УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ И РЕГИСТРАЦИИ СКОРОСТИ УДАРНОЙ ВОЛНЫ В АЭРОДИНАЛ\ИЧЕСКИХ УСТАНОВКАХ Советский патент 1971 года по МПК G01M9/06 G01P5/22 

Изобретение относится к области измерений на аэродинамических установках ударного Действия и предназначено Для измерения скорости ударной волны.

В известном устройстве измерение скорости ударной волны осуществлено путем измерений напряжений, пропорциональных изменениям частоты отраженного от ударной волны СВЧ-сигнала, обусловленных эффектом Допплера. Эти изменения частоты в свою очередь Пропорциональны значениям скорости ударной волны.

Скорость как функция времени регистрируется путем фотографирования с экрана одноГо осциллографа, а с помощью другого осциллографа снимается зависимость пройденного фронтом ударной волны расстояния от времени.

Однако такое устройство позволяет непосредственно получить зависимость скорости от пройденного расстояния, имеет значительную погрешность, определенную погрешностью двух осциллографов и нелинейностью дискриминатора и требует много времени на обработку и расшифровку результатов измерения.

Предлагаемое устройство отличается тем, что в него введены цифровой регистратор, приемник ЧМ с инерционной автоподстройкой частоты гетеродина, постоянная времени которой превышает время регистрации и подачи

на осциллограф импульсов геометрической привязки отсчетных точек величины скорости ударной волны.

На чертеже представлено предлагаемое устроГство.

Оно содержит генератор СВЧ 1, запитывающий через СВЧ-ввод 2, ударную трубу 3, на которой за диафрагмой 4 установлен запускающий датчик 5, соединенный с ключом 6.

Генератор СВЧ связан при помоши направленного ответвителя 7 с гетеродинным ЧМприемником 8, имеющим инерционную автоподстройку частоты гетеродина, а выход ЧМприемника соединен с преобразователем напряжения-код 9. Кроме того, в устройство входят регулируемый зонд 10 с детектором 11, формирователь 12 импульсов, делитель 13 частоты, запоминающая матрица 14, дешифратор 15, счетчик 16, аналоговый сумматор

17, запоминающий осциллограф 18, преобразователь код-напряжение 19 и цифропечатающее устройство 20.

В момент разрыва диафрагмы по ударной трубе начинает распространяться ударная

волна, от которой отражается электромагнитная волна генератора СВЧ. При этом на входе ЧМ-приемника имеет место сигнал, промодулированный допплеровской частотой, пропорциональной скорости фронта ударной

В момент прохоледения ударной волной сечения, где расположен датчик, последний вырабатывает электрический импульс, который открывает ключ. Отраженный от ударной волны СВЧ-сигнал изменяющейся частоты с помощью направленного ответвителя подается на вход гетеродинного приемника ЧМ-сигналов с инерционной автоподстройкой частоты гетеродина. При этом постоянная времени депп автоматической подстройки частоты должна быть много больще времени прохождения фронта ударной волпы. С выхода приемника напряжение, пропорциональное скорости ударной волны, поступает на преобразователь напряжение-код. Из сигнала стоячей волны, снимаемого с помощью регулируемого зонда и детектора, формирователем формируются импульсы в моменты времени, соответствующие одинаковым фазам стоячей волны. Это происходит каждый раз, когда ударная волна проходит отрезки, равные половине длины СВЧflgволны -2- 1 в канале установки.

Сформированные импульсы через открытый ключ и делитель частоты подаются на занускающий вход преобразователя. Таким образом, измерения проводятся в моменты времени, соответствующие прохождению ударной

-.где /г 1,2,3

волной расстояний, равных п

и т. д. т. е. получаемый ряд значении представляет собой зависимость скорости ударной волны от пройденного расстояния. Значения скорости в цифровом коде посылаются в запоминающую матрицу, унравляемую с помощью дещнфратора от счетчика, который отсчитывает чИСло пройденных ударной волной отрезков. При переполнении счетчика на его выходе появляется импульс, воздействующий на закрывающий вход ключа и прекращающий прохождение импульсов на запускающий вход преобразователя. После измерения полученные значения могут быть выведены из запоминающей матрицы на цифровой индикатор или регистратор.

Для получения качественной картины изменения скорости напряжение с выхода приемника подается через аналоговый сумматор на вход вертикального отклонения осциллографа, на вход горизонтального отклонения которого подается напряжение с выхода преобразователя код-нанряжение, пронорциональное пройденному ударной волной расстоянию. Совмещение результатов, получаемых с помощью преобразователя напряжение-код и осциллографа, достигается путем подачи в моменты точного измерения скорости коротких пмпульсов с выхода делителя частоты на второй вход аналогового сумматора. По окончании эксперимента на экране запоминающего осциллографа получается кривая с нанесенными на нее отметками.

Предмет изобретения

I. Устройство для измерения и регистрации скорости ударной волны в аэродинамических установках, содержащее СВЧ-приемник, направленный ответБИтель, приемный блок, запускающий датчик, осциллограф и частотноимпульсный преобразователь скорости перемещения фронта ударной волны, состоящий из зонда, установленного перед СВЧ-вводом, детектора, формирователя, .ключа и делителя

частоты, отличающееся тем, что, с целью повыщения точности измерения и сокращения времени расщифровки его результатов, оно снабжено блоком цифровой регистрации, состоящим из счетчика с дешифратором и последовательно соединенных преобразователя напрял ение-код, запоминающей матрицы и цифрового регистратора, а приемный блок выполнен в виде ЧМ-приемника с цепью инерционной автоподстройки частоты гетеродина,

при этом выход ключа соединен через счетчик и дещифратор со вторыми входами запоминающей матрицы, а выход делителя частоты подключен к преобразователю напряжениекод.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, С целью геометрической привязки изображения непрерывпого изменения скорости по длине трубы, оно снабжено аналоговым сумматором, выход которого подключен ко входу

вертикальной развертки осциллографа, а входы - соответственно к приемнику ЧМ и делителю частоты, и преобразователем код-напряжение, выход которого соединен со входом горизонтальной развертки осциллографа, а

вход--с выходом счетчика.