воды, дифференциальный сильфонный аппарат и цент- ральный прибор 1 1. В сильфонном аппарате гидродинамическое давление (разность полного и статического давлений ) преобразуется в перемещение штока. Измерение осуществляется по компенсационному принципу с помощью пружинных электромеханицеских компен" .сационно-измерительных систем 11.,Однако эти системы обладают зна 20 чительным трением, люфтами и мертвыми ходами в сочленяемых элементах, цто приводит в конечном итоге к существенным инструментальным погрешностям 2в измерении скорости. Недостатком является и большая постоянная времени компенсационно-измерительных систем, измеряемая десятками секунд.Известен гидродинамический лаг, содержащий приемники и преобразователи полного и статического давлений и регистрирующее устройство2 1,Однако этот лаг имеет инструментальную погрешность 0,08-0,12 узла, а время полной отработки скорости от 0 до 50 узлов - 200 с, Это является недостаточным для современных судов, которым требуется более высокая точность и быстродействие лагоа.Цель. изобретения ". повышение точности и быстродействия гидродинамического лага.Для достижения указаннойцели в гидродинамическом лаге в качестве преобразователей давлений применены туннельные диоды, включенные в параллельные плечи мостовой схемы, вход3=3 - 6 Р,15 3 987528 которой соединен с генератором пилообразного напряжения, а выход - с регистрирующим устройством, выполнен. ным в виде измерителя длительности временных интервалов, причем вход генератора снабжен источником смещения тока.На чертеже изображена схема гидро- динамического лага.Величина пикового тока 3 туннельного диода связана с величиной избыточного давления Р следующим соотношением3 3: где Зо - величина пикового тока приотсутствии избыточного давления;б - коэффициент пропорциональноети.2 ОИзмерительная схема электронного гидродинамического лага содержит два туннельных диода 1 и 2, помещенных в камеры полного 3 и статического25 ч давлений соответственно, резисторы 5 и 6, генератор 7 пилообразного тока, измеритель 8 длительности временных интервалов, разделительные конденсаторы 9 и 10 и источник 11 тока смещения . Все элементы схемы могут быть размещены в одном кожухе, который аналогично известному может быть назван центральным прибором,Туннельные диодь 1 1 и 2 включены в параллельные плечи мостовой схемы. 35 Резисторы 5 и 6 служат для уравновешивания плечей моста, Схема лага построена на туннельных диодах из арсе- нида галия, у которых с ростом давления величина пикового тока уменьша О ется.Пусть в начальный момент времени ток на выходе генератора 7 начинает линейно нарастать от нулевого значения. Тогда линейно возрастают и токи 45 в плечах мостовой схемы. При достижении в плече туннельный диод 1 - резистор 5 величины тока, равной значению пикового тока для диода 1,последний переходит в состояние высокого напряжения. Положительный перепад напряжений через разделительный конденсатор 9 запускает измеритель 8. При этом туннельный диод 2 находится еще в состоянии низкого напряже ния, поскольку для него величина пикового тока имеет большее значение, чем для диода 1, так как на него фвоздействует более низкое - статическое давление,При дальнейшем нарастании токас выхода генератора 7 величина токав плече туннельный диод 2 - резистор6 достигает значения пикового токадля диода 2. Диод 2 переходит в состояние высокого напряжения и положительный перепад напряжения через раз.делительный конденсатор 10 прекращает счет измерителя 8, одновременнопереводя генератор 7 в начальноесостояние. Зафиксированный измерителем 8 отсчет вследствие линейностинарастания тока с выхода генератора7 прямо пропорционален разности полного и статического давлений. Такимобразом, отсчет измерителя 8 прямопропорционален гидродинамическомудавлению, т.е. квадрату скорости движения судна относительно воды. Времяединичного измерения при этом определяется временем нарастания тока навыходе генератора 7 от нулевого значения до достижения в плече туннельный диод 2 - резистор 6 величиныпикового тока. Сокращение времениизмерения путем увеличения скоростинарастания тока на выходе генератора7 нецелесообразно, поскольку этим снижается относительная точность измере"ния длительности временного интервала и, в конечном счете, относительная точность определения скоростидвижения судна. Для уменьшения времени измерения,т,е.повышения быстродействия лага, применен источник 11тока смещения. С выхода источника 11на мостовую измерительную схему подается постоянный ток такой величины,чтобы в плече туннельный диод 1 - резистор 5 величина тока не превышалазначения пикового тока для диода 1даже при максимальной скорости движения судна. В этом случае время единичного измерения сокращается, поскольку значение пикового тока вплече туннельный диод 2 - резистор 6достигается значительно быстрее (засчет постоянного тока смещения ).Температурная компенсация схемыосуществляется включением туннельныхдиодов 1 и 2 в параллельные плечимостовой схемы, в результате чеготемпературные измененил вольт-амперных характеристик туннельных диодов1 и 2 взаимно компенсируютсл, поскольку измеряется не время переходатуннельного диода в состояние высокоИсточники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Власов И. В., Вольпин С.А и др. Гид 1 родинамические лаги. Л., "Судостроение", 1967, с.9-14.2. Там же, с.220 (прототип ).3 Криворотов Н.П. и др. Туннельные диоды для измерения давления.2 о "Приборы и техника эксперимента",1977, У 2, с,226-227. формула изобретения Гидродинамицеский лаг, содержащий приемники и преобразователи полного и статицеского давлений и регистрирующее устройство, о т л и ч а ющ и й с я тем, что,с целью повышения точности и быстродействия,Составитель Б.Чубикодактор Н.Джуган Техред С.Мигунова Корректор В.Прохненк 871ного комитретений и5, Раущска 0286/32 Тираж ВНИИПИ Государствепо делам изоб 113035, Москва, Жак дписное та СССР ткрытий наб., д. 4/ иал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,5 987528 6го напряжения, а время между момента- в качестве преобразователей давлений ми переходов туннельных диодов 1 и 2 применены .туннельные диоды, включен- в состояния высокого напряжения. ные в параллельные плечи мостовойВычисление скорости движения суд- схемы, вход которой соединен с гена по длительности временных интер- з нератором пилообразного напряжения, валов и введение необходимых поправок а выход - с регистрирующим устне представляет сложности и может ройством, выполненным в виде изпроизводиться как с помощью схем на мерителя длительности временных логических элементах, так и в кора- интервалов, причем вход генерато- бельной многоцелевой или специали в. ра снабжен источником смещения зированной ЭВИ. тока.