SU757988A1 - Устройство для измерения ортогональных составляющих вектора скорости потока 1 - Google Patents

Description

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано при построении информационно-измерительных систем и приборов для научных исследований, в частности 5 для измерения метеорологических параметров воздушной среды.

Известно устройство, в котором производится разложение вектора скорости на ортогональные составляющие {Ύ] . Ю

Недостатком устройства является сложность конструктивного выполнения.

Также известно устройство - датчик средней и максимальной скорости ветра, который содержит преобразователь ско- 15 ростй ветра в напряжение и усредняющий КС-фильтр с повторителем на выходе [2] .

Недостатком этого устройства является малые функциональные возможности,20 непоэволяющие точно измерить во времени и пространстве смещение масс воздуха.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей и уве-25 личение точности устройства.

Указанная цель достигается за счет того, что в устройство введены источник питания, синусно-косинусный преобразователь, два ключа,два фильтра ниж-;

2

них частот; второй согласующий усилитель и пороговое устройство, причем выход первого фильтра нижних частот через пороговое устройство подключен ко второму входу блока управления, выход источника питания соединен с третьим входом блока управления и входом синусно-косинусного преобразователя, синусный и косинусный выходы которого каждый через ключ и Фльтр нижних частот подключен к согласующему усилителю, а управляющие входы ключей соединены с выходом блока управления.

Сущность изобретения поясняется чер тежом, где приведена схема устройства, которая содержит преобразователь 1 скорости в частоту следований импульсов 1, выход которого подключен к первому входу 2 блока управления 3, синусно-косинусный преобразователь 4, вход которого соединен с выходом источника питания 5, а синусный и косинусный выходы через ключи 6 и 7 - соответственно со входами фильтров нижних частот8 и 9. К выходам последних подключены входы согласующих усилителей 10 и 11.

Управляющие входы ключей 6 и 7

объединены и подключены к выходу 12

блока управления 3. Третий вход 13

3

757988

4

'блока управления соединен с выходом источника питания 5.

Выход блока управления через первый фильтр нижних частот 14 соединен с пороговым'устройством 15 _г выход которого подключен ко второму входу 16 бло#а управления. 5

Источник питания представляет сооой генератор переменного напряжения' с постоянной величиной амплитуды.

Амплитуда и Фаза выходных напряжений преобразователя 4 определяется •функциями 5ΪΠ и сог угла поворота датчика, т.е. направления потока.

При поступлении'импульсов с преобразователя скорости 1 на вход 2 блока управления 3 последний вырабатывает 15 на каждый входной импульс сепию из N выходных импульсов с периодом повторения, равным периоду Т генератора 5. Длительность каждого импульса составляет Т/2, а его передний фронт синхро-20 низируетея от генератора 5 таким образом, чтобы он совпадал с моментом перехода через О выходных напряжений преобразователя 4. Эта операция осуществляется с помощью формирователей, 25 схемы синхронизации, счетчика по модулю N -и логической схемы.

В течение каждого импульса ключи 6 и 7 замыкаются, т.е. в течение действия каждой серии из N импульсов происходит однопериодное фазочувствительное выпрямление выходных напряжений преобразователя. Напряжение с выхода · каждого из ключей 6 и 7 устраняется соответственно фильтрами 8 и 9 и через согласующие усилители 10 и 11 поступает на выходные клеммы устройства.

Величина выходных напряжений И_хи ИЛ будут определяться выражениями

40

0_х= к· Ν ίχ · СО5 Οί ι

Иу=к*МГх-51по',

где К - постоянный коэффициент;

ίχ - частота импульсов с выхода

датчика скорости потока 1; 45

л - угол поворота ротора датчика

направления потока.

Величина ίχ.пропорциональна модулю скорости потока V, поэтому величины выходных напряжений будут пропорцио- .50 нальны ортогональным проекциям вектора скорости потока на оси координат.

Точное масштабирование выходных напряжений устройства в широком диапазоне изменения V осуществляется за __ счет изменения в т раз коэффициента пересчета счетчика N в блоке управления 3.

При V = 0, ίχ=0 и равно нулю выходное напряжение фильтра нижних частот - 14, Пороговое устройство 15 при 60 этом находится в состоянии "опускания" . Выходной сигнал порогового устройства· 15 поступает на вход 16 блока управления и устанавливает максимальный коэффициент пересчета счетчика. 65

В атом случае чувствительность устройства оказывается максимальной, поскольку на каждый импульс с выхода датчика 1 скорости потока блоком управления 3 формируется серия из Νιπβχ импульсов, управляющих ключами 6 и 7.

С Эти импульсы усредняются фильтром⁴ нижних частот 14 и уже в виде постоянного напряжения поступают на вход порогового устройства 15.

При превышении напряжения с выхода фильтра нижних частот 14 порогового

значения, пороговое устройство 15 переключается в состояние "срабатывание" и его выходным сигналом осуществляется переключение цепи изменения коэффициента пересчета счетчика в блоке управления 3.

Величина его устанавливается равной . При этом уменьшается в

т раз чувствительность устройства, а также уменьшается в ш раз и- величина усредненного напряжения на выходе фильтра 14. Чтобы при этом пороговое устройство осталось в прежнем положении, его уровень "опускания" выбран равным(и_ср/ш) - ди, где ди-величина, соответствующая гистерезису устройства автоматического переключения пределов измерения.

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Устройство для измерения ортогональных составляющих вектора скорости потока, содержащее согласующий усилитель и последовательно соединенные преобразователь скорости в частоту следования импульсов. Блок управления, первый фильтр нижних частот,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и увеличения точности измерения, в устройство введены источник питания, синусно-косинусный преобразователь, два ключа, два фильтра нижних частот, второй согласующий усилитель и пороговое устройство, причем выход первого фильтра нижних частот через пороговое устройство подключен ко второму входу блока управления, выход источника питания соединен с третьим входом блока управления и входом синусно-косинусного преобразователя, синусный и косинусный выходы которого каждый через ключ и фильтр нижних частот подключен к согласующему усилителю, а управляющие входы ключей соединены- с выходом блока управления.