МАНОМЕТРИЧЕСКИЙ МОДУЛЬ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПУЛЬСАЦИЙ ДАВЛЕНИЯ

Полезная модель относится к измерительной технике, а именно к манометрии, и предназначена для измерения пульсаций давления в комплекте с пьезорезистивными датчиками давления при испытаниях летательных аппаратов.
Известна 12-ти канальная аппаратура для измерения пульсаций давления, содержащая измерительные каналы, состоящие из датчика давления ДД3-013, дифференциального усилителя переменного тока, масштабного усилителя, полосового фильтра, выходного буферного усилителя и источника тока для питания пьезорезистивного датчика пульсаций давления («Аппаратура для измерения пульсаций давления 12АД3-012М, формуляр, Россия, 1988 г.»).
Недостатком аппаратуры 12АД3-012М являются большая погрешность измерений, отсутствие режимов контроля исправности аппаратуры, невозможность дистанционного управления диапазонами измерения измерительных каналов и большие габаритные размеры.
Наиболее близким к манометрическому модулю является 16-ти канальная аппаратура для измерения пульсаций давления 16АД3-021 («Руководство по технической эксплуатации аппаратуры для измерения пульсаций давления 16АД3-021.01.000 РЭ», Россия, 2001 г).
На рис.1 показана блок-схема измерительного канала аппаратуры 16АД3-021.
Он содержит последовательно соединенные датчик пульсаций давления 1, коммутатор режимов работы 2, инструментальный усилитель 3, усилитель с переключаемым коэффициентом усиления 4, аналоговый фильтр нижних частот с переключаемыми частотами среза 5, фильтр верхних частот 6, нормирующий усилитель 7, кнопку включения режима калибровки 8, переключатель
диапазона измерения 9 и переключатель частоты среза нижних частот 10.
В данной аппаратуре управление режимами работы и установка диапазонов измерения осуществляется с помощью органов управления, расположенных на ее передней панели.
Недостатком этой аппаратуры является невозможность дистанционного управления диапазонами измерения и режимами работы измерительных каналов (в том числе во время полета), а также необходимость вольтметра или осциллографа для измерения выходного сигнала в режиме их контроля.
Недостатки известных манометрических устройств создают неудобство, а порой невозможность их предполетной подготовки без снятия с места установки в случаях отсутствия доступа к их органам управления на летательном аппарате, что значительно усложняет проведение летных испытаний.
Техническим результатом создания полезной модели является повышение эксплуатационных характеристик аппаратуры множественных измерений пульсаций давления при исследованиях аэродинамических характеристик летательных аппаратов и параметров воздухозаборника силовых установок летающих лабораторий, сокращение времени предполетной подготовки, обеспечение изменения коэффициентов усиления и диапазонов рабочих частот в полете.
Это достигается тем, что управление диапазонами измерения и режимами работы модуля осуществляется микропроцессором, который по интерфейсу связи RS-485 дистанционно выполняет команды, поступающие от выносного контрольно-проверочного устройства с цифровым табло (либо от ПЭВМ).
На рис.2 показана блок-схема одного измерительного канала манометрического модуля пульсаций давления с дистанционной установкой диапазонов измерения и возможностью контроля работы аппаратуры во время полета. Измерительный канал модуля содержит последовательно соединенные
датчик пульсаций давления 1, коммутатор режимов работы 2, инструментальный усилитель 3, программируемый усилитель 4, аналоговый фильтр нижних частот с программируемыми частотами среза 5, фильтр верхних частот 6, нормирующий усилитель 7, микропроцессор 8, интерфейс RS-485 9 и выносной пульт управления 10.
Измерительный канал модуля работает следующим образом. В процессе предполетной подготовки с помощью выносного пульта управления (или ПЭВМ) 10 оператор устанавливает требуемый коэффициент усиления в программируемом усилителе 4 и частоту среза программируемого фильтра нижних частот 5. Коды установленных коэффициента усиления и частоты среза сохраняются в микропроцессоре 8, и при каждом включении манометрического модуля они поступают соответственно на программируемый усилитель 4 и фильтр нижних частот с программируемыми частотами среза 5.
Правильность работы модуля пульсаций давления проверяется по уровню выходных сигналов измерительных каналов в режимах "калибровка" и "проверка целостности линии датчик - измерительный канал". Соответствующие режимы работы устанавливаются по командам, поступающим с выносного пульта управления 10, а уровни выходных напряжений измерительных каналов при этом контролируются по показаниям цифрового табло пульта.
В режиме измерения датчик пульсаций давления 1 преобразует измеряемое давление в электрический сигнал, который через коммутатор режимов работы 2 поступает на вход инструментального усилителя 3, который его усиливает и преобразует из дифференциального вида (по двум линиям) в несимметричный (по одной линии), далее сигнал усиливается в программируемом усилителе 4, а программируемый фильтр 5 и фильтр верхних частот 6 ограничивают его частотный спектр. После усиления до уровня, соответствующего диапазону выходных напряжений в нормирующем усилителе 7, сигнал поступает на аналоговый вход микропроцессора 8 для экспресс-анализа и на бортовой регистратор.