Устройство для измерения параметровпространственного потока

Устройство для измерения параметровпространственного потока

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

<>838576

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 161079 (21) 2831620/18-10 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 150681. Бюллетень Но 22

Дата опубликования описания 1506.81 (51)М. Кл.

G 01 P 5/00

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (5Ç) УДК 621. 317. .39:531.7(088.8) им. В.И. Ленина (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ IIAPANETPOB

ПРОСТРАНСТВЕННОГО ПОТОКА

Изобретение относится к измерительной технике и может быть исполь-, зовано в автоматизированных системах аэродинамического эксперимента. 5

Известен пятиканальный зонд, который каждой парой угломерных каналов подключен к дифференциальному манометру. Перемещение такого устройства в пространственном потоке осуществля- 10 ется двухстепенным координатным устройством вручную, 1 экваториальной плоскости и вдоль своей оси b 1, Недостатком такого устройства является отсутствие возможности ориентации зонда в меридиальной плоскости, в результате чего угол в меридиальной плоскости и скорость исследуемого потока определяют путем громоздкой обработки результатов эксперимента с помощью градуировочных характеристик зонда.

Известно также устройство для измерения параметров пространственного потока, содержащее пятиканальный зонд, подключенный приемником полного давления к манометру, двумя парами угломерных каналов — ко входам дифференциальных манометров и соединенный с электромеханическими узлами угловых и линейного перемещений f2 ).

Недостатком этого устрой-тва является неизбежная потеря информации о параметрах потока в промежуточных точках положения пятиканального зонда, что приводит к уменьшению точности.

Увеличение числа фиксироваыных точек, в которых производят замеры параметров потока, затягивает эксперимент и предъявляет жесткие требования к быстродействию элементов ориентации зонда по углу. Кроме того, в таком устройстве перемещение пятиканального зонда в пространстве осуществляется вручную.

Цель изобретения — повышение точности и быстродействия устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения параметров пространственного потока, содержащее пятиканальный зонд, подключенный приемником полного давления к манометру, двумя парами угломерных каналов ко входам дифференциальных манометров и соединенный с электромеханическими узлами угловых и линейного перемещений, введены два нелинейных блока, сумматор и коммутатор, при этом входы нелинейных блоков соединены с соответствующими входами блоков угловых перемещений и выходами

838576 дифференциальных манометров, выходы нелинейных блоков подключены ко входам коммутатора и сумматора, выход которого через коммутатор соединен со входом блока линейного перемещения.

Введение нелинейных блоков, сумматора и коммутатора и соединение их укаэанным образом позволяет осуществить связь между блоками угловых и линейного перемещений и непрерывно измерять параметры пространственного потока.

Введение нелинейных блоков, соединенных соответственно своими входами со входами электромеханических узлов .углового перемещения и с выходами дифференциальных манометров позволя- 1» ет передать на сумматор только тогда сигнал, когда пятиканальный зонд займет правильное угловое положение в меридиальной и экваториальной плоскостях, так как каждый нелинейный блок 20 представляет собой электронный блок, выходная характеристика которого имеет вид

U Ä« =О вью «л » - KU ex <при /U ox/ /U о«сА, при /U „/ >/U где U в„— напряжение на входе нелинейного блока, О т — напряжение отсечки, U q>,>x — напряжение на выходе блока.

К вЂ” коэффициент пропорциональ- З0 ности, зависящий от параметров электронного блока.

Таким образом, выход>юй сигнал нелинейного блока тем больше, чем меньше сигнал íà его входе, а при выходных напряжениях, больших заданного, выходной сигнал равен нулю.

Введение коммутатора позволяет осуществить передачу сигнала на узел линейного перемещения только в том 40 случае, когда на выходе каждого нелинейного блока существует выходной сигнал, превышающий нулевой, т.е. когда пятиканальный зонд ориентирован по углу в пределах допустимой угловой ошибки как в меридиональной, так и в экваториальной плоскостях.

Наличие сумматора позволяет регулировать скорость линейного перемещения пятиканального зонда с зависимости от суммарной угловой ошибки зонда, чем достигается повышение точности непрерывного измерения и быстро действия его работй.

При этом измерения не сопровождаются потерей информации о направлении потока и давлении, так как пятиканальный зонд во всех точках при линейном перемещении ориентирован по потоку с точностью, определяемой напряжением отсечки нелинейных блоков.у)

Кроме того, введение в устройство указанных блоков и их связей позволяет полностью автоматизировать процесс перемещения пятиканального зонда в пространственном потоке. 65

На чертеже приведена схема устройства для измор IIHH параметров пространственного потока.

Устройство содержит пятиканальный зонд 1, дифференциальные манометры 2, 3, электромеханические узлы 4, 5 угловых перемещений, электромеханический узел б линейного перемещения, манометр 7, нелинейные блоки 8, 9, сумматор 10, коммутатор 11.

Пятиканальный зонд 1 выполнен в виде шарика с пятью приемными каналами, два из которых предназначены для ориентации пятиканального зонда 1 в меридиональной плоскости и подключены к дифференциальному манометру 2,другие два приемные канала предназначены для ориентации пятикана."..ь. >го зонда 1 в экваториальной плоскости и подключены к дифференциальному манометру 3, пятым приемником полного давления пятиканальнй зонд 1 подсоединен к манометру 7.

Пятиканальный зонд 1 соединен .с выходами электромеханических узлов

4-6 угловых и линейного перемещений.

Выходы дифманометров 2 и 3 соединены со входами соответствующих им нелинейных блоков 8 и 9 и электромеханических узлов 4 и 5 углового перемещения. Выходы нелинейных блоков 8 и 9, соединены со входами сумматора

10 и коммутатора 11.

Выход сумматора 10 соединен со входом коммутатора 11, выход которого подсоединен ко входу электромеханического узла 6 линейного перемещения.

Узлы 4-6 содержат электродвигатели и усилители мощности к ним, а также механизмы преобразования вращения двигателей в угловые и линейное перемещения пятиканального зонда 1 соответственно (на чертеже не показано).

Нелинейные блоки 8 и 9 представляют электронные блоки, напряжение отсечки U « которых выбирают таким, чтобы оно соответствовало допустимой угловой погрешности в положении зонда.

При таком выборе напряжения отсечки выходной сигнал на нелинейных блоках

8 и.9 равен нулю (если входное больше заданного). Чем меньше сигнал на входе нелинейных блоков, тем больше он должен быть на его выходе.

Устройство работает следующим образом.

Пятиканальный зонд 1 размещают в исследуемом потоке, параметры которого (давление и направление) необходимо .определить.

Пусть пятиканалцный зонд 1 в исходном положении произвольно ориентирован по потоку. Тогда при включении системы сигнал с дифференциального манометра 2 поступает на электромеханичесхий узел 4, который приводит пятиканальный зонд l во вращение к направлению ориентации по потоку в меридиональной плоск >сти. Одновре838576

ВНИИПИ Заказ 4418/67 Тираж

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 менно сигнал с дифференциального ма- нометра 3 поступает на электромеха. нический узел 5, который приводит пятиканальный зонд 1 во вращение по направлению ориентации по потоку в экваториальной плоскости.

Пока пятиканальный зонд 1 не займет правильные по потоку угловые положения в меридиональной и экватори. альных плоскостях, напряжение на выходах нелинейных блоков 8 и 9 равно нулю, и следовательно, отсутствует. выходное напряжение на блоках 10, 11, 6, т.е. пятиканальный зонд 1 не перемещается по линейной координате .вдоль своей оси.

Линейное перемещение пятиканаль- 15 .ного зонда 1, осуществляемое электромеханическим узлом 6 линейного перемещения, возможно лишь в том случае, когда пятиканальный зонд 1 строго ориентирован по углу в пределах уг- 20 ловой ошибки как в меридиональной, так и в экваториальной плоскостях.

В момент правильной ориентации пятиканального зонда 1 по углам на выходе нелинейных блоков 8 и 9 появляются сигналы, которые через сумматор 10 и коммутатор 11 поступают на вход электромеханического узла 6 линейного перемещения, в результате чего пятиканальный зонд 1 перемещается в следующий слой потока.

Если в результате этого движения зонд займет неправильное положение по углу (например, в этом случае поток имеет другое направление ), то выходной сигнал одного из нелинейных блоков 8 и 9 равен нулю, при этом коммутатор 11 запрещает передачу сигнала с сумматора 10 на электромехаГ нический узел 6 линейного перемещения.

Манометр 7 измеряет полное давление потока в заданном направлении.

Оба угловых перемещения и линейное происходят одновременно, при этом ошибка в угловом положении не превышает заданной. Этим достигается непрерывное измерение параметров пространственного потока во всех точ ках, что повышает точность и быстродействие измерений.

Формула изобретения

Устройство для измерения параметров пространственного потока, содержВ щее пятиканальный зонд, подключенный приемником полного давления к манометру, двумя парами угломерных кана" лов — ко входам дифференциальных мй нометров и соединенный с выходами блоков угловых и линейного перемещений, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и быстродействия, в него введены два нелинейных блока, сумматор и коммутатор, при этом входы нелинейных блоков соединены с соответствующими входами блоков угловых перемещений . и выходами дифференциальиых манометров, выходы нелиней- ных блоков подключены ко входам коммутатора и сумматора, выход которого через коммутатор соединен со входом блока линейного перемещения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Повх И.Л. Аэродинаиический эксперимент в машиностроении. Л., 1974, c. .183.

2. Авторское свидетельство СССР

9 286365, кл. G 01 P 5/00, 1968 (проТ