ДАТЧИК АЭРОДИНАМИЧЕСКИХ УГЛОВ Советский патент 1994 года по МПК G01P13/00 

Изобретение относится к области авиационного приборостроения и может быть применено на летательных аппаратах для измерения углов атаки и скольжения, а также в аэродинамических исследованиях.

Известно устройство для измерения параметров потока газа или жидкости, содержащее источник ионных меток, два их приемника и измеритель времени пролета меток до приемников.

Недостатком этого устройства являются малое быстродействие процесса измерения и большая погрешность измерений.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для измерения параметров газового потока, содержащее источник ионных меток, два дугообразных приемных электрода, расположенных на изоляционной плате, и включенные в цепь обратной связи преобразователи, амплитудные детекторы, дифференциальный усилитель и привод.

Недостатком устройства является низкая точность измерений, обусловленная влиянием изменения заряда меток.

Целью изобретения является повышение точности измерений.

Цель достигается тем, что в устройстве, содержащем источник ионных меток, два дугообразных приемных электрода, расположенных на изоляционной плате, и включенные в цепь обратной связи преобразователи, амплитудные детекторы, дифференциальный усилитель и привод, приемные электроды изолированы от потока диэлектрическим покрытием, а в цепь обратной связи введены сумматор и два блока деления, причем одни входы блока деления подключены к выходам амплитудных детекторов, а другие - к выходу сумматора, а их выходы соединены с входом дифференциального усилителя, при этом выход сумматора соединен с выходами амплитудных детекторов.

Изобретение поясняется чертежом, на котором представлена функциональная схема устройства.

Устройство включает в себя подвижную изоляционную плату 1, установленную заподлицо с обшивкой 2 летательного аппарата. Металлическая пластина 3 выполняет роль экрана от посторонних электромагнитных полей. На поверхности платы расположены приемные электроды 4 и 5, которые равно удалены от источника меток, выполненного в виде искрового разрядника 6 и связанного с генератором высоковольтных импульсов 7. Цепь обратной связи датчика содержит преобразователи 8 и 9 наведенного заряда в напряжение, выходы которых через амплитудные детекторы 10 и 11 связаны с сумматором 12 и с входами блоков деления 13, 14. Выходы блоков деления подключены к дифференциальному усилителю 15, управляющему работой двигателя 16 следящего привода, который имеет кинематическую связь с подвижной платой и с преобразователем углового положения 17.

Устройство работает следующим образом. От генератора 7 на искровой разрядник 6 поступают импульсы напряжения, имеющие определенную частоту следования. В результате искрового пробоя разрядника образуется облачко ионов одного знака, являющееся электростатической меткой. Метка уносится набегающим потоком в сторону приемных электродов 4 и 5, изолированных от потока диэлектрическим покрытием, которое исключает возможные сбои работы датчика при воздействии пыли, влаги и т. д. Угол, образованный траекторией движения метки и базовой осью летательного аппарата, равен местному аэродинамическому углу α. При пролете метки вблизи приемных электродов 4 и 5 на последних наводятся заряды, причем величина заряда больше на том электроде, по отношению к которому метка пролетает ближе. Импульсы наведенных зарядов после преобразования поступают на амплитудные детекторы 10 и 11, которые фиксируют амплитудные значения импульсов. С выходов амплитудных детекторов сигналы поступают на соответствующие блоки деления 13 и 14, а также на сумматор 12. Выходной сигнал блоков деления соответствует входному сигналу, деленному на сумму сигналов, снимаемых с амплитудных детекторов. Разность сигналов, поступающих с блоков деления, выделяется дифференциальным усилителем 15, выходной сигнал которого соответствует величине и знаку угла отклонения траектории метки относительно оси системы приемных электродов и управляет работой двигателя следящего привода. Плата 1 отрабатывается до такого положения при котором заряды, наводимые на электродах 4 и 5, имеют одинаковую величину.

Суммарный угол поворота платы 1 относительно корпуса датчика равен по величине и соответствует по знаку местному аэродинамическому углу α.

Включение в цепь обратной связи сумматора и блоков деления позволяет исключить влияние величины заряда меток на статические и динамические характеристики датчика и тем самым существенно повысить точность измерений. (56) Авторское свидетельство СССР N 655975, кл. G 01 P 5/18, 1978.

Патент Англии N 1271825, кл. G 01 N, опублик. 1972.

ДАТЧИК АЭРОДИНАМИЧЕСКИХ УГЛОВ, содержащий источник ионных меток, два дугообразных приемных электрода, расположенных на изоляционной плате, и включенные в цепь обратной связи преобразователи, амплитудные детекторы, дифференциальный усилитель и привод, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, приемные электроды изолированы от потока диэлектрическим покрытием, а в цепь обратной связи введены сумматор и два блока деления, причем одни входы блока деления подключены к выходам амплитудных детекторов, а другие - к выходу сумматора, а их выходы соединены с входом дифференциального усилителя, при этом вход сумматора соединен с выходами амплитудных детекторов.