Датчик скорости Советский патент 1984 года по МПК G01P5/00 

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано для измерения давления, скорости потока жидкостей и газой, а также скорости перемещения твердых тел в жидких и газообразных средах. Известен измеритель скорости, содержащий мембранную коробку и пе.редаточный механизм с несколькими кривошипами, в котором для повышения точности измерения малЫх; значений скорости на начальном участке диапазона его измерения применяется метод измеНения масштаба шкалы, т.е. начальный участок, где требуется более высокая точность . измерения и отсчета показаний, имеет большой масштаб (более высокую разрешающую способность) по сравнению с остальным диапазоном Г . Недостатками известного устройст ва являются невысокая точность изме рения скорости на начальном участке шкалы, невозможность расширения ниж него предела диапазона измерения вследствие наличия одного мембранного чувствительного элемента, что делает практически невозможным применение его на современных вертолетах и других летательных аппаратах с вертикальным взлетом и посадкой. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является датчик скорости, содержащий два чувствит.ельных элемента в виде мембранных коробок, подвижные центры каждой из которых через тяги.передаточного механизма соединены с пов дком зубчатого колеса стрелочного индикатора.. В нем увеличение масшт ба шкалы на начальном участке диапазона измерения осуществляется за счет Применения на этом участке чувствительного элемента, имеклцего более высокую чувств,ительность. Пр достижении определенного значения измеряемого параметра этот чувстви тельный элемент деформируется таким образом, что гофры каждой из сторон впадают один в другой чтобы предохранить мембрану от разрушения при дальнейшем повышении возде ствующего давления. Дальнейшее пер мещение средств индикации на участ ке с меньшим масштабом шкалы осуществляется вторым чувствительным элементом, имеющим значительно мен шую чувствительность 2j . . ч . .. Известный датчик скорости Имеет ряд существенных недостатков, снижающих точность измерения на началь ном участке диапазона измерения, т.е. при изменении температуры окру жающей среды изменяется модуль упругости материала мембранных чувст1 вительных элементов, который, в сво очередь, влияет на изменение чувствительности, причем большая потеря чувствительности будет у мембранной коробки с большей чувствительностью, кроме того, в диапазоне малых воздушных скоростей на этапе взлета и посадки на высокочувствительную мембранную коробку воздействуют механические нагрузки - вибрационные и ударные возмущения,- что также приво-. дит к снижению точности измерения. Цель изобретения - повышение точности измерений скорости. Поставленная цель достигается тем, что в датчик скорости, содержащий два чувствительных -элемента в виде мембранных коробок, подвижные центры каждой из которых через тяги передаточного механизма соединены с поводком зубчатого колеса стрелочного индикатора в кинематическую цепь передаточного механизма между тягами дополнительно включен двуплечий рычаг, шарнирйо связанный своиндаа концами с тягами, при этом подвижный центр одной из мембранных коробок ша нирно соединен с серединой двуплечего рычага и снабжен ограничителем хода. На чертеже представлена кинематическая схема датчика скорости. Устройство содержит две мембранные коробки 1 и 2, двуплечий рычаг 3, соединенный с тягами 4 и 5, поводок 6, связанный с- зубчатым колесом 7, которое находится в зацеплении с зубчатым колвсом 8, с которым свя- . зава стрелка 9 индикатора; имеется ограничитель хода, содержащий ограничитель 10, упор 11 и цилиндрическую пружину 12, которая соединяет второй конец ограничителя с подвижным центром чувствительного элемента. . Датчик скорости работает следующим образом. Мембранная коробка 1, перемещая свой верхний центр на вeличинyW, соответствующую приращению измеряемого параметра &V (т.е. W iV) , вращает двуплечий рычаг 3 относительно соединенной с ним тяги 4, при этом второй конец рычага 3 через тягу 5, поводок- б, зубчатые колеса 7 и 8 поворачивают стрелку 9. При этом угол поворота стрелки пропорционален ПОЛНОЙ длине рычага 3 и обратно пропорционален расстоянию от его конца В до точки его шарнирного закрепления О, а также обратно пропорционален длине поводка б (ЕА,), т.е. . Д воГЁо Одновременно мембранная коробка 2, вращая рычаг 3 относительно,точки , его шарнирного закрепления О через тягу 5 и поводок б, в свою очередь поворачивает зубчатые .колеса 7 и 8 а соответственно и стрелку 9. При ЭТОМ угол поворота стрелки, обусловленный перемей ением мембранной коробки 2, прямо пропорционален расстоянию от конца рычага 3 до то ки его шарнирного закрепления О и обратно пропорционален расстоянию точки О до точки В, а также обратно пропорционален длине поводка б, т.е. ;,... ОС u«,.:AVK.QC. (2) Таким образом, суммарный угоЛ . поворота стрелки, соотвётствукяций какому-либо приращению измеряемой личины bV , на первом участке диапазона иамереНия равен, Авб Д Дot2 К(.ВС+ОС). При достижении величины нзмеря емой скорости, соответствующей менту изменения масштаба шкалы (т,б. значений, при которых для по лучения требуемой точности и расширяющей способности шкалы достато но перемещения одной из мембранных коробок), для того, чтобы весь размах шкалы, соответствующий полному диапазону измерения, вместить в заранее заданный угол, о Е ниченный, как правило, конструктивными параметрами датчика, необходимо, исключить одну из мембранных коробок из кинематической цепи с помощью ограничителя хбда, причем должна быть отключена та из мембранных ко-, робок,перемещение которой, соответствующее определенному изменению измеряемого параметра, приводит к большому изменению углового положения выходного устройства (стрелки) , В данном случае из формул (1) ,и (2) видно,, что э-го мембранная коробка 1, так как ВС. всегда больце, чем ОС . Далее угол поворота стрелки определяется только перемещением мембранной коробки 2 в соответствии с формулой (2). Пружина 12 предохраняет поломку мембранной коробки 1 при разных изменениях давления. Предлагаемое устройство позволяет увеличить точность измерения на начальном участке диапазона измерения, когда летательный аппарат выполняет режим и посадки, что, в свою очередь(Повышает безопасность полета. Кроме итого, при изготов- . лении мембранных коробок не предъявляются высокие требования к их характеристикам, поэтому они могут быть изготовлены по одному чертежу.

ДАТЧИК СКОРОСТИ, содер щий два чувствительных элемента виде мембранных коробок, подвижные центры каждой из которых через тяги передаточного механизма соединены с поводком йубчатого колеса стрелочного индикатора, отличающий-с я тем, что, с целью повышения точности измерений скорости, в кинематическую цепь передаточного механизма между тягами дополнительно включей двуплечий рычаг, шарнирно связанный своими концами с тягами, при этом подвижный центр одной из мембранных коробок шарнирно соединен с серединой двуплечего рычага и снабжен ограничителем хода. . с