Способ и устройство для определения давления температуры, влажности и тому подобных физических величин Советский патент 1941 года по МПК G01L11/00 G01L9/00 

При подъе-ме на большие высоты весьма сущесгвеиной задачей является задача определения давления и температуры воздуха. Особенио важно иметь бези нерционный и точный прибор для определения давления воздуха при подъеме ракет, с пелью последующего определения высоты их подъема.

В настояп ее время определение давления осуществляется анероидными коробками и трубками БурдОна. Однако, этот метод имеет существенные недостатки, заключающиеся в явлен-ии упругого гистерезиса, после действия и температурных ошибоК, в невозможности замерять большие высоты вследствие весьма малого изменения давления на высотах порядка десятков ки.тометров (этого изменения анероидные коробки точно не показывают) и, наконец, в наличии в существующих приборах механических частей, вносящих инерционные погрешности и ощибки затирания.

Предлагаемое изобретение имеет целью устранение указанных недостатков и состоит в том, что измерения производятся чисто электрическим методом, исключающим всякие ощибки

затирания, дающим возможность записи на барабане и позволяющим вести радиопередачу показаний без необходимости иметь механические датчики.

Для этой цели, согласно изобретению, измеряют время горен ия лампы тлеющего разряда, включенной в цепь релаксационного генератора, один из параметров которого поставлен в зависимость от измеряемой величины.

На чертеже фиг. 1, 2 и 6 изображают схемы устройства для осуществления предлагаемого способа, фиг. 3-5- различные варианты конструктивного выполнения устройства.

Предположим, что в лампе Л, включенной, как это изображено на фиг. 1, в схему релаксационного генератора, имеется некоторое давление. Тогда лампа будет .периодически с о;пр€деленной частотой зажигаться и гаснуть, приче.м частота колебаний, при условии поддержания напряжения батареи постоянным, будет зависеть только от давления в лампе. Если давление будет уменьшаться (до 0,2-1 мм), частота колебаний будет увеличиваться и, наоборот, приувеличении давления частота колебаний будет уменьшаться.

Для исключения влияния изменения напряжения батареи авторы предлагают учитывать только продолжительность горения, для чего схема составляется так, «ак это изображено на фиг. 2. Как ВИД1НО из схемы, в цепь конденсаторла мпа включается реле, якорь которого при погашенной лампе опущен , и конденсатор заряжается. В тот момент, когда напряжение конденсатора достигнет потенциала зажигания, лампа вспыхнет, по обмотке реле потечет ток; якорь его притянется, и конденсатор отключится от батареи.

Для того, чтобы показа1ния прибора были однозначными, необходимо постоянство состава газа, наполняющего лампу; кроме того, может встретиться нео бходимость замерять давление, большее того, при котором лампа -может вспыхнуть (учитывая допускаемые габариты и вес батареи, ограничивающие ее напряжение).

Для разрешения первой задачи с лампой соединяется мешок (фиг. 3) из газонепроницаемой, ткани (целлофан, обработанный шелк, тонкая резина). При максимальном давлении мешок сложен, и газ заполняет лампу. При уменьшении давления объем газа увеличивается и он расправляет и заполняет мещок; при этом давление внутри мешка остается все время равным нару/кному давлению.

Для разрешения второй задачи может быть использован редуктор давления (фиг. 4), состоящий из связанных между собою штоком двух сильфонов, из которых нижний, содержащий инертный га-з, закрывается сосудо, а верхний укрепляется на этом сосуде; внутри сосуда создан вакуум. Равновесие будет устанавливат ься в таком положении (если пренебречь жесткостью сильфонов), при котором давление внутри нижнего сильфона в п раз меньще наружного давления (п - отнощение площади крыщки внутреннего сильфона к площади крышки наружНого). Чтобы устранить влияние жесткости, в качестве материала для стенок сильфона можно применить газон епроницаемую ткань с жесткими кольцами IB виде гармошки.

Так как при больших подъемах может потребоваться значительный объем

внутреннего- сильфона, то в этом случае полость внутреннего сильфона можно в определенный момент соединить через .мешок с вне1шним давлением.

Для измерения температуры, производимого также с пО.мощью релаксационного генератора, в схему этого последнего последовательно с лампо включается тер.мометр сопротивления (на чертеже не показанный). Давление в лампе остается неизменным, а следовательно, не меняются напряжения зажигания и гашения ла.меы. Поэто-му, при уменьшении температуры, время горения лампы уменьшается (конденсатор быстрее разрядится), а при увеличении температуры время горения увеличивается.

По аналогичной схеме можно производить замер влажности, соединяя волосок гигро.метра с одной из пластин переменного конденсатора, влияющего на период релаксации.

Вышеописанное устройство можно использовать также для записи и для передачи радиосигналов на землю.

В первом случае (фиг. 5) применяется барабан, покрытьш фотопленкой, приводимый во вращение вокруг своей оси и одновременно получающий перемещение вдоль этой оси. У края и в середине барабана ставятся две лампы Л, и Л;, тлеющего разряда, первая из которых записывает , а другая температуру. Лампы покрываются светонепроницаемыми колпаками, и через щели Н, Н при зажигании подают на барабан тонкие лучи света. После проявления пленки (бумаги) по длине штрихов можно определить температуру и .

Радиопередача производится при посредстве реле (фиг. 6), включаемого но вре.мя горения лампы и замыкающего при этом цепь передатчика для посылки сигнала.

Предмет и з о б р е т е н и я.

1. Способ определения давления, температуры, влажности и тому подобных физических величин, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что измеряют время горения ;1ампы тлеющего разряда в цепи релаксационного генератора, один из параметров которого поставлен в зависимость от измеряемой величины.