Ионный меточный вариометр Советский патент 1987 года по МПК G01C23/00 G01P5/18 

расход воздуха через информационные каналы 2 и 3 одинаков и выходной сигнал равен нулю. При уменьшении статического давления объемньй расход через информационный канал 2 формируется как разность опорного расхода, создаваемого нагнетателем 4, и информативного расхода, пропорционального вертикальной скорости и создаваемого за счет дифференцирующих свойств проточной камеры 1. Раз1

Изобретение относится к измерительной технике, в частности .к устройствам для измерения вертикальной скорости летательного аппарата.

Целью изобретения является повышение точности меточного вариометра.

На чертеже изображена структурно- функциональная схема предложенного вариометра.

Вариометр содержит проточную дифференцирующую камеру I, первый 2 и второй 3 информативные каналы, нагнетатель 4, источник 5 опорного напр жения, генератор 6 высоковольтных импульсов, преобразователи 7 и 8 ток- напряжение, дифференциаторы 9 и 10, нуль-органы 11 и 12, триггеры 13 и 14, генератор 15 тактовых импульсов, счетчики 16 и 17, функциональные преобразователи 1В и 19, вычитающее устройство 20, опорный генератор 21 нагнетателя.

Нагнетатель 4, информативный кана 3, дифференцирующая камера 1 и информативный канал 2 соединены последовательно, образуя замкнутый пневматический контур, в котором за счет работы нагнетателя осуществляется постоянный переток воздуха (на чертеже - по часовой стрелке).Привод нагнетателя 4 осуществляется от опорного генератора 21. В информативных каналах 2 и 3 установлены по два электрода для генерации и регистрации ионной метки, формирующейся искровым разрядом. Для формирования искрового разряда электроды, предназ наченные для генерации ионной метки, подключены к генератору 6 высоконость рас:ходон через информативные каналы 2 и 3 пропорциональна вертикальной скорости. Для получения сигналов, обратно пропорциональных времени пролета меток базовых расстояний, применяются преобразователи 18 и 19. Выходной сигнал устройства формируется на вычитающем устройстве 20 как разность скоростей движения меток в информативных каналах 2 и 3. 1 ил.

вольтных импульсов. Электроды, предназначенные для регистрации ионной метки в информативных каналах 2 и 3j подключены к источнику 5 опорного напряжения и к преобразователям 7 и 8 ток - напряжение соответственно. Сигнал с преобразователей 7 и 8 ток напряжение дифференцируется с помощью дифференциаторов 9 и 10 соот- ветственно, момент прохождения меткой регистрирующих электродов выделяется с помощью нуль-органов 11 и 12, формирование длительностей импульса равных времени пролета мет- ками в информативных каналах базовых расстояний осуществляется триггерами 13 и 14, Измерение длительностей сформированных импульсов (преобразование длительности импуль- са в код) осуществляется тактовым генератором 15 и счетчиками 16 и 17, преобразование сиг нала; пропорциональ- ,ного длительности измеряемых импульсов, в сигнал, обратно пропорциональный длительности импульсов, осуществляется Функциональными преобразователями 1В и 19, Формирование выходного сигнала вариометра, пропорционального вертикальной скорости, осущест- вляется с помощью вычитающего устройства 20, входы которого соединены с выходами функциональных преобразователей 1В и 19.

Ионный меточный вариометр рабо- тает следующим образом.

Нагнетатель 4 преобразует злект- рический сигнал с опорного генератора 21 в пневматический сигнал, т.е. в опорньш расход воздуха через замк

3 . 1-3

нутый пневматический контур, необходимый для задания постоянного направления движения ионной метки от I

генерирующих электродов к регистрирующим. При нулевой вертикальной скорости, когда статическое давление Р не изменяется, расход воздуха через информативные каналы 2 и 3 одинаков и выходной сигнал вариометра равен нулю. При положитель- ной вертикальной скорости, когда статическое давление уменьшается, объемный расход через информативный канал 2 формируется как разность опоного расхода, создаваемого нагнетателем 4, и информативного расхода, пропорционального вертикальной скорости и создаваемого за счет дифференцирующих свойств проточной камеры 1. Расход через информативный канал 3 в любом случае остается равным опорному. Таким образом, разност расходов через информативные каналы 2 и 3 пропорциональная вертикальной

скорости.

За счет работы генератора высоковольтных импульсов одновременно в двух информативных каналах с определенной частотой формируются ионные метки, представляющие собой ионизированные локальные области воздуха, образованные искровым разрядом, возникающим между электродами, предназначенными для генерации мет- ки. Ионные метки смещаются вместе с потоком по капиллярам к электродам, предназначенным для регистрации ионной метки, одни из которых соединены с источником опорного нап- ряжения, а вторые - с преобразователями ток - напряжение. Пока между регистрирующими электродами находится неионизированный воздух (изолятор) , между первым и вторым элект- родами течет ток, близкий к нулевому При прохождении ионизированной локалной области воздуха (метки) регистрирующих электродов между ними появля- ется импульс тока, преобразующийся в импульс напряжения преобразователем ток - напряжение. Максимум этого импульса соответствует прохожде-г нию ядра метки (области с наиболь- щей концентрацией ионов границы ба- зового расстояния), Для регистрации максимумов импульсов напряжения в первом и втором информативных каналах применяются дифференциаторы 9,

5 О 20

)5

25

зо , 0 . гп ее

94

10 и нуль-органы 11,12, С Д11фф1)енциатора однополярный коло- колообразный импульс преобразуется в разнополярный импульс. Момент перехода через нуль разнополярного им 1ульса соответствует максимуму ко- локолс)образно1-о импульса и фиксируется нуль-органом, вьщающим в момент перехода через нуль сигнала с диф.фе- ренциатора импульс напряжения, передний фронт которого соответствует прохождению х раницы базового расстояния ядром метки. Сигнал с генератора 6 высоковольтных ИМП5 ЛЬСОВ

и сигнал с нуль-органов 11 и 12 подаются на триггеры 13,14, на которых формируются длительности импульсов, соответствующие временам пролета метками одинаковых базовых расстояний в первом и втором информативных каналах, С помощью генератора 15 тактовых импульсов и счетчиков 16 и 17 производится преобразование информативных длительностей импульсов с триггеров 13 и 14 в код. Для получения сигналов, обратно пропорциональных времени пролета меток базовых расстояний, т,е, пропорциональных скоростям движения меток (объемным расходам), применяются функциональные преобразователи 18 и 19, Выходной сигнал вариометра формируется на вычитающем устройстве 20 как разность скоростей движения меток (объемных расходов) в информативных каналах 2 и 3,

Повышение точности измерения достигается за счет уменьшения динамической погрешности формирования и регистрации метки.

Фор м ула изобретения

Ионный меточный вариометр, содержащий опорный генератор, подключенный к нагнетателю, схему обработки сигнала, а также проточную дифференцирующую камеру, связанную с полостью статического давления через первый информативный канал и через последовательно включенные второй информативный канал и нагнетатель, в котором информативные каналы выполнены в виде капилляров одинакового внутреннего диаметра и длины, о -т л и - чающийся тем, что, с целью повышения точности, в информативных каналах установлены по два электрода для генерации 1|1онной метки, под5 1303829

ключенных к генератору высоковольт-счетчик и функциональный преобразова- ных импульсов, и по два электродатель, причем выходы функциональных для регистрации ионной метки, один iпреобразователей соединены с входами из которых подключен к источникувычитающего устройства, генератор опорного напряжения, а схема обработ-j тактовых импульсов соединен с вторы- ки сигналов состоит из двух каналовми входами счетчиков, генератор высо- преобразования, тактового генерато-ковольтных импульсов соединен с втора и вычитающего устройства, гдерыми входами триггеров каждого кана- кажДый канал преобразования содер-ла преобразования, а входы преобра- жит последовательно соединенные пре-10 зователей ток - напряжение соединены образователь ток - напряжение, диф-с вторыми электродами для регистра- ференциатор, нуль-орган, триг5;ер,ции ионной метки.

Изобретение относится к устройствам для измерения вертикальной скорости летательного аппарата. Цель изобретения - повышение точности меточного вариометра. Нагнетатель 4 преобразует сигнал с генератора 21 в пневматический сигнал, необходимый для задания постоянного направления движения ионной метки от генерирующих электродов к регистрирующим. При постоянном статическом давлении