Устройство для измерения скорости и направления воздушного потока

СОЮЗ СОВЕТСНИХС ОЦИАЛИСТИЧЕСНРЕСПУБЛИН О, 5/18 4 с 01 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ционныи институ,Леви Ферен ельство ССС 5/00) 1977,О ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЦТИЙ А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СКО РОСТИ И НАПРАВЛЕНИЯ ВОЗДУШНОГО ПО(57) Изобретение относится к приборостроению и позволяет уменьшить по грешности измерения и упростить конструкцию измерительной схемы и расширить область использования устройства. На выходе задающего генератора14 частота следования имупльсов будет пропорциональна скорости потокаи в и раз больше частоты генерацииметок, Частотный сигнал с выхода генератора 14 поступает на вход устройства. Кроме того, зтот сигнал подается на вход схемы И 12. При появлении на втором входе схемы И 12 импульса с выхода триггера 8 на счетчик13 поступает определенное число импульсов. Количество импульсов, зафиксированных счетчиков 13, будетпрямо пропорционально величине измеряемого угла. 2 ил,Изобретение относится к приборостроению, и может найти применениепри измернии величины и напаравлениявектора скорости движущегося объектаотнсоительно среды, а также при аэро .динамических исследованиях и являетсяусовршенствованием устройства по авт.св. 11 ч 655975.Целью изобретения является уменьшение погрешностей измерения, а такжеупрощение конструкции измерительнойсхемы и расширение области использования устройства,На Фиг.1 приведена блок-схемапредлагаемого устроиства; на фиг.215, временные диаграммы работы устройства,1Устройство содержит источник 1меток, выполненный в виде разрядника,размещенного заподлицо с обшивкойобъекта и обдуваемого контролируемым70потоком, Разрядник подключен к генератору 2 высоковол.ьтных импульсов.Приемниками меток являются электроды3 и 4, имеющие соответственно формукольца и спирали Архимеда и связанные через регистраторы 5 и 6 с формирователем 7 импульсов и триггером8. Выход формирователя 7 импульсовподключен к входу интегратора 9, вы 30ход которого соединен с первым входом сравнивающего устройства 10, второй вход которого подключен к источнику 11 опорного сигнала. Выход триггера 8 связан через первый вход схемыИ 12 со счетчиком 13 импульсов. Вто рой вход схемы И 12 подключен к управляющему задающему генератору 14,управляющий вход которого подсоединенк выходу сравнивающего устройства 10.Выход задающего генератора 14, кроме40того, связан через делитель 15 частоты с входом генератора 2 высоковольтных импульсов. Выходной сигналв виде частоты, пропорциональнойскорости потока, снимается с выхода45генератора 14, а сигнал, пропорциональный углу о 1, в ниде цифрового кода формируется на выходе счетчика 13,Устройство работает следующим образом.В процессе измерения генератор 2формирует высоковольтный импульс,который подается на разрядник 1. Последний за счет искрового пробоя создает метку в виде облачка заряженныхионов. Созданная электростатическаяметка, двигаясь со скоростью и понаправлению контролируемого потока,достигает кольцевого приемного электрода 3 и вызывает появление импульса на выходе регистратора 5.В качестве регистратора меток целесообразно использовать дифференциальный регистратор, в котором используется два сдвинутых по потоку на небольшое расстояние приемных электрода, Сигналы, возникающие на этих электродах, также сдвинуты во времени, при этом они имеют точку пересечения (Би Б , фиг,2). Вьщеляя эту точку пересечения с помощью схемы, содержащей компаратор, обеспечивают надежную регистрацию метки,Формирователь 7 формирует импульсы прямоугольной формы, передний фронт которых соответствует моменту генерации метки, а задний - моменту ее регистрации, т.е. длительность выходных импульсов формирователя соответствует времени прохождения меткой расстояния К от разрядника 1 до кольцевого электрода 3, Аналогично происходит формирование импульсов на выходе триггера 8 с помощью приемного электрода 4 и регистратора 6. При этом частота следования прямоугольных импульсов равна частоте генерации меток, С выхода формирователя,7 импульсы, например, положительнойполярности и амплитудой А, поступают на вход интегратора 9, на выходе которого вьщеляется постоянная составляющая последовательности импульсов.Выходное напряжение Б,ч интегратораопределяется соотношениемА очПфл.где А , , Т, - соответственно амплитуда, длительность и период следования импульсов генерации меток.Напряжение П с выхода интеграточра 9 поступает на первый вход сравнивающего устройства 10, на второй вход которого подается напряжение П, от источника 11 опорного, сигнала.Если Б не равно 11 то на выходе сравнивающего устройства 10 вырабатывается сигнал, воздействующий на управляющий вход задающего генератора 14 и изменяющий частоту генерации импульсов. Делитель 15 делит частоту следования импульсов в п раз и осуществляет запуск генератора 2 высоковольтных импульсов.Изменение частоты Гна выходе генератора 14 происходит до тех пор, пока напряжение 0 не сравняется счопорным. напряжением П . При достижении равенства 0 и О, соотношение . 5 параметров сигналов определяется выражением0 ч По АочгмУчитывая, что =К/Ч, где Ч - скорость потока и=Г. /и, полученное выражение можно представить в видеБ и Ч В зг А Таким образом, на выходе задающего генератора 14 частота следования импульсов пропорциональна скорости потока Ч и в и раз больше частоты генерации меток. Частотный сигнал .Й с выхода генератора 14 поступает на 2 О выход устройства. Кроме того, этот сигнал подается на вход схемы И 12, При появлении на втором входе схемы И импульсас выхода триггера 8 на счетчик 13 поступает число импульсов25"ьгУчитывая, что =1 з/Ч, где=1 сс - длина радиус-вектора; К - коэффициент, характризующий крутизну спирали ,Архимеда, в соответствии с выражением (1) получают1 с -0и И= ----о илиИ А Кс. = - -з оси Б,Следовательно, количество импульсов, зафиксированных счетчиком 13, прямо пропорционально величине измеряемого угласС . Выходной сигнал со счетчика в виде цифрового кода поступает на выход устройства и подается потребителю.Формула изобретения Устройство для измерения скорости и направления воздушного потока по авт,св. Р б 55975, о т л и ч а ю - щ е е с я тем, что, с целью уменьшения погрешности, измерительная схема содержит сравнивающее устройство, интегратор, формирователь импульсов, ,триггер, два регистра, схему И, счетчик импульсов, источник опорного сигнала, делитель частоты и управляемый задающий генератор, выход которого одновременно связан с первым входом схемы И и через делитель частоты с входом генератора меток, а его управляющий вход подключен к выходу сравнивающего устройства, первый вход которого связан с источником опорного сигнала, а второй через последовательно соединенные интегратор,. формирователь импульсов и первый регистратор - с кольцевым приемником, при этом счетчик импульсов связан через последовательно соединенные схему И, триггер и второй регистратор с криволинейным приемником, а вторые входы формирователя импульсов и триггера подключены к выходу делителя частоты.,2 оставитель Ю,Иручко ехред.Л.Сердюкова Корре едакто колайчук ни аказ 7 Тираж 776 ВНИИПИ Государственного к по делам изобретений и 113035, Москва, И, Раушпи СС тет иб д 5 кая Произво енно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул,Проектна