УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ПОТОКА НА ВЫХОДЕ ИЗ СОПЛА Российский патент 1995 года по МПК G01M15/00 

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам для испытания, доводки и эксплуатации реактивных двигателей, используемых для измерения газодинамических параметров потока на выходе из сопла.

Известно устройство для измерения параметров потока на выходе из сопла [1] выполненное в виде шарнирно-рычажного механизма, содержащего два установленных на опорах кривошипа, каждый из которых посредством тяг связан с гребенкой приборов (датчиков), выполненной в виде флюгера, при этом шарниры связи тяг с гребенкой выполнены универсальными, а шарниры кривошипов снабжены электроприводами с автономным управлением.

Недостатками устройства являются невозможность:
автоматической установки траектории перемещения гребенки датчиков;
автоматического перемещения гребенки датчиков относительно набегающего потока;
автоматической регулировки скорости перемещения гребенки датчиков;
автоматического измерения координат места нахождения датчиков в потоке по всей площади среза сопла;
автоматического измерения газодинамических параметров потока в реальном масштабе времени;
автоматической обработки измеренных параметров в реальном масштабе времени, что снижает точность замера параметров на выходе из сопла.

Целью изобретения является повышение точности измерения параметров потока на выходе из сопла.

Это достигается путем обеспечения автоматического управления перемещением датчиков параметров потока относительно набегающего потока и обработки результатов измерений в реальном масштабе времени. Устройство для измерения параметров потока на выходе из сопла дополнительно содержит четыре датчика обратной связи, установленных на выходных валах электроприводов, шарниров кривошипов и тяг, аналоговый коммутатор, регистр номера канала, первый, второй, третий и четвертый цифроаналоговые преобразователи, шину данных, буфер данных, первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой и седьмой элементы И-НЕ, дешифратор адреса с шиной дешифратора адреса, шину записи, аналого-цифровой преобразователь, элемент ИЛИ, триггер, микропроцессор, регистр адреса, оперативную память, перепрограммируемую память, шину адреса и шину чтения, выходы датчиков обратной связи подключены к входам аналогового коммутатора, выход которого подключен к входу аналого-цифрового преобразователя, а управляющие входы к выходам регистра номера канала, управляющий вход которого подключен к выходу первого элемента И-НЕ, выход "Запись" микропроцессора подключен к шине записи, выход "Чтение" к шине чтение, а выход "Адрес-данные" к входам регистра адреса и буфера данных, выход последнего подключен к шине данных, выход регистра адреса подключен к шине адреса, шина дешифратора адреса подключена к первым входам первого, второго, третьего, четвертого, пятого, шестого и седьмого элементов И-НЕ, вторые входы которых кроме третьего элемента И-НЕ подключены к шине записи, шина чтения подключена к входам чтения оперативной памяти, перепрограммируемой памяти и второму входу третьего элемента И-НЕ, выход которого подключен к входу чтения аналого-цифрового преобразователя, шина записи подключена к входам записи оперативной памяти и перепрограммируемой памяти, шина данных подключена к информационным входам первого, второго, третьего и четвертого цифроаналоговых преобразователей, регистра номера канала и информационному выходу аналого-цифрового преобразователя, выходы четвертого, пятого, шестого и седьмого элементов И-НЕ подключены к входам запуска соответственно первого, второго, третьего и четвертого цифроаналоговых преобразователей, выходы которых подключены к управляющим обмоткам электроприводов, кривошипов и тяг, информационные входы-выходы оперативной памяти и перепрограммируемой памяти подключены к шине данных, их входы адреса к шине адреса, а входы выборки к шине дешифратора адреса, вход которого подключен к шине адреса, выход второго элемента И-НЕ подключен к первому входу триггера и входу "Начало преобразования" аналого-цифрового преобразователя, выход "Конец преобразования" которого подключен к первому входу элемента ИЛИ, выход которого подключен к второму входу триггера, выход которого подключен к входу "Готовность" микропроцессора, оставшийся выход которого подключен к второму входу элемента ИЛИ.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства для измерения параметров потока на выходе из сопла.

Устройство расположено за срезом сопла 1 и содержит гребенку 2 датчиков 3 параметров потока, два кривошипа 4, две опоры 5, две тяги 6, два универсальных шарнира 7, четыре датчика обратной связи 9, четыре датчика обратной связи 9, четыре электропривода 8, аналоговый коммутатор 10, регистр номера канала 11, первый, второй, третий и четвертый цифроаналоговые преобразователи 12-15, шину данных 16, буфер данных 17, первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой и седьмой элементы И-НЕ 18-24, дешифратор адреса 25 с шиной дешифратора адреса 26, шину записи 27, аналого-цифровой преобразователь 28, элемент ИЛИ 29, триггер 30, микропроцессор 31, регистр адреса 32, оперативную память 33, перепрограммируемую память 34, шину адреса 35 и шину чтения 36.

Устройство работает следующим образом.

Перед началом работы устройство устанавливают таким образом, чтобы датчики гребенки находились в плоскости, перпендикулярной к оси сопла 1. Работа устройства производится по программе, записанной в перепрограммируемом запоминающем устройстве (памяти) 34, после включения питания и подачи сигнала "Уст" на вход SR микропроцессора 31, который начинает выбирать команды с адреса FFFO. По программе подаются напряжения на электроприводы 8 кривошипов 4 и тяг 6 для управления по четырем каналам движением гребенки 2 посредством записи микропроцессором 31 управляющего кода в цифроаналоговые преобразователи 12-15. Для осуществления коррекции перемещения гребенки 2 с целью исключения ее перекоса, обусловленного нелинейностью характеристик электроприводов 8 и неодинаковым временем запаздывания, выходы датчиков обратной связи 9 последовательно подключаются через аналоговый коммутатор 10 к аналоговому входу аналого-цифрового преобразователя 28, который начинает преобразование аналоговой величины на его входе в цифровой код на выходе с приходом от микропроцессора 31 сигнала "Начало преобразования". Для синхронизации быстродействующего микропроцессора 31 и сравнительно медленного аналого-цифрового преобразователя 28 при выдаче сигнала "Начало преобразования" производится сброс триггера 30 в нулевое состояние и перевод микропроцессора 31 в состояние ожидания, в котором он находится до тех пор, пока аналого-цифровой преобразователь 28 не выдаст сигнал "Конец преобразования", свидетельствующий о наличии правильной информации на выходе, который установит триггер 30 в единичное состояние и выведет микропроцессор 31 из состояния ожидания, после чего микропроцессор 31 считывает информацию с выхода аналого-цифрового преобразователя 28, сравнивает ее с кодом, поданным на вход цифроаналогового преобразователя 12-15, по соответствующему каналу управления, и вырабатывает разностный код, который вновь подается на цифроаналоговый преобразователь 12-15 соответствующего канала.

Таким образом осуществляется слежение за отработкой электроприводов 8 по каждому каналу и их корректировка. После того как гребенка 2 переместилась по заданной режимом траектории, микропроцессор 31 начинает опрос датчиков 3, установленных на ней, включая по порядку соответствующий канал аналогового коммутатора 10, выдавая сигнал "Начало преобразования", читая выходной код аналого-цифрового преобразователя 28 и записывая его в заранее определенную область оперативного запоминающего устройства 33. После этого микропроцессор 31 переходит на следующий режим, перемещает гребенку 2 датчиков 3 по заданному алгоритму и процесс повторяется.

После заполнения оперативного запоминающего устройства 33 информацией она может быть выдана в любое стандартное регистрирующее устройство.

Схема предлагаемого устройства реализована на микропроцессоре К1810ВМ86, буфер адреса выполнен на микросхемах 555ИР22, буфер данных на микросхемах 580ВА86, перепрограммируемое запоминающее устройство на микросхемах К573РФ2, оперативное запоминающее устройство на К537РУ10. Цифроаналоговые преобразователи выполнены на микросхемах К572ПА2 с транзисторными усилителями мощности на выходе. Аналого-цифровой преобразователь выполнен на микросхеме К572ПВ1. В качестве аналогового коммутатора на 16 каналов использована микросхема К590КН6. Дешифратор адреса, регистр номера канала, элементы ИЛИ, И-НЕ и триггер выполнены на микросхемах серии К555.

Таким образом, преимуществом предлагаемого изобретения по сравнению с известным является возможность автоматической установки траектории перемещения гребенки датчиков, автоматического перемещения гребенки датчиков относительно набегающего потока, автоматической регулировки скорости перемещения гребенки датчиков, автоматического измерения координат места нахождения датчиков в потоке, автоматического измерения газодинамических параметров потока в реальном масштабе времени, автоматической обработки измеренных параметров в реальном масштабе времени.

Устройство для измерения параметров потока на выходе из сопла относится к измерительной технике, в частности к устройствам для испытания, доводки и эксплуатации реактивных двигателей, и позволяет повысить точность и достоверность замера газодинамических параметров на выходе из сопла. Под управлением микропроцессора 31 по программе в репрограммируемой памяти с помощью дешифратора 25 адреса, регистра 32 адреса, буфера 17 данных элементов И-НЕ 21 24 через цифроаналоговые преобразователи 12 15 формируются сигналы на управление электроприводами 8, перемещающимися с помощью кривошипов 4, тяг 6 и универсальных шарниров 7 гребенку 2 приборов с датчиком 3 параметров потока, сигналы с которых и датчиков 9 обратной связи электроприводов 8 поступают через аналоговый коммутатор 10 на аналого-цифровой преобразователь 28. Такое выполнение устройства позволяет повысить точность его работы. 1 ил.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ПОТОКА НА ВЫХОДЕ ИЗ СОПЛА, содержащее гребенку датчиков и шарнирно-рычажный механизм, имеющий два установленных на опорах кривошипа, каждый из которых посредством тяг связан с гребенкой, а шарниры кривошипов снабжены электроприводами с автономным управлением, отличающееся тем, что, с целью повышения точности путем обеспечения автоматического управления перемещением датчиков параметров потока относительно набегающего потока и обработки результатов измерений в реальном масштабе времени, оно дополнительно содержит четыре датчика обратной связи, установленные на выходных валах электроприводов шарниров, кривошипов и тяг, аналоговый коммутатор, регистр номера канала, первый, второй, третий и четвертый цифроаналоговые преобразователи, шину данных, буфер данных, первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой и седьмой элементы И-НЕ, дешифратор адреса с шиной дешифратора адреса, шину "Запись", аналого-цифровой преобразователь, элемент ИЛИ, триггер, микропроцессор, регистр адреса, оперативную память, перепрограммируемую память, шину адреса и шину чтения, выходы датчиков обратной связи подключены к входам аналогового коммутатора, выход которого подключен к входу аналого-цифрового преобразователя, а управляющие входы к выходам регистра номера канала, управляющий вход которого подключен к выходу первого элемента И-НЕ, выход "Запись" микропроцессора подключен к шине "Запись", выход "Чтение" к шине "Чтение", а выход "Адрес-данные" к входам регистра адреса и буфера данных, выход последнего подключен к шине данных, выход регистра адреса подключен к шине адреса, шина дешифратора адреса подключена к первым входам первого, второго, третьего, четвертого, пятого, шестого и седьмого элементов И-НЕ, вторые входы которых, кроме третьего элемента И-НЕ, подключены к шине "Запись", шина чтения подключена к входам чтения оперативной памяти, перепрограммируемой памяти и второму входу третьего элемента И-НЕ, выход которого подключен к входу чтения аналого-цифрового преобразователя, шина записи подключена к входам записи оперативной памяти и перепрограммируемой памяти, шина данных подключена к информационным входам первого, второго, третьего и четвертого цифроаналоговых преобразователей, регистра номера канала и информационному выходу аналого-цифрового преобразователя, выходы четвертого, пятого, шестого и седьмого элементов И-НЕ подключены к входам запуска соответственно первого, второго, третьего и четвертого цифроаналоговых преобразователей, выходы которых подключены к управляющим обмоткам электроприводов кривошипов и тяг, информационные входы-выходы оперативной памяти и перепрограммируемой памяти подключены к шине данных, их входы адреса к шине адреса, а входы выборки к шине дешифратора адреса, вход которого подключен к шине адреса, выход второго элемента И-НЕ подключен к первому входу триггера и входу "Начало преобразования" аналого-цифрового преобразователя, выход "Конец преобразования" которого подключен к первому входу элемента ИЛИ, выход которого подключен к второму входу триггера, выход которого подключен к входу "Готовность" микропроцессора, оставшийся выход которого подключен к второму входу элемента ИЛИ.