Многокомпонентные аэродинамические весы с вычислительным устройством Советский патент 1962 года по МПК G06F15/00 G01G9/00 

Известные многокомпонентные аэродннамические весы с вычисли тельным устройством, работающим в реальном масштабе времени, не обеспечивают выдачи на печать точных значений аэродинамических коэффициентов, так как полученные на весах силы и моменты необходимо разделить на параметры модели и скоростной на-пор, ввести поправки на блокинг-эффект трубы, границы потока, влияние подвески или державки, а также учесть взаимное влияние между отдельными компонентами весов.

В предлагаемых весах надежное получение информации с учетом знака от датчиков, размещенных непосредственно в аэродинамической трубе, достигнуто тем, что датчики с -помощью сельсинов связаны с секторным диском, входящим в зазор между блоком подсветки и блоком из двух смещенных фотодиодов, выход которых соединен через логическую схему с реверсивным счетчиком.

На фиг. 1 приведена блок-схема описываемых многокомпонентных аэродинамических весов; на фиг. 2 - конструкция сельси}ш-приемника.

Вь1числительная машина, работающая в реальном масштабе времени и служащая для лрямой блокировки с аэродинамическими трубами, содержит устройство связи с объектом, арифметическое устройство, оперативное запоминающее устройство, а также устройство управления и печатающее устройство. Устройство связи с объектом, предназначенное для ввода в машину переменных значений протокола, управления различными режимами его обработки, сблокированное с измерительными элементами трубы и системой ее управления, состоит из: блока преобразователей «вал-число, включающего в себя систему датчиков /-i, -связанных с весовыми элементами трубы и преобразующих количество

150301- 2 оборотов вала в серию сдвинутых импульсов, логических схем W-IS, накапливающих реверсивных счетчиков 19-27, подключенных к коммутатору 28 с блоком 25 местного управления, и блока коэффициентов диапазонов весов для ввода в машину чисел, зависящих от номера диапазона весового элемента.

На валу сельсина-приемника, связанного с весовым элементом, установлен диск 30, входящий В зазор между блоком 5/ подсветки и блоком 32 из двух смещенных фотодиодов, выход которых соединен через логическую схему с реверсивным счетчиком. Диск 30 снабжен десятью прорезями. При вращении диска 30 при прохождении информации по одному каналу фотодиоды выдают импульсы, сдвинутые по фазе. Сдвиг фаз определяет направление вращения, а количество сдвинутых иммульсов - десятые доли оборота. Сдвинутые импульсы поступают на вход логической схемы, которая определяет направление вращения диска 30 и выдает сигналы занесения единицы с ее знаком на вход реверсивного счетчика. Реверсивный двоичный счетчик в зависимости от знака единицы прибавляет или вычитает ее из содержавщегося в нем числа. На реверсивном счетчике образуется число в двоичном коде, соответствующее количеству десятых долей оборота вала весового элемента. Вводя в мащину число, характеризующее цену оборота весового элемента, подсчитывают силу, воздействующую на весовой элемент. Блок коэффициентов диапазонов весов представляет собой односторонний накопитель. Коэффициенты диапазонов закодированы в диодной числовой матрице 33, выполненной на сменных ячейках для изменения коэффициентов при использовании различных типов аэродинамических весов. Опрос чисел и их передачу в арифметическое устройство осуществляет коммутатор 34, управляемый, с одной стороны, сигналами изменения диапазонов весовых элементов, а с другой - особой командой программы.

Арифметическое устройство, выполненное на параллельно-последовательном принципе, содержит блок регистра 35, блок сумматора 36 и блок сдвигателя 37- Оно производит операции над числами в двоичной системе счисления -по сложению, вычитанию, специальному вычитанию, умножению и ряду логических операций (выделение части числа, формирование знака, посылка числа в оперативное запоминающее устройство печати и выборка коэффициентов диапазонов). Деление производят по програ.мме. Для ловыщения точности результата и облегчения масщтабирования устройство снабжено командой умножения с одновременным сдвигом произведения на два разряда влево, а для сохранения линейности программы введена специальная команда вычитания, по которой, кроме операции вычитания, происходит модификация адреса этой команды. Все операции выполняются за один такт работы машины, а результаты их фиксируются сумматором 36.

Оперативное запоминающее устройство состоит из магнитного барабана 38, служащего для хранения числового материала и серий, магнитных головок 39-44, предназначенных для записи и воспроизведения числового материала и серий на магнитном барабане, коммутатора 45 головок, служащего для переключения магнитных головок, блока 46 воспроизведения, предназначенного для выдачи числа в арифметическое устройство по заданному адресу и выдачи серий управляющих импульсов, блока 47 для записи числового материала на магнитный барабан и блока 48 адреса числа для выработки сигналов, управляющих записью и воспроизведением чисел.

Синхронизация работы устройств мащины осуществляется с помощью двух серий (С и С), записанных на магнитный барабан 38 и

воспроизводимых магнитными головками 44 и 43. Серия С иопользуется для выработки управляющих импульсов при записи и воспроизведении путем пересчета ее пятиразрядным счетчиком в блоке 48 адреса числа. При этом старший разряд счетчика двадцать один раз выдает импульсы, соответствующие адресу пяти младщих разрядов кода адреса. Таким образом, запись и считывание двадцатиодноразрядных чисел производится последователыю через тридцать два импульса серии С . Увеличение емкости о перативного запоминающего устройства может быть осуществлено путем увеличения числа магнитных головок и плотности записи на магнитный барабан.

Устройство управления для обеспечения согласованного взаимодействия всех узлов мащины, связано с органа.ми управления аэродинамической трубы и автоматически следит за ходом эксперимента. Оно состоит из блока 49 программы для хранения на перфоленте и выдачи в маптину программы одной точки протокола, а также для ввода в оперативное запоминающее устройство необходимого числового материала, блока 50 для выработки рабочих импульсов и серий импульсов, обеспечивающих работу всех устройств машины, блока 51 синхронизации, выделяющего рабочий оборот магнитного барабана, синхронный такту блока программы, блока 52 дешифратора команд, служащего для преобразования кода номера операции в сигнал операции и выработки комплекса управляющих сигнал,ов для арифметического устройства, блока 53 групповой операции, управляющего переписью чисел с ленты на оперативное запоминающее устройство, блока 54 пуска-останова, осуществляющего пуск и останов машины, начальный сброс машины и занесение команд и чисел с пульта ручного управления, блока 55 счетчика, предназначенного для мод11фикации адреса при вводе в оперативное запоминающее устройство нулевых показаний и выполнения команды вычитания, нульта 56 ручного управления и блока 57 автоматического управления, обеспечивающего работу машины при аэродинамическо.м эксперименте и выполняющего функции автоматического оператора.

Блок 57 автоматического управления подключен к приборам управления трубы и получает от них сигналы о готовности к проведению эксперимента, включении потока, начале программы дозатора 58, уравновешивании весов 59, ,c программы дозатора, начале координат (а О, |3 0) и характере проведения эксперимента (по углам а или по углам р). Весы 59 связаны с моделью 60 и преобразующим блоком 61, который посредством элементов связи 62, 63, 64 подключен к датчикам /-9.

Печатающее устройство предназначено для автоматического перевода чисел из десятично-двоичной системы счисления в десятичную и печати их на бумажную ленту в виде колонок цифр с буквенным обозначением каждой величины. Оно состоит из блока 65 печатающего механизма штангового типа, блока 66 местного управления сигналами печати и блока 67 массовых каналов.

Печатающее устройство принимает результаты вычислений из арифметического устройства машины в десятично-двоичном коде. Закодированное число по сигналам разрешения с устройства управления машины поступает на регистры записи печата ш.его устройства, где фиксируется до расшифровки кулачковым дешифратором в десятичный код. Особой командой с машины числа дещифруются и выводятся посредством блока 65 -печатающего механизма на бумажную ленту. За период одлой печати происходит регистрация двух вычисленных аэродинамическ х коэффициентов, развернутых в одну строку. Кроме печати пятизначно- 3 -Л 150301

Хо 150301- 4 -го числа и их буквенных обозначений, печатается также порядковый номер точки протокола. Предлагаемое устройство дает возможность обрабатывать точку протокола в течение шести секупд.

Вычислительный процесс обработки точек аэродинамического ; ксперимента заключается в следующем. Аэродинамические константы и параметры трубы и модели переводятся в двоичную систему счисления и лтасштабируются. Перед началом эксперимента полученный числовой материал вводится в оперативное запоминающее устройство. После проверки правильности ввода числовая лента снимается, в блок 49 программы вставляется лента с программой и затем машина передается о;)ганам управления аэродинамической трубы- На первом этапе эксперимента снимают нулевые показания счетчика 55 в отсутствии потока. .ManjH;ia автоматически переводится в режи.м, при котором показания весового элемента, соответствующие заданным углам а или Р, записываются в последовательные ячейки оперативного запоминающего устройства с автоматически изменяющимся адресом. На втором этапе эксперимента включается поток и модель вновь проходит через заданные Программой углы испытания а и р. Машина автоматически лереходит в режим работы, обеспечивающий обработку точек протокола по стандартной программе. При каждом отсчете показания всех весовых элементов, преобразованные в двоичный код, записываются в определенные ячейки оперативного запоминающего устройства. Одновременно запускается лентопротяжный механизм, приводящий в движение ленту с программой. К, моменту записи последнего весового элемента под считывающие щетки подходит первая команда программы, и машина начинает обрабатывать снятые исходные данные с одновременной печатью результатов на печатающем устройстве. Обработку данных как а, так и |3-иснытаний осуществляют по единой программе. Так как в лроцессе проведения эксперимента изменяются диапазоны весовых элементов аэродинамических весов, в устройстве предусмотрено наличие блока 68 датчиков диапазонов весов, который связан с матрицей 33.

Предмет изобретения

Многокомпонентные аэродинамические весы с вычислительным устройством, работающим в реальном масштабе времени, отличающиеся тем, что, с целью надежного получения информации с учетом знака от датчиков, расположенных непосредственно в аэродина мической грубе, датчики с помощью сельсинов связаны с секторным диском, входящим в зазор между блоком подсветки и блоком из двух смещенных фотодиодов, выход которых соединен через логическую схему с ревертивным счетчиком.