Устройство для измерения скорости потока Советский патент 1983 года по МПК G01P5/16 G01P3/36 

Изобретение относится к-измерительной технике и может быть использовано для измерения параметров воздушной скврости.

Известны устройства для измерения воздушной скорости летательного аппарата, выполненные в виде измерителей разности полного и статического давлений и регистраторов этой разности с помощью мембранного узла с последующим преобразованием перемещения жесткого центра мембраны в сигнал, удобный для дальнейшего использования tl.lИзвестно устройство для.измерения воздушной скорости, содержащее корпус с двумя камерами, разделенными перегородкой и связанные соответственно с магистралями полного и статического давлений, измерительный элемент разности давлений, усилитель и регистратор .

Внутренний объем корпуса разделен на две камеры с помощью тетронного узла. Жесткий центр последнего смещается под- воздействием разности полного и статического давлений, воспринимаемых ирщуктивным измерителем ра зности давлений 12.

Недостатком данного устройства .является невысокая точность измерения, связанная с погрешностями мембранн го узла и системой измерения смещения жесткого центра мембраны.

Целью и-зобретения является повышение точности измерения,

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве, содержащем

10 корпус с двумя камерами, разделенными перегородкой и связанными соответственно с магистралями полного и статического давлений, измеритель разности давлений, усилитель и регист15ратор, измерительный элемент-.разности давлений выполнен в виде прямоугольной электропроводной рамки, закрепленной на струнном подвесе и размещенной одной из своих сторон в

20 зазоре магнитной системы, а также датчика положения рамки, выход которого через усилит ь электрически соединен с рамкой и регистратором, При этом перегородка между камерами

25 выполнена в виде жестко : стенки, снабженной капиллярным отверстием, расположенным напротив зазора магнитной системы.

На фиг. 1 прелстав.пепл : пек-Г - 30кинематическап у-.-ч р(:;нсг;.а ,

предназначенного для измерения параметров скорости потока; на фиг. 2 - вариант конструкции предложенного устройства; а на фиг. 3 вид Л на фиг. 2.

Устройство содержит кварцевую прямоугольную рамку, выполненную в виде двух стоек 1 и планок 2, распололсенных по разные стороны от оси струнного подвеса 3. Рамка сбалансирована относительно оси струн 3. Элементы рамки и струн металлизированы, что позволяет одну из планок 2, размещенную в зазоре магнитной системы, выполненной в виде постоянного магнита 4, вклю чить в контур формирования моментов сил обратной связи, уравновешивающих момент внешних сил, воздействующих на рамку. Этот контур вклю- , чает датчик положения рамки по измерительной О.СИ, выполненный, наприме в виде оптоэлектронной пары 5 с откЕ)ытым оптическим каналом. Планка 2 выполняет функции заслонки и при ее смещении под воздействием внешних силовых факторов электрический сигнал с оптоэлектронной пары 5 поступает на вход дифференциального усилителя б, нагруженного на последвательно соединенные электрическое сопротивление элементов рамки и струн торсионного подвеса и резистор 7 нагрузки. С выхода последнего формируют выходной сигнал, подаваемый на рег истратор (не показан).

Капиллярное отверстие 8 имеет вид щелевого капиллярного канала, посредством которого соединяются отдельные камеры, разделенные жесткой перегородкой 9. На срезах капиЛляра давление газовой среды соответственно равно полному РПОЛН статическому . (Вектор скорости пертекающего воздуха показан на фиг. 1 стрелками ). Концы струн 3 и датчик перемещения укреплены на кварцевом основании 10, которое закреплено в крышке 11. Крышка 11 снабжена гер-. мовводом 12 и приемным отверстием, связанным с магистралью, например, статического давления.

Вторая крышка 13 имеет приемное отверстие для связи с магистралью полного давления. Корпус 14 с крышками 11 и 13 образуют две камеры, соответственно, полного и статического давлений, связанные между собо капиллярным отверстием 8 в жесткой стенке корпуса 14.

Устройство работает следующим образом.

Газовый поток, перетекающий чере канал 8, воздействует на планку 2 рамки, сбалансированной предвари.тельно относительно оси струнных торсионов. На датчике перемещения 5 возникает электрический сигнал, усиливаемый усилителем 6 и подаваемый на рамку, являющейся элементом

электромеханического преобразователя силовых факторов, воздействующих на однуу Из планок 2. Рамка под действием этого сигнала возвращается в исходное положение. Ток, протекаю0 щий по рамке, -вызывает падение напряжения на резисторе 7, которое подается на регистратор.

Падение напряжения Ug, на нагрузочном резисторе 7 функционально 5 связано с измеряемой воздушной скоРОСТЬЮ.

Проведенные теоретические и экспериментальные исследования показывают, что предложенное устройство 0 имеет .преимущества перед известными мембранными по точности, массе, га, баритам, имеет брлее низкую постоянную времени. Учитывая, что в соста ве предложенного устройства отсут5 ствует мембранный узел - один из наиболее нестабильных элементов и используется компенсационный способ измерения, точность погрешности измерения может быть снижена в 10 раз.

Формула изобретения

Устройство для измерения скорост потока, содержащее корпус с двумя камерами, разделенными перегородкой и связанными соответственно с магистралями полного и статического давлений, измерительный элемент разности давлений, усилитель и регистратор, отличающееся тем, что с целью повышения точности измерений скорости потока, измерительный элемент разности давлений выполнен в виде прямоугольной электропроводной рамки,- закрепленной на струнном подвесе и размещенной одно из своих сторон в зазоре магнитной системы, а также датчика положения рамки, выход которого через усилитель электрически соединен с рамкой и регистратором, при этом перегородка между камерами выполнена в виде жесткой станки, снабженной капиллярным отверстием, расположенным напротив зазора магнитной системы.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Боднер В.А. Авиационные приборы, М., Машиностроение, 1969, с. 323-324.

2.СелезневВ.Л. Навигационные устройства, Оборонгиз, 1Э61, с. 209 ,(прототип ).