il
Изобретение относится к области измерительной техники и может применяться в качестве датчика первичной информации в различных информационно-измерительных системах, используемых на летательных аппаратах, в метеорологии и в других областях науки и техники.
Известны датчики аналогичного назначения, содержащие разрядные и измерительные электроды, установленные .в трубопроводе.
Генератор периодических импульсов, выходной каскад которого выполнен на достаточно мощном тиратроне, через повыщающий трансформатор питает ионизирующим током разрядные контакты. Нерекомбинировавщая плазма, остающаяся после каждого разряда, со скоростью, равной скорости контролируемого потока, уносится вдоль трубопровода. Облась уноса нерекомбинировавщей плазмы распространяется по направлению потока. В этой части патрубка установлен контакт, в цепи которого при подходе переднего фронта ионизированной метки возникает импульс.
Недостатком этих устройств являются больщие инструментальные ощибки в измерении скорости лотока при использовании его вне закрытых трубопроводов (например, на борту летательного аниарата для измерения воздущной скорости), обусловленные значительны.м градиентом скорости потока вблизи ионизирующих и воспринимающих электродов, который изменяется с изменением скорости и плотности потока.
С целью уменьщения вносимых в иоток искажений в предлагаемом датчике ионизирующие и измерительные электроды размещены в гребнях тела выставляемой в поток трубки, поперечное сечение которой имеет вид фигуры, образованной двумя одинаковыми
пересекающимися окружностями, расстояние между точками пересечения которых (т. е. между гребнями трубки) значительно, например в 10 и более раз меиьи1е их диаметра. На фиг. 1 изображен общий вид чувствительного элемента датчика истинной воздущной скорости; иа фиг. 2 - продольный разрез чувствительного элемента; на фиг. 3 - .принципиальная электрическая схема датчика. Чувствительный элемент (фиг. 1 и 2) представляет собой выставляемую поток трубку 1 с каналом 2 сложной конфигурации. Поперечное сечение канала 2 имеет вид фигуры, образованной двумя одинаковыми пересекающимися окружностями, расстояние между
точками пересечения которых мало по сравнению с их диаметрами (диаметры порядка 10--20 мм, расстояние между точками пересечения 1-2 мм). В гребнях 3 трубки / имеются расположенверстия, в которые запрессованы изоляторы 4 с электродами 5. На входиом конце чувствительного элемента (т. е. на конце, обращенном в сторону набегающего нотока) имеется пара ионизирующих электродов 6 (см. также фиг. 2), расстояние которых от группы воспринимающих электродов 5 несколько больще, чем расстояния между электродами этой группы.
Поверхности изоляторов и электродов внутри фигурного канала 2 выполняются заподлицо с внутренней поверхностью .канала в др.угих местах, так что любые поперечные сечения этого канала одинаковы.
Принципиальная электрическая схема датчика включает два одинаковых контура:
а)контур питания ионизирующих электродов 6, состоящий из высоковольтного трансформатора 7, выпрямительного диода 8, ограничительного сопротивления 9, конденсатора 10 и выходного трансформатора 11 системы самовозбуждения;
б)контур питания системы воспринимающих электродов 5, содержащий вторичную обмотку трансформатора 12, выпрямительный диод 13, ограничительное сопротивление 14, конденсатор 15 и входной трансформатор 16 системы самовозбуждения. Вторичная обмотка входного трансформатора 16 подключается к входу широкополосного усилителя 17, выход которого подключается к первичной обмотке выходного трансформатора 11. С выхода усилителя 17 получается также выходной сигнал датчика.
Предлагаемый датчик представляет собой автоколебательную систему, которая работает следующим образом. Напряжение, снимаемое с вторичной обмотки трансформатора 7, выпрямляется диодом 8 и через ограничительное сопротивление 9 заряжает конденсатор 10.
В момент, когда разность потенциалов на обкладках конденсатора 10 достигает значения пробивного напряжения, между запальными электродами 6 возникает искровой разряд, в результате которого в потоке воздуха, протекающем через датчик, создается плазменный канал, движущийся вместе с потоком.
С помощью выпрямительной схемы, состоящей из вторичной обмотки трансформатора 12, диода 13 и ограничительного сопротивления 14 на обкладках конденсатора 15, а следовательно, и на воспринимающих электродах 5 поддерживается разность потенциалов меньщая, чем пробивное напряжение, но достаточная для возникновения тихого разряда. В моменты, когда плазменный канал проходит вблизи каждой пары воспринимающих электродов 5, сопротивление между ними падает и в токе, протекающем через первичную обмотку трансформатора 16, появляется переменная составляющая, частота f которой
пропорциональна скорости протекающего через датчик потока воздуха. С вторичной обмотки трансформатора 16 сигнал этой частоты поступает на вход усилителя 17 и далее на первичную обмотку трансформатора 11, вторичная обмотка которого включена в цепь питания ионизирующих электродов 6.
Благодаря этому при выполнении условий самовозбуждения (что достигается регулированием сдвига фазы усилителя 17 или изменением расстояния между ионизирующими и воспринимающими электродами) разряды между ионизирующими электродами будут следовать с той же частотой f, и вся схема будет работать как газоразрядный электрический
генератор, частота выходного сигнала которого пропорциональна скорости протекающего через датчик потока воздуха.
Пред-мет изобретения
Датчик истинной воздущной скорости, содержащий трубку с подключенными к генератору периодических импульсов ионизирующими и измерительными электродами, расположенными в направлении потока соответственно, отличающийся тем, что, с целью уменьщения вносимых в поток искажений, электроды размещены симметрично в гребнях тела трубки с внутренним сечением в виде фигуры,
образованной двумя пересекающимися окружностями одного диаметра, расстояние между точками пересечения которых по крайней мере в десять раз меньше их диаметра.
Риг. 1
14
:±±/5
лтпттттт г
Риг. I
9 S -r-cz - - 71-
f И, ащияд
-V
5 Риг. 3
