Устройство для измерения направления двухмерного потока Советский патент 1980 года по МПК G01P13/00 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ НАПРАВЛЕНИЯ ДВУХМЕРНОГО ПОТОКА

1

Изобретение относится к области измерения параметров движения и может быть использовано при газодинамических исследованиях параметров двухмерных потоков.5

По основному авт. св. 661345 известно устройство для измерения направления двухмерного потока, содержащее угломерный зонд, подключенный ко входам дифференциального манометра и «О соединенный с электромеханическими узлами углового и линейного перемещения, нелинейный блок, выход которого соединен со входом электромеханического узла линейного перемещения зон- 15 да, а его вход подключен к выходу дифференциального манометра, соединенного со входом электромеханического узла углового перемещения l.

НедоЬтатком этого устройства явля.- 20 ется зависимость точности и быстродействия от величины вектора скорости :измеряемого потока. Характеристика нелинейного блока строго определяет Как- зону допустимой угловой ошибки, 25 так и линейную скорость перемещения зонда от сигнала, поступающего на его вход с дифференциального манометра. Однако, выходной сигнал дифференциального манометра неоднозначно on- 30

ределяет величиной углового рассогласования зонда при различных скоростях измеряемого потока. Так, три больших скоростях происходит уменьшение зоны допустимой угловой ошибки, что увеличивает точность, но уменьшает быстродействие устройства. Существует критическая скорость, при которой зона допустимой угловой ошибки уменьшается настолько , что устройство теряет работоспособность. Измерение направления при малых скоростях приводит к расширению зоны допустимой угловой ошибки, что увеличивает ее погрешность.

Цель изобретения - повышение точности и быстродействия устройства.

Указанная цель достигается тем, что в известное устройство для измерения направления двухмерного пото- ка введены дополнительный манометр и делитель, а угломерный зонд выполнен комбинированным, при этом вход манометра подключен к приемнику полного давления зонда, а его выход - к первому входу делителя, второй вход которого соединен с дифманометром, а выход - с нелинейным блоком. На чертеже приведена блок-схема устройства для измерения направления двухмерного потока. Устройство содержит комбинированный трехканальный зонд 1, манометр 2 дифференциальный манометр 3, узлы углового 4 и линейного 5 перемещения зонда, нелинейный блок 6 и делитель Комбинированный трехканальный зонд 1 подключен приемником полного давления к манометру 2, а угломерной парой к дифференциальному манометру 3 и соединен с выходами узлов 4 и 5. вход узла 3 соединен с выходом узла 4 и делителем.7, зторой вход: кото рого соединен с манометром 2, а выхйд - с нелинейным блоком 6, Выход нелинейного блока 6 соединен со входом узла линейного перемещения 5, пр этом выходная характеристика нелиней ного блока имеет вид: 1 вых ивыхт«х- KUg, , при (Ug ) 4. (Utn ) ибых 0. при (Ug, ) (и„ ), где и„ - напряжение на входе нелинейного блока; UQ-ff. - напряжение отсечки; ВЬ1Х напряжение на выходе блок К - коэффициент пропорцибналь ности, зависящий ot параметров элементов блока. Устройство работает следующим образом. Трехканальный зонд 1 своей угломерной парой преобразует угол натекаНия потока в разность давления, измеряемую дифференциальным манометром 3.Пусть зонд 1 в исходном положении произвольно ориентирован по по току. Тогда при включении системы сигнал дифманометра 3 приведет зонд через узел 4 во вращение к направлению ориентации по потоку. Узлы 4 и 5 содержат электродвигатели и усилители, мощность к ним, а также механизмы преобразования двига телей в угловое и линейное перемещенив зонда соответственно. В момейт правильной ориентации зонда по поток включается рабочая зона нелинейного блока 6, область срабатывания Которо определяется допустимой угловой погрешимостью соответствующей напряжению Ujj . В этом случае на выходе блока 6 появляется напряжение и блок 5 начнет перемеп ать зонд в следукяций слойпотока. Если в результате этого движения зонд займет неправильное поло сение по углу, то блок б запрети движение на время отработки угловой ошибки. Прием 1ик давления комбинированного зонда 1 совместно с манометром 2 преобразгует скорость измеряемого потока в электрический выходной сигнал, поступающий на аналоговый делитель 7. Этот электрический сигнал является делителем выходного сигнала дифманометра 3, что позволяет регулировать его коэффициент усиления, а вместе с тем и зону допустимой угловой ошибки устройства, в зависимости от величины скорости исследуемого потока. Так, с увеличением скорости потока возрастает выходной сигнал дифманометра 3 при неизме нном угле рассогласования зонда 1 по потоку, что при данной характеристике нелинейного блока б привело бы к снижению быстродействия устройства и сужению зоны допуйтимой угловой ошибки до критического значения. Измерение направления потоков малых скоростей пpИJзoдит к расширению зоны допустимой угловой ошибки, что увеличивает погрешность устройства. Делитель выходного сигнгша дифманометра с коэффициентом деления пропорциональным скорости-исследуемого потока устраняет эти недостатки, поскольку приводит его сигнгш к величине независимой от скорости измеряемого потока, что повышает точность непрерывного измерения направления потока в области малых скоростей и устойчивость работы устройства в области больших скоростей. Использование предлагаемого устройства позволяет повысить его быстродействие за счёт автоматического выботра скорости измеряемого потока и наряду с измерением направления получать достоверные данные о давлении полного торможения. Формула изобретения Устройство для измерения направления двухмерного потока по ав. св. №661345, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия и точности измерений, оно снабжено дополнительным манометром и делителем, при этом угломерный зонд выполнен комбинированным, его приемник полного давления подключен ко входу манометра, выход которого соединен с первым входом делителя, его второй вход связан с дифманометром, а Выход - с нелинейным блоком. Источники информации, принятые во внюлание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 661345,.Кл. G 01 Р 13/00, 27.06.77 (прототип).