Регистратор меток потока

СОЮЗ "ОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТ 1 ИЕСНИХРЕСПУБЛИН 01 Р У 1 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР, кто ЗЗЮиаап вимПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЦТИйОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ,К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(54) (57) РЕГИСТРАТОР по авт.св. В 885896, щ и й с я тем, что, рения функциональных МЕТОК ПОТОКАтличаю целью расши озможностей Ф(56) 1. Авторское свидетельство СССФ 885896, кл. С 01 Р 5/18, 1980(прототип) . путем измерения направления потока,он снабжен двумя дополнительнымиэлектродами, расположенными вблизиосновных приемных электродов в однойс ними плоскости симметрично, относительно измерительной оси региСтратора, а также двумя запоминающимиустройствами и дифференциальной измерительной схемой, при этом дополнительные электроды через усилителиподключены к входам запоминающих,устройств, управляющие вхопы которыхсоединены с выходом компаратора, авыходы запоминающих устройств подключены к дифференциальной измерительной схеме.Изобретение относится к измерительной технике и может найти применение в устройствах для измерения параметров движения, в частности величины и направления скорости 5 потока газа или жидкости.По основному авт.св. В 885896 известен регистратор меток потока, который Формирует импульс при прохож; денни метки через границу базового интервала. Регистратор состоит из двух идентичных приемных электродов, расположенных вдоль потока и связанных через усилители с двумя дифференциальными схемами. Причем 15 выход каждого усилителя подключен к разнополярным входам дифференциаль" ных схем, выходы которых связаны с компаратором. При этом один из диффе ренциальных схем формирует опорный 20 сигнал компаратора, изменяющийся в противофазе основному сигналу. В момент равенства сигналов на выходах дифференциальных схем компаратор Формирует импульс, временное поло жение которого соответствует нахожце нию метки между приемными электродами Ц .Известный регистратор может быть использован только для измерения потока по времейи прохождения меткой базового интервала, но не возволяет получить сигнал по углу направления потока, что ограничивает его функциональные воэможности и область применения. Цель изобретения - расширение Функциональных возможностей регистратора путем измерения угла направ- О ления воздушного потока.Поставленная цель достигается тем, что регистратор снабжен двумя дополнительными электродами, располо женными вблизи основных приемных электродов в одной с ниии плоскости симметрично относительно измерительной оси регистратора, а также двумя усилителями, двумя запоминающими устройствами и дифференциальной изме"50 рительной схемой, при этом дополнительные электроды через усилители подключены к входам запоминающих устройств, управляющие входы которых соединены с выходом компаратора, 55 а выходы запоминающих устройств подключены к дифференциальной измерительной схеме. На Фиг. 1 представлена функциональная схема предлагаемого регистратора; на фиг. 2 диаграммы, поясняющие принцип работы регистратора; на фиг. 3 - график зависимости выходного сигнала от угла направления потока; на Фиг. 4 - размещение приемников регистратора с линейной выходной характеристикой.Устройство содержит два приемникаи 2, выполненных, например, в виде металлических электродов и располо" женннк по окружности, центр которой совпадает с точкой размещения источника меток, дополнительные приемники 3 и 4, расположенные, напримеР, между основными приемниками 1 и 2 в плоскости измерения. Эти приемники связаны со схемой 5 Формирования импльса регистратора с компаратором на выходе. Приемники 3 и 4 связаны через усилители 6 и 7 со входами запоминающих устройств 8 и 9, управляющие входы которых подключены к выходу регистратора. Выходы запоминающих устройств 8 и 9 связаны с входом дифференциальной измерительной схе- мы 10.Регистратор меток работает следующим образом.Метка, например ионная, обладающая электростатическим зарядом, в результате своего движения совместно с контролируемым потоком проходит сначала около приемника 1, а затем около приемника 2, В результате этого на приемниках индуцируются импульсы зарядов , и(фиг. 2 ). Эти сигналы поступают на вход схемы 5 формирования импульса регистратора. Временное положение выходного импульса регистратора соответствует моменту, когда метка находится между приемниками 1 и 2. В этот же момент времени на приемниках 3 и 4 индуцированные зарядыиимеют максимальную величину, Причем амплитуда заряда будет больше в том приемнике, по отношению к которому метка пролетает ближе,После преобразования и усиления в усилителях 6 и 7 импульсные сигналы поступают на вход запоминающих устройств 8 и 9, в которых происходит Фиксация (запоминание) текущего уровня входных сигналов при поступлении на управляющий вход импульса от схемы 5. Поскольку временное .положение управляющих импульсов совпадает с максимальным значением сигналов, поступающих с приемников 3и 4, то устройства выборки фиксируютэти максимальные значения. 5С выходов устройств выборки сигналы, величина которых пропорциональна амплитудным значениям соответствующих импульсов, поступают на дифференциальную измерительную схему, где 1 Овыделяется их.разность. Величина изнак разностного сигнала на выходедифференциальной схемы соответствуетвеличине и знаку угла направленияпотока. 15На фиг, 3 приведен график полученной зависимости в угловых коор"динатах, из которого видно, что онаимеет нелинейный характер. Регистратор с такой характеристикой может20быть исПользован в устройствах,реализующих уравновешивающий принцип преобразования с помощью следящего привода. В этом случае следящий привод должен ориентировать при . 25емные электроды таким образом, чтобына них поддерживались одинаковые амплитупы.Индуцированных зарядов. Приэтом в момент фиксации сигналовимеют место равенства гг и ЗОг = г, при выполнении которых Б,обращается в нуль. Таким образом,траектория движения метки проходитпо оси симметрии электродной системы а угол поворота этой системыотносительно базовой оси будет равенуглу направленности потока.Однако наличие подвижных элементов снижает надежность устройства соследящим приводом, что определяет 4 Оцелесообразность получения линейнойвыходной .характеристики регистратора,Принцип формирования линейнойвыходной характеристики регистратора 5поясняется на фиг. 23 и фиг. 4. Вэтом случае приемники 3 и 4 представляют собой изолированные криволинейные электроды определенной формы,которые расположены симметрично относительно базовой оси. При малыхуглах м расстояние между электродом 3и окружностью радиусом К по траектории движения метки сравнительно большое и равно Ь, Поэтому на входахустройств выборки в момент поступленияуправляющего импульса сигнал имеетеще малый уровень (фиг. 2 о) . С увеличением угла М расстояние ДЬ уменьшается, следовательно, временное положение управляющего импульса будетвсе ближе к максимуму сигнала, т,е,с увеличением угла й фиксируемыйуровень сигнала повышается что приводит к увеличению разностного (выходного) сигнала,Таким образом, коррекция нелинейной зависимости выходного сигналаосуществляется путем функциональногоизменения уровня фиксации сигналеустройством выборки. Необходимаяфункциональная зависимость уровняфиксации сигнала от угла направленияпотока реализуется путем смещенияэлектродов относительно К. Причемвеличина смещения ДЬ должна иметьопределенную зависимость от угла Ы сучетом формы сигнала. Для обеспечения линейной характеристики формуэлектродов 3 и 4 необходимо выбиратьтакой, чтобы расположение потенциалаДЯ(й) реэультируюшего поля вдольокружности радиуса К было линейным.Иэ-за сложности получения в общемвиде аналитических соотношений междупараметрами электродов и распределения дф(6), определить форму электродов можно численными методами с прймеиеиием ЭВИ или экспериментальнымпутем. Таким образом, предлагаемый регистратор позволяет получить сигнал по углу направления потока, что расширяет функциональные возможности регистратора меток, который может быть использован в составе комбиниро" ванного измерителя воздушной скоростИ и угла атаки (скольжения) летательного аппарата./5 Пате филиал ул. Проектная г. Ум ВНИИПИ Государ по делам иэо3035, Москва, Ж твенногоретений35, Раув Пкомитета ССи открытийская наб д