Меточный датчик вертикальной скорости Советский патент 1989 года по МПК G01P5/18 

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам для измерения вертикальной скорости летательного аппарата, и может быть использовано в качестве элемента пилотажно-навигационных систем или как автономньй прибор.

Целью изобретения является снижение погрешностей.

На фиг.1 представлена структурная схема устройства; на фиг.2 - схема выполнения электродов; на фиг.З - временные диаграммы, поясняющие работу устройства.

Меточный датчик вертикальной скорости содержит проточную дифференцирующую камеру 1, первый и второй информативные каналы 2, 3, нагнетатель 4, разнополярные источники 5, 6 опорного напряжения, опорньй генератор 7 нагнетателя, генератор 8 высоковольтных импульсов, преобразователи 9 и 10 ток - напряжение, нульимпульсов, преобразование полученноу информации и вычисление значения вер тикальной скорости осуществляется схемой 15 преобразования и вычисления .

Меточньй датчик вертикальной ско- ipocTH работает следующим образом. Нагнетатель 4 преобразует элект Q рический сигнал с опорного генератора в пневматический сигнал, т.е. в опорньй расход воздуха через замкну- тьй пневматический контур, необходи- мьй для задания постоянного направ-15 ления движения ионной метки от генерирующих электродов к регистрирующим При нулевой вертикальной скорости, когда статическое давление РСТ не изменяется, расход воздуха через ин20 формативные каналы 2 и 3 одинаков и выходной сигнал датчика равен нулю. При положительной вертикальной скорости, когда статическое давление уменьшается, объемньй расход через

органы 11 и 12, триггеры 13, 14, схе-25 -информативньй канал 2 формируется му 15 преобразования и вычисления... Конструктивно информативный канал вьтолнен с тремя электродами 16, 17, 18 (фиг.2).

Нагнетатель 4, информатиынй канал 30 3, дифференцирукяцая камера 1 и информативный канал 2 соединены последовательно, образуя замкнутьй пневматический контур, в котором за счет работы нагнетателя осуществляется , переток воздуха (по часовой dтpeлкв). Привод нагнетателя 4 осуществляется от опорного генератора 7. В информативных каналах 2 и 3 установлены

как разность опорного расхода, созда ваемого нагнетателем 4, и информатив ного расхода, пропорционального верг тикальной скорости и создаваемого за счет дифференцирующих свойств проточной камеры 1. Расход через информативньй канал 3 в любом случае остается равным опорному. Таким образом, разность расходов через и формативные каналы 2 и 3 пропорциональ на вертикальной скорости. За счет работы генератора высоковольтных импульсов одновременно в двух информа тивных каналах с определенной часто

по два электрода для генерации ионной щ той формируются ионные метки, предметки искровьи разрядом и по три, расположенных последовательно по ходу движения меток электрода 16-18 регистратора. Электроды,, предназначенные для генерации ионной метки, д подключены к генератору 8 высоковольтных импульсов. Первые и третьи, по ходу движения меток, электроды 16 и 18 регистратора подключены к разнополярньм источникам 5 и 6 опорного напряжения, а вторые 17 - к преобразователям 9 и 10 ток-напряжение. Момент прохождения метками базовых расстояний вьоделяется с помощью нуль-органов 11 и 12, а формирование длительностей импульсов, равных времени пролета базовых расстояний, осуществляется триггерами 13 и 14. Измерение длительностей

50

55

ставляющие собой ионизированные локальные области воздуха, образованн искровым разрядом, возникающим между электродами, предназначенными дл генерации метки.

Ионные метки смещаются вместе с по током по капиллярам к регистрам, представляккцим собой расположенные последовательно три электрода 16-18 первый и третий 16 и 18 из которых подключены к разнополярным источник 5 и 6 опорного напряжения, а второй 17 - к преобразователям 9 и 10 ток- напряжение. Пока между регистрирующими электродами находится неионизированный воздух (изолятор), ток между тремя электродами течет близ кий к нулевому. При прохождении ион зированной локальной областью возимпульсов, преобразование полученноу информации и вычисление значения вертикальной скорости осуществляется схемой 15 преобразования и вычисления .

Меточньй датчик вертикальной ско- ipocTH работает следующим образом. Нагнетатель 4 преобразует электQ рический сигнал с опорного генератора в пневматический сигнал, т.е. в опорньй расход воздуха через замкну- тьй пневматический контур, необходи- мьй для задания постоянного направ5 ления движения ионной метки от генерирующих электродов к регистрирующим. При нулевой вертикальной скорости, когда статическое давление РСТ не изменяется, расход воздуха через ин0 формативные каналы 2 и 3 одинаков и выходной сигнал датчика равен нулю. При положительной вертикальной скорости, когда статическое давление уменьшается, объемньй расход через

-информативньй канал 2 формируется

как разность опорного расхода, создаваемого нагнетателем 4, и информатив - ного расхода, пропорционального верг тикальной скорости и создаваемого за счет дифференцирующих свойств проточной камеры 1. Расход через информативньй канал 3 в любом случае остается равным опорному. Таким образом, разность расходов через информативные каналы 2 и 3 пропорциональна вертикальной скорости. За счет работы генератора высоковольтных импульсов одновременно в двух информативных каналах с определенной частощ той формируются ионные метки, пред

0

5

ставляющие собой ионизированные локальные области воздуха, образованные искровым разрядом, возникающим между электродами, предназначенными для генерации метки.

Ионные метки смещаются вместе с потоком по капиллярам к регистрам, представляккцим собой расположенные последовательно три электрода 16-18, первый и третий 16 и 18 из которых подключены к разнополярным источникам 5 и 6 опорного напряжения, а второй 17 - к преобразователям 9 и 10 ток- напряжение. Пока между регистрирующими электродами находится неионизированный воздух (изолятор), ток между тремя электродами течет близ-- кий к нулевому. При прохождении ионизированной локальной областью воздуха (меткой) пространства между первым и вторьЕм электродами регистратора преобразователь ток-напряжение регистрирует ионный ток одного знака а при прохождении меткой пространства между вторым и третьим ирнньй ток изменяет направление на противоположное, так как источники опорного напряжения, к которьм подключены первьй и третий электроды регистратора разнополярны. Момент перехода ионного тока от одного знака к другому выделяется нуль-органами 11 и 12, которые отвечают на него импул - сом напряжения. Сигналы с генератора 8 высоковольтных импульсов и с нуль- органов 11 и 12 подаются на триггеры 13 и 14, на которых формируются длительности импульсов, соответствующие временам пролета метками одинаковых базовых расстояний в информативных каналах. Преобразование длительности импульсов триггеров в информацию с вертикальной скорости осуществляет- ся схемой преобразования и вычисления.

Формула изобретения Меточный датчик вертикальной скорости, содержащий опорньй генератор, подключенный к нагнетателю, проточную дифференцирующую камеру, два информационных канала с источником и регистратором ионных меток, расположенных на известном расстоянии друг от друга вдоль каналов, генератор высоковольтных импульсов, два источg5 0 5

0

5

ника опорного напряжения, два канала преобразования, вьшолненных в виде преобразователя ток-напряжение,, нуль-органа и триггера, а также схему вычисления и регистрации, при этом проточная дифференцирующая камера через первый информационный канал связана с полостью статического давления, а через второй информационг.-. ньй канал - с нагнетателем, каждьй источник ионньк меток вьтолнен в виде двух электродов, подключенных к генератору высоковольтных импульсов, а каждьй регистратор - в. виде двух электродов, один из которых подключен к источнику опорного напряжения, а генератор высоковольтных им-, пульсов подключен также к первым входам триггеров, выходы которых соединены со схемой вычислений и регистрации, отличающийся тем, что, с Целью снижения погрешностей, источники опорных напряжений вьшол- нены разнополярными, а в кажд из регистраторов ионных меток добавлен третий электрод, причем все три электрода регистратора расположены по ходу движения меток, каждый первый и третий из электродов выполнены одинаковыми по форме и размерам,- и подключены к разнополярным источ- кам опорных напряжений, а каждый второй из электродов - к входам соответствующих преобразователей ток-напряжение, соединенных выходами через соответствующий нуль-орган с вторыми входами триггеров.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения вертикальней скорости летательного аппарата. Целью изобретения является снижение погрешностей. При нулевой вертикальной скорости, когда статическое дав-, ление не изменяется, расход воздуха через информативные каналы 2 и 3 оди ч S наков и выходной сигнал датчика равен нулю. При положительной вертикальной скорости, когда статическое давление уменьшается, объемньй -расход через информативньй канал 2 формируется как разность опорного расхода, создаваемого нагнетателем 4, н информативного расхода, пропорцио - нального вертикальной скорости и создаваемого за счет дифференцирующих свойств проточной камеры t. Разность расходов через каналы 2 и 3, пропорциональная вертикальной скорости, измеряется с помощью ионных ме- ток, создаваемых и регистрируемых системой электродов, расположенных ка заданном расстоянии один от другого С помощью электронной схемы формируются импульсы, длительности кото- рык соответствуют временам пролета метками базовых расстояний. Преобразование длительности импульсов в величину вертикальной скорости осуществляется схемой преобразования. 3 ил. е Ш И1Й СО

ф4/г. 2