Устройство для контроля варио-metpob

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик («) 830168.Ф ,г

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву— (22) Заявлено17. 04 ° 79 (21) 2754134/18-10 с присоединением заявки ¹â€” (23) ПриоритетОпубликовано 15.0581. Бюллетень.N9 18

Дата опубликования описания 1505.81 (51) М. Кл.

G 01 L 27/00

Государственный комитет.ССС P но делам изобретений н открытий (53) УДК 531 ° 787 (088 ° 8) (72) Автор изобретения

A.È. Иоффе (71) Заявитель (54 ) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ BAPHOMETPOB

Изобретение относится к приборо строению, в частности к устройствам для контроля вариометров, Известны устройства для контроля вариометров, основанные на создании в рабочей камере скорости изменения давления, пропорциональной скорости изменения высоты V, и сравнении показаний эталонного и контролируемого вариометров, имеющих одинаковый принцип действия (измерение перепада давления на капилляре). При контроле исключаются методические погрешности, присущие вариометрам (изменение вяз-. кости воздуха от температуры, постоянство температурного градиента на высотах 0-11 км и др), ведется контроль только инструментальных погрешностей, определяющих качество изготовления контролируемых приборов (1). 2О

Недостатком этих устройств является большая погрешность поддержания скорости каменения давления в рабочей камере, обусловленная наличием запаздывания в выдаче информации и скорости изменения давления в камере эталонным вариометром.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к изобретению является ус=ройство, со- З0 держащее рабочую камеру, соединенную с источником давления через управляемое пневмосопротивление и снабженную датчиком давления, электрический выход которого соединен с одним из входов суммирующего усилителя, выход которого соединен с обмоткой управляемого пневмосопротивления (2).

Однако данное устройство также не обеспечивает высокой точности контроля вариометров.

Цель изобретения — повышение точности контроля вариометров.

Постановленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее рабочую камеру, соединенную с источником давления через управляемое пневмосопротивление и снабженную датчиком давления, электрический выход которого соединен с одним из входов суммирующего усилителя, выход которого соединен с обмоткой управляемого пневмосопротивления, введены вариометрический датчик .и дифференцирующий усилитель, а датчик давления выполнен трансформаторным с модулятором на входе и демодулятором на выходе и гиперболической выходной характеристикой, к первичной обмотке которого через последовательно соединенные

830168 дифференцирующий усилитель и модулятор подключен выход вариометрического датчика, а вторичная обмотка через демодулятор соединена с одним из входов суммирующего усиилтеля, к другому входу которого подключен вариометрический датчик.

На черте>ке приведена принципиальная схема устройства.

Устройство содержит рабочую камеру

1 с контролируемым прибором 2,регулируемый дроссель 3, состоящий из подвижного игольчатого клапана 4, управляемого вручную или соединенного с катушкой 5 управления, расположен" ной в кольцевом зазоре постоянного магнита 6 и сильфона 7, выполняющего 1.> роль пружины и герметизирующего дроссель. Входное отверстие дросселя 3 через клапан 8 соединено с источником вакуума и через клапан 9 с атмосферой. Вариометрический датчик 10 и Щ барометр 11 подсоедине»ы и рабочей .камере 1. Вариометрический датчик 10 предназначен для преобразования скорости изменения давле:пя в рабочей камере 1 в напряжени= .остоянногo тока, барометр — для определения давления (высоты) в рабочей камере.Трансформаторный дат «пк 12 статического давления, состоиT .из анероидной коробки 13, с кото,>a÷ жестко связан якорь 14 трап«.форматорного кп>еобра" () зователя 15, и-,ею",,с го пе,зэ J:>:>у;а >;>, и Вторичную и. сб1- . Tl(ki ..Г е» l. .". è<.".í> >> корпус дат"-хика 12 соединен с pv5o"->ей камерой 1.

3> к Характеристика датчика (зависимость Бьходного напряжен .;я >;ат ика

0 оТ давления U камер;а, Р,.;.;г;ееT кык

1 гиперболический характер где К вЂ” постоянный коэффициент, Характеристика обеспечивается конструкцией трансформаторного преобразователя.

Дифференцирующий усилитель 16 предназначен для дифференцирования выходного напряжения вариометрического датчика 10. Модулятор 17 предназначен для преобразования постоянного напря>кения на выходе дифференцирующего усилителя и пропорциональное ему переменное напряжение, необходимое для питания трансформаторного преобразователя 15. Демодулятор 18 .предназначен для преобразования переменного выходного напря>кения датчика

12 в постоянное. Двухполярный источник 19 напря>кения предназначен для выдачи скорости изменения высоты э рабочей камере в виде напряжения.

Требуемое напряжение устанавливается с помощью потенциометра 20, который go отградуирован в единицах вертикальной скорости. Устройс во содержит суммирующий усилитель 21, входы которого соединены с выходами вариометрического датчика 10, демодулятора 18 к5 и двухполярного источника 19 напряжения, а выход подключен к катушке

5 управления регулируемого дросселя

3. Указывающий прибор 22 предназначен для визуального определения скорости изменения высоты в рабочей камере 1. Указывающий прибор представляет собой вольтметр, подключенный к выходу суммирующего усилителя 21.

Устройство работает следующим образом.

Для создания в рабочей камере 1 скорости изменения высоты, соответствующей подъему самолета, на выходном потенциометре 20 двухполярного источника 19 устанавливают напряжение

U>, соответствующее проверяемому значению вертикальной скорости. Закрывают клапан 9 и открывают клапан 8. При этом. давление Г (разрежение) через регулируемый дроссель 3 поступает в рабочую камеру 1 и из рабочей камеры в контролируемый вариометр 2, вариометрический датчик 10 и барометр 11.

Выходное напряжение вариометрического датчика поступает на вход суммирующего усилителя 21 и дифференцирующего усилителя 16. Выходное напряжение дифференциального усилителя 16 преобразуется модулятором 17 в напря:кение переменного тока, которыи,протека>» через первичную обмотку w трансформаторного преобразователя 15, датчика 12 абсолютного давления, наводит. во вторичной обмотке и датчика напряжение Uz»< которое обратно пропорционально величине абсолютного ,давления в рабочей камере где ф — магнитный поток; и„,ы- число витков в первичной и

Р т вторичной обмотках;

3 — ток в первичной обмотке;

S — площадь полюсов магнитопровода;

0 — длина воздушного зазора между якорем 14 и магнитопроводом 15;

К вЂ” постоянный коэффициент, зависящий от конструктивных параметров трансформаторного преобразователя и чувствительного элемента

13.

Напряжение U преобразуется в демодуляторе 18 в напряжение постоянного тока 0 и поступает на вход усилителя 21,где суммируется с выходным напряжением Uq вариометрического датчика 10 и напряжением U с потенциометра 20. Напряжение с выхода суммирующего усилителя U, пр>опорциональное сумме напряжений О + 0 „+ U поступает на катушку 5 управлейия

830168

Ка.

Р„ где K> — постоянный висящий от параметров

Рн — давление в (3) коэффициент, законструктивных датчика; каморе 1. 65 регулируемого дросселя 3. При этом возникает электромагнитная сила, которая перемещает иглу 4 до тех пор, пока напряжение 0 становится равным нулю. Если в процессе измерения скорость изменения давления в камере 1 превышает заданную, то игла 4 уменьшает проходное сечение дросселя, если меньше - увеличивает. В случае использования регулируемого дросселя 3, управляемого вручную, требуемая скорость изменения давления в камере 1, поддерживается по показаниям указывающего прибора 22. Определение вертикальной скорости по контролируемому вариометру осуществляется на высоте, определяемой по барометру 11. При на- 15 личии в камере 1 скорости,. соответствующей спуску самолета, в камере создают разрежение, соответствующее высоте несколько большей той, при которой необходимо провести измерение. 20

Закрывают клапан 8. На потенциометре

20 задают требуемое значение верти-. кальной скорости и открывают клапан

9. При этом поддержание требуемой скорости повышения давления в камере

1.осуществляется аналогично описанному °

Таким образом, предлагаемое устройство представляет собой систему (автоматического или ручного) регулирования скорости изменения давления в рабочей камере. Очевидно,что точность поддержания требуемой ско- рости изменения давления в камере 1 зависит от инерционности вариометрического датчика 10. В предлагаемом устройстве практически исключается запаздывание в передаче информации величине скорости изменения давления в камере 1 к органу управления скоростью — дросселю 3 или указывающему 40 прибору 22. Вариометрический датчик

10 является апериодическим звеном, переходная характеристика которогоописывается уравнением

U (t) = О,„(1- R. ), (2) 45 где 0 (t) — изменение напряжения

9 на выходе вариометрического датчика от времени при скачкообразном изменении вертикальной 50 скорости;

U — установившееся значение выходного напряжения датчика при t= eo, соответ. ствующее истинному зна- 55 чению скорости изменения высоты; à — постоянная времени датчика.

Ошибка измерения вертикальной скорости вариометрическим датчиком в переходном режиме равна

SU =, - U>(t) (4)

Из (2) — (4) следует, что динамическая ошибка зависит.от конструктивных параметров датчика и давления в камере Р, причем с увеличением высоты (уменьшением Р„) динамическая ошибка увеличивается.

После дифференцирования U на усилителе 16 получим из (2) и (3)

После преобразования напряжения

U в переменный ток с помощью модулятора 17 получим

i-=к ц (6) где К вЂ” постоянный коэффициент.

Из (1) и (6) выходное напряжение датчика 12 равно (7) Подобрав масштабы напряжений, чтобы К, К =- К, иэ (5) и (7) полуU

ВЫФ 9 О

После выпрямления напряжения Ue вик с помощью демодулятора 18 и суммирования напряжений U = U на усилителе 21 получим

BtN

U ®=о „(-е ")+U . е %х,=о„„о,, т.е. напряжение, управляющее положением иглы регулируемого дросселя 3, не зависящее от времени. При ручном управлении дросселем 3 напряжение

Ug = 0 (двухполярный источник напряжения не требуется) и указывающий прибор 22 изменяет напряжение

U V u9.

Таким образом, в предлагаемом устройстве исключается динамическая ошибка в передаче изменения скорости изменения давления в рабочей камере к показывающему прибору или регулируемому дросселю, за счет чего обеспечивается высокая точность поддержания заданной скорости изменения высоты в рабочей камере.

Формула изобретения . Устройство для контроля вариометров, содержащее рабочую камеру, соединенную с источником давления через управляемое пневмосопротивление и снабженную датчиком давления, электрический выход которого соединен с одним иэ входов суммирующего

830168

Я атюсреЮ

Составитель О.Сафонов

Редактор Л.Копецкая ТехредМ. Рейвес

КорректорА. Гриценко й

Заказ 3788/86 Тираж 907

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Подписное

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная,4 усилителя, выход которого соединен с обмоткой управляемого пневмосопротивления, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности контроля, в него введены вариометрический датчик и дифференцирующий усилитель, а датчик дарления выполнен трансформаторным с модулятором на входе и демодулятором на выходе с гиперболической выходной характеристикой, к первичной обмотке которого через последовательно соединенные дифференцирующий усилитель и модулятор подключен выход вариометрического датчика, а вторичная обмотка через демодулятор соединена с одним иэ входов суммирующего усилителя, к другому входу которого подключен вариометрический датчик.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Вариометры. Оборонгиз, 1957, с. 32, фиг.13.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 338803, кл. G 01 L 27/00, 1971 (прототип).