ПНЕВМОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ДАТЧИК АЭРОДИНАМИЧЕСКИХ УГЛОВ Советский патент 1994 года по МПК G01L9/02 G01D5/16 

Изобретение относится к приборам, определяющим положение объекта относительно встречного потока воздуха, и может быть использовано на летательных аппаратах для измерения угла атаки и скольжения.

Известные пневмоэлектрические датчики аэродинамических углов, выполненные в виде симметричного приемника с отверстиями для приема давления, внутри которого установлены терморезисторы, включенные в электроизмерительную схему, не обеспечивают достаточной точности и надежности измерения.

Предложенный датчик снабжен источником пневмопитания, выполненным в виде заборника полного давления с системой очистки и термостабилизации воздуха, и пневматической дифференциальной измерительной схемой, соединяющей источник пневмопитания с отверстиями для приема давлений и содержащей входные дроссели и две трубы Вентури, соединенные между собой через канал струйного термоанемометра, средняя часть которого присоединена к источнику пневмопитания через дроссель чувствительности.

Благодаря этому повышаются точность и надежность измерений.

На чертеже показана схема датчика.

Датчик представляет собой симметричный приемник 1, на поверхности которого симметрично относительно оси расположены отверстия 2 для приема давления, соединенные каналами 3 с пневматической дифференциальной измерительной схемой, содержащей входные дроссели 4, трубы 5 Вентури, соединенные между собой через канал 6 струйного термоанемометра, имеющего сопла 7 для создания направленной струи и два терморезистора 8, включенные в электроизмерительную схему 9. Средняя часть канала струйного термоанемометра через дроссель 10 чувствительности, служащий для регулировки чувствительности термоанемометра, и камеру-коллектор 11 присоединена к источнику 12 пневмопитания, который выполнен в едином блоке с приемником в виде заборника полного давления с системой очистки 13 и системой термостабилизации воздуха, состоящей из нагревателя 14, чувствительных элементов 15 и регулятора 16. Приемник 1 устанавливают так, что отверстия 2 для приема давления находятся в плоскости изменения аэродинамического угла.

Давления P₁ и P₁^I в характерных точках, зависящие от измеряемого аэродинамического угла (угла атаки и скольжения) летательного аппарата, через отверстия 2, каналы 3 и трубы 5 Вентури передаются к соплам 7 струйного термоанемометра. На входных дросселях 4 происходит сравнение давлений P₁ и P₁^I с давлением P_и^I в средней части струйного термоанемометра. Величина давления Р_и в заданном диапазоне измерения должна быть больше давлений Р₁ и Р₁^I . Это обеспечивается выбором характерных точек для приема давления на поверхности приемника и давления источника пневмопитания.

Преобразование давлений в электрический сигнал осуществляется струйным термоанемометром при помощи терморезисторов 8, включенных в электроизмерительную схему 9, сигналы с которой подаются на указатель или на вход следящей системы (на чертеже не показаны).

При совпадении оси симметрии приемника с направлением набегающего потока, картина распределения давления по поверхности приемника симметрична. Давления в соответствующих характерных точках приема давления одинаковы (Р₁ = Р₁^I ). Разности давлений Р₁-Р_и и Р₁^I -Р_и также одинаковы. Массовые расходы через сопла струйного термоанемометра равны, и условия теплообмена соответствующих терморезисторов одинаковы. Электроизмерительная схема 9 выдает сигнал, соответствующий нулевому аэродинамическому углу.

При изменении аэродинамического угла изменяются давления в характерных точках, причем если Р₁ увеличивается, то Р₁^I уменьшается. Неравенство Р₁ ≠ Р₁^I приводит к неодинаковым условиям теплообмена соответствующих терморезисторов. Электроизмерительная схема выдает сигнал, соответствующий данному аэродинамическому углу.

При нулевом методе измерения симметричный приемник выполняется подвижным и в соответствии с сигналом электроизмерительной схемы следящая система поддерживает приемник в положении нулевого аэродинамического угла. Это положение передается на указатель известными способами.

ПНЕВМОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ДАТЧИК АЭРОДИНАМИЧЕСКИХ УГЛОВ выполненный в виде симметричного приемника с отверстиями для приема давления, внутри которого установлены терморезисторы, включенные в электроизмерительную схему, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и надежности измерения, он снабжен источником пневмопитания, выполненным в виде заборника полного давления с системой очистки и термостабилизации воздуха, и пневматической дифференциальной измерительной схемой, соединяющей источник пневмопитания с отверстиями для приема давлений и содержащей входные дроссели и две трубы Вентуры, соединенные между собой через канал струйного термоанемометра, средняя часть которого присоединена к источнику пневмопитания через дроссель чувствительности.