CN107621347A - 在模型内部利用霍尔开关测量滚转转速的机构及测量方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种在模型内部利用霍尔开关测量滚转转速的机构及测量方法，机构包括半圆形挡片、霍尔开关、开关安装架、轴承挡圈、两个轴承、外套筒和内套筒，霍尔开关包括发光二极管和光敏电阻，外套筒与模型弹体外壳连接，内套筒与天平‑支杆系统连接，内套筒位于外套筒内部且同轴，内、外套筒之间安装有两个轴承，半圆形挡片与外套筒一端的内部相连接，开关安装架与内套筒的其同侧端相连接，开关安装架上安装有霍尔开关，霍尔开关位于内、外套筒轴线的上方，半圆形挡片能够挡在霍尔开关的发光二极管和光敏电阻之间。方法是通过采集霍尔开关的方波状信号，以求出模型弹体的滚转速度。本发明不影响天平正常测力，大大降低了采集丢帧的可能性。
Description
技术领域
本发明属于空气动力风洞试验技术领域，具体涉及一种在模型内部利用霍尔开关测量滚转转速的机构及测量方法。
背景技术
风洞模型是风洞测力实验的关键设备。对于动态测量试验而言，动态测量方法简单可行、测量装置结构简单可靠是决定模型能否有效地实现动态测量的关键。测量方案复杂不仅会引起装置结构复杂，也可能对采集控制要求较高，最终输出结果不理想，造成实验数据不准确的问题。本试验主要是在常规测力的同时还要测量弹体的滚转速度。原计划在风洞的驻室内设置激光发射器，经模型表面反射到信号接收器上，采集脉冲计算滚转速度。这种方法和模型本身结构设计没有太大关系。但是，这种方案不仅校准光路难，而且模型抖动会造成模型表面反射区偏离激光造成采集丢帧。为了弥补这种测量方法的不足，计划在模型结构设计上找到一种简单可行的测速方法。
发明内容
本发明是一种在模型内部利用霍尔开关测量滚转转速的机构，用于弹体滚转测力模型整体滚转测速和部件滚转测速。
本发明的目的是为了解决利用激光发射器进行转速测量方案的不足。而研制的在模型内部利用霍尔开关测量滚转转速的结构，其结构简单、采集方便，集合了长时间在模型研制和使用方面的经验和教训。
本发明所采用的技术方案是：一种在模型内部利用霍尔开关测量滚转转速的机构，包括半圆形挡片、霍尔开关、开关安装架、轴承挡圈、两个轴承、外套筒和内套筒，霍尔开关包括发光二极管和光敏电阻，外套筒与模型弹体外壳连接，内套筒与天平-支杆系统连接，内套筒位于外套筒内部且同轴，内、外套筒之间安装有两个轴承，半圆形挡片与外套筒一端的内部相连接，开关安装架与内套筒的其同侧端相连接，开关安装架上安装有霍尔开关，霍尔开关位于内、外套筒轴线的上方，半圆形挡片能够挡在霍尔开关的发光二极管和光敏电阻之间。
本发明还具有如下技术特征：采用如上所述的机构得出的一种在模型内部利用霍尔开关测量滚转转速的方法，如下：模型弹体的弹翼受气动力带动外套筒和半圆形挡片绕模型弹体轴线转动，而霍尔开关与天平-支杆系统固定不动，当模型弹体滚转一周，有半周时间半圆形挡片使霍尔开关处于断开状态，另外半周霍尔开关处于导通状态；通过采集霍尔开关的方波状信号，以求出模型弹体的滚转速度。
本发明的优点及有益效果是：
(1)通过内套筒连接天平-支撑系统，不影响天平正常测力；
(2)利用外套筒将半圆形挡片与弹体外壳固连，实现了半圆形挡片与弹体同步转动，避免了过多传动造成输出效率降低；
(3)利用霍尔开关半周导通半周断开的输出周期，输出方波状电压信号，大大降低了采集丢帧的可能性。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明的霍尔开关原理图；
图3是本发明的采集电路图；
图4是M＝0.4弹翼安装角1.5°输出信号图；
图5是M＝0.4弹翼安装角2.5°输出信号图；
图6是M＝0.5弹翼安装角1.5°输出信号图；
图7是M＝0.5弹翼安装角2.5°输出信号图。
具体实施方式
下面根据附图举例对本发明做进一步说明：
实施例1
如图1-2所示，一种在模型内部利用霍尔开关测量滚转转速的机构，包括半圆形挡片1、霍尔开关2、开关安装架3、轴承挡圈4、两个轴承5、外套筒6和内套筒7，霍尔开关2包括发光二极管和光敏电阻，外套筒6与模型弹体外壳连接，内套筒7与天平-支杆系统连接，内套筒7位于外套筒6内部且同轴，内、外套筒7.6之间安装有两个轴承5，半圆形挡片1与外套筒一端的内部相连接，开关安装架3与内套筒7的其同侧端相连接，开关安装架3上安装有霍尔开关2，霍尔开关2位于内、外套筒7.6轴线的上方，半圆形挡片1能够挡在霍尔开关2的发光二极管和光敏电阻之间。
模型弹体的弹翼受气动力带动外套筒6和半圆形挡片1绕模型弹体轴线转动，而霍尔开关2与天平-支杆系统固定不动，当模型弹体滚转一周，有半周时间半圆形挡片1使霍尔开关2处于断开状态，另外半周霍尔开关2处于导通状态；通过采集霍尔开关2的方波状信号，以求出模型弹体的滚转速度。
实施例2
本发明的工作过程及原理：
1)通过内、外套筒分别与天平-支杆系统、模型弹体外壳相连接，天平可进行气动力测量。
2)模型弹翼受气动力，弹体发生自由滚转，通过外套筒带动内部半圆形挡片绕弹体轴线旋转；而霍尔开关与天平-支杆系统固定不动。
3)通过霍尔开关的开闭来得到转速。弹体滚转一周，有半周时间半圆形挡片处于霍尔开关的发光二极管和光敏电阻之间，二极管被半圆形挡片挡光，光敏电阻处于断开状态；另外半周时间，半圆形挡片未处于发光二级管和光敏电阻之间，二极管光照射到其光敏电阻上，光敏电阻为导通状态。霍尔开关信号线沿天平-支杆引出至洞外。测量方式是通过动态采集系统，每秒采样率为10000，在风洞流场判稳后，连续测量霍尔开关的高低电压变化，即方波状信号，以求出转速。
Claims (2)
1.一种在模型内部利用霍尔开关测量滚转转速的机构，包括半圆形挡片(1)、霍尔开关(2)、开关安装架(3)、轴承挡圈(4)、两个轴承(5)、外套筒(6)和内套筒(7)，霍尔开关(2)包括发光二极管和光敏电阻，其特征在于，外套筒(6)与模型弹体外壳连接，内套筒(7)与天平-支杆系统连接，内套筒(7)位于外套筒(6)内部且同轴，内、外套筒(7.6)之间安装有两个轴承(5)，半圆形挡片(1)与外套筒一端的内部相连接，开关安装架(3)与内套筒(7)的其同侧端相连接，开关安装架(3)上安装有霍尔开关(2)，霍尔开关(2)位于内、外套筒(7.6)轴线的上方，半圆形挡片(1)能够挡在霍尔开关(2)的发光二极管和光敏电阻之间。
2.采用如权利要求1所述的机构得出的一种在模型内部利用霍尔开关测量滚转转速的方法，其特征在于，方法如下：模型弹体的弹翼受气动力带动外套筒(6)和半圆形挡片(1)绕模型弹体轴线转动，而霍尔开关(2)与天平-支杆系统固定不动，当模型弹体滚转一周，有半周时间半圆形挡片(1)使霍尔开关(2)处于断开状态，另外半周霍尔开关(2)处于导通状态；通过采集霍尔开关(2)的方波状信号，以求出模型弹体的滚转速度。
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Publications (1)
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2017
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