DE1273860B - System zum Druckvergleich an zwei Messstellen an der Aussenflaeche eines in einem Gasstrom befindlichen Koerpers - Google Patents

System zum Druckvergleich an zwei Messstellen an der Aussenflaeche eines in einem Gasstrom befindlichen Koerpers

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DE1273860B
DE1273860B DEC34949A DEC0034949A DE1273860B DE 1273860 B DE1273860 B DE 1273860B DE C34949 A DEC34949 A DE C34949A DE C0034949 A DEC0034949 A DE C0034949A DE 1273860 B DE1273860 B DE 1273860B
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cooled
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Thales SA
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CSF Compagnie Generale de Telegraphie sans Fil SA
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Description

  • System zum Druckvergleich an zwei Meßstellen an der Außenfläche eines in einem Gasstrom befindlichen Körpers Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein System zum Druckvergleich an zwei Meßstellen an der Außenfläche eines in einem Gasstrom befindlichen Körpers, insbesondere eines Luftfahrzeugs, mit wenigstens zwei gleichartigen Rohren, deren eine Enden an den Meßstellen münden und deren andere Enden in einem Gehäuse zu elektrischen Wandlern führen, die als zwei gleichartige, durch die beiden Rohre gekühlte Heizelemente ausgebildet sind, und mit einer Einrichtung zur Erzeugung eines der Temperaturdifferenz der beiden Heizelemente entsprechenden elektrischen Signals.
  • Die Erfindung eignet sich insbesondere zum Druckvergleich an verschiedenen Punkten einer Sonde, welche in dem Luftstrom angeordnet ist, der ein Drehflügelflugzeug während des Fluges umströmt.
  • Indem die Ausrichtung der Sonde so gesteuert wird, daß die verglichenen Drücke einander gleich werden, kann man die Neigung des Luftstroms gegenüber einer Bezugsrichtung des Flugzeuges messen, die senkrecht zu der Relativgeschwindigkeit des Luftstroms steht.
  • Bei bekannten Geräten dieser Art ist die Emplindlichkeit von der Relativgeschwindigkeit abhängig und bei kleinen Geschwindigkeiten völlig unzureichend.
  • Dieser Nachteil ist namentlich dann nicht mehr in Kauf zu nehmen, wenn die Fluglage oder das Gleiten eines Drehflügelflugzeugs zu messen ist, das sich im aerodynamischen Schwebezustand befindet oder durch die Hubkraft seiner Motoren direkt vertikal gehalten wird, insbesondere beim Senkrechtstart bzw. bei der Senkrechtlandung.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachteile der bekannten Geräte zu vermeiden und ein System zum Vergleich von Drücken zu schaffen, das die Meßempfindlichkeit gerade bei kleinen Geschwindigkeiten bis zu einem Schwellwert vergrößert, über dem sie im wesentlichen konstant bleibt.
  • Diese Aufgabe wird bei einem System der eingangs erwähnten Art in sehr wirtschaftlicher Weise erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die elektrisch zusammengeschalteten Heizelemente jeweils in Kammern so angeordnet sind, daß sie hinter Öffnungen unmittelbar Düsen gegenüberstehen, die in einen Hohlraum münden, der mit den Meßstellen über die Rohre in Verbindung steht.
  • Das erfindungsgemäße System bietet den besonderen Vorteil eines sehr einfachen Aufbaues. Die Anordnung kann außerordentlich kompakt und robust ausgeführt werden, wobei die Herstellungskosten niedrig sind, während zugleich eine große Betriebssicherheit und eine hohe Meßempfindlichkeit gewährleistet ist. Infolge der unmittelbar auf die Heizelemente gerichteten Luftströmungen erzielt man außerdem ein sehr schnelles Ansprechen der Anordnung.
  • Bei einer sehr vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind die beiden Meßstellen symmetrisch zur Achse des Fahrzeugs angeordnet, entlang welcher ein drittes Rohr verläuft, das mit seinem einen Ende zwischen den beiden Meßstellen mündet, während sein anderes Ende eine Düse bildet, die zwischen zwei weiteren die Kammern umgebenden Hohlräumen in den Hohlraum führt, von welchem aus die beiden Heizelemente in gleicher Weise kühlbar sind.
  • Eine solche Anordnung ermöglicht bei einfachstem Aufbau eine Geschwindigkeits- und Richtungsmessung. Es handelt sich praktisch um einen thermischen Druckdetektor mit Kompensation durch pneumatische Polarisation. Die Meßstellen tasten im wesentlichen den statischen Druck bei den in Frage kommenden Geschwindigkeiten ab. Mit Hilfe von an sich bekannten, einfachen Einrichtungen, wie einem Pitotrohr, ist es ohne weiteres möglich, die Differenz zwischen dem Druck in dem mittleren Rohr und dem Druck in einem der äußeren Rohre festzustellen. Da diese Differenz sehr nahe bei dem dynamischen Druck liegt, ist sie bei niedrigen Geschwindigkeiten dem Quadrat der Geschwindigkeit proportional; auf jeden Fall ist sie nach einer bekannten Funktion von der Geschwindigkeit abhängig.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die beiden Heizelemente Thermowiderstände, welche je einen Zweig einer ersten Brückenanordnung bilden, die über eine zweite Brücke gespeist ist, wobei eine Einrichtung zur Erzeugung einer Fehlerspannung bei Verstimmung der zweiten Brücke und zur Einspeisung in die erste Brückenanordnung vorhanden ist. Eine solche Schaltungsanordnung ist nicht nur einfach und übersichtlich, sondern trotz der hohen Meßempfindlichkeit mit verhältnismäßig wenigen Schaltungselementen realisierbar. Außerdem lassen sich Meßbereich und Steilheit der Charakteristik leicht dem jeweiligen Bedarfsfall anpassen.
  • Hierbei ist es besonders zweckmäßig, wenn in weiterer Ausgestaltung der Erfindung die erste Brückenanordnung, die einen Ausgleichsteil aus zwei gleichen Festwiderständen aufweist, sowie ein Abgleichwiderstand die einen Zweige der zweiten Brücke bilden, deren Gegenzweige durch untereinander gleiche Widerstände gebildet sind.
  • Ein weiteres Merkmal der Erfindung sieht vor, daß die Einrichtung zur Erzeugung einer Fehlerspannung aus einer Additionsschaltung besteht, die einerseits vom Abgriff zwischen den beiden Gegenzweigen der zweiten Brücke und andererseits von deren Spannungsquelle gespeist ist und die mit ihrem Ausgang über einen Verstärker induktiv an die Speisung der ersten Brücke angekoppelt ist.
  • Es sind zwar verschiedene thermoelektrische Anordnungen zur Druck- bzw. Differenzdruckmessung bekannt, bei denen, elektrisch zusammengeschaltete Thermowiderstände in einer oder zwei Kammern untergebracht sind und mit dem unter dem zu messenden Druck stehenden Medium beaufschlagt werden. So beschreibt die deutsche Patentschrift 362671 einen mit einer Membran abgeschlossenen Behälter, in welchem sich eine elektrische Brückenschaltung befindet, bei der gegenüberliegende Zweige aus Drähten mit hohen Temperaturkoeffizienten bestehen. Die deutsche Patentschrift 383 375 offenbart eine Brükkenanordnung, bei der je zwei gegenüberliegende Zweige in einer von zwei Kammern untergebracht sind, in denen Druckänderungen erzeugbar sind. Aus der USA.-Patentschrift 2358467 ist ein Druckmeßgerät bekannt, bei dem in zwei gleichartigen Zellen Gas gleicher Beschaffenheit, z. B. Helium, mit starkem Unterdruck vorhanden ist, wobei zum Ausgleich von Temperaturfehlern an die eine Zelle eine abgeschlossene und unveränderliche Kammer, an die zweite Zelle eine zweite veränderliche Kammer angeschlossen ist. Dabei enthält jede Zelle ein Heizelement, und die beiden Heizelemente liegen in einer Wheatstone-Brücke in Reihe. Ein anderes Druckmeßgerät ist in der USA.-Patentschrift 3 021 712 beschrieben, das mit einer besonderen Kalibrierschaltung versehen ist, mit der die Größe eines Ausgleichswiderstandes parallel zum Heizelement ermittelt wird, indem ein mit konstantem Strom gespeister veränderlicher Widerstand einer Druckänderung ausgesetzt wird, die einen Vollausschlag des Meßinstruments bewirkt.
  • Allen diesen bekannten Anordnungen ist gemeinsam, daß es sich um statische Meßgeräte handelt, deren Empfindlichkeit bei kleinen Druckänderungen unzureichend ist und die überdies wenig oder gar nicht auf die dynamischen Druckänderungen von mit kleiner Geschwindigkeit strömenden Gasen anspre- chen. Demgegenüber stellt das erfindungsgemäße System eine dynamische Sonde hoher Empfindlichkeit dar, bei welcher zwei Gasströmungen von den Meßstellen unmittelbar auf die Heizelemente gerichtet sind, wodurch diese in Abhängigkeit von dem jeweiligen Gasdruck strömungsgekühlt werden, ohne daß es der Füllung durch besondere Gase, abgeschlossener Zusatzkammern od. dgl. bedürfte.
  • Man kann das erfindungsgemäße System auch dazu verwenden, auf einem Leuchtschirm am Armaturenbrett eines Luftfahrzeuges die Augenblicksabweichungen des Auftreffwinkels der Luftstromlinien in bezug auf einen einzuhaltenden Auftreffwinkel anzuzeigen. Der Pilot verfügt dann über eine sichtbare Information, die ihm eine Einwirkung auf die Steuerung ermöglicht, durch die das Flugzeug in der gewünschten Fluglage oder dem gewünschten Gleitwinkel stabilisiert wird.
  • Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung beispielshalber beschrieben. Darin zeigt Fig. 1 eine Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Systems mit zwei Heizelementen, F i g. 2 das elektrische Schaltbild eines Systems nach der Erfindung zur- Erzeugung eines elektrischen Fehlersignals, F i g. 3 eine Schnittansicht einer Sonde eines erfindungsgemäßen Systems mit zwei Heizelementen und mit einem Kompensationsrohr, F i g. 4 und 5 die thermischen Kennlinien der Heizelemente des Systems nach der Erfindung ohne bzw. mit Kompensation und F i g. 6 und 7 Diagramme zum Vergleich der Empfindlichkeiten des erfindungsgemäßen Systems in verschiedenen Fällen.
  • Die Ausbildung des erfindungsgemäßen Druckvergleichsystems nach Fig. 1 umfaßt zwei Rohre 1 und 2, die im Innern eines Hohlraums 10 über zwei Düsen 11 und 12 münden. Jede Düse liegt einem Heizelement 21 bzw. 22 gegenüber. Diese Elemente sind gegen Wirbelbildungen in dem Hohlraum 10 durch eine Kammer 14 bzw. 24 geschützt, in der eine Öffnungl5 bzw. 25 angebracht ist, hinter der sich das Heizelement 21 bzw. 22 befindet. Außerdem ist je eine seitliche Öffnung 16 bzw. 26 für die Rückführung der Luft in den HohlraumlO vorhanden.
  • Die Heizelemente 21, 22 bestehen vorzugsweise aus sehr dünnen Metalldrähten, beispielsweise aus einer Eisen-Nickel-Legierung, deren Widerstand sich im wesentlichen linear mit der Temperatur ändert.
  • Zum Schutz der Heizdrähte gegen Verunreinigung sind in die Rohre 1, 2 nicht dargestellte Filter eingesetzt.
  • Im folgenden wird die Wirkungsweise der in F i g. 1 dargestellten Anordnung erläutert. Wenn der Druck im Rohr 1 stärker als im Rohr 2 ist, fließt die Luft im Hohlraum 10 von der Düse 11 zur Düse 12. Dies hat zur Folge, daß die Düse 12 Luft aus dem Hohlraum 10 ansaugt und keinen Strahl erzeugt, welcher das Heizelement 22 kühlen könnte, während die Düse 11 in umgekehrter Richtung einen das Heizelement 21 kühlenden Luftstrahl abgibt. Da die Heizelemente21, 22 auf unterschiedliche Temperaturen gebracht werden, werden auch ihre Widerstände ungleich. Es ist dann leicht möglich, mit Hilfe an sich bekannter elektrischer Schaltungsanordnungen ein Fehlersignal zu erzeugen, das zu Null wird, wenn die Drücke in den Rohren 1, 2 gleich sind, und das um so größer ist, je größer die Druckdifferenz ist.
  • Fig.2 zeigt schematisch eine Brückenschaltung, mit welcher die Differenz zwischen zwei von den Rohren 1 und 2 abgetasteten Drücken in Form einer Verstimmungsspannung gemessen werden kann. Die beiden Heizelemente 21, 22 sind in einer ersten Wheatstoneschen Brückenanordnung einander entgegengeschaltet. Diese erste Brücke enthält zwei gleiche Festwiderstände 51, 52. Sie wird zwischen den Punkten 41 und 42 gespeist. Die Verstimmungsspannung wird zwischen den Klemmen 61 und 62 mit einem Instrument 6 gemessen.
  • Zur Speisung der ersten Brückenanordnung dient vorzugsweise eine zweite Wheatstonesche Brücke, von der ein Zweig durch die erste Brückenanordnung und ein zweiter Zweig durch einen Abgleichwiderstand 70 gebildet ist. Zwei einander gleiche Widerstände 71, 72 bilden die beiden Gegenzweige dieser zweiten Brücke. Die zweite Brückenschaltung wird von einer Stromquelle 4 gespeist. Der Abgriff 76 zwischen den beiden Widerständen 71, 72 ist mit dem einen Eingang einer Additionsschaltung 73 verbunden, die an ihrem anderen Eingang die Spannung von der Stromquelle 4 empfängt und deren Ausgang die erste Brückenanordnung an den Punkten 41, 42 über einen Verstärker74 und einen Transformator 75 speist. Die Primärwicklung des Transformators liegt einpolig an Masse, während seine Sekundärwicklung zwischen den beiden Widerständen 70, 71 und dem Punkt 42 angeschlossen ist.
  • Diese Anordnung arbeitet in folgender Weise: Die Summe Rl+R2 der Widerstände der Heizelemente 21, 22 nimmt im Betrieb unter der Wirkung eines Luftstrahls ab, welcher den Widerstand des gekühlten Heizdrahts herabsetzt. Eine von der Geschwindigkeit des Luftstroms abhängige Verstimmungsspannung tritt am Abgriff 76 der zweiten Brücke auf.
  • Diese Spannung wird in der Additionsschaltung 73 zu der Spannung der Stromquelle 4 addiert. Hierdurch wird also die Empfindlichkeit des Systems vergrößert. Die Zunahme der Stromstärke bei einer Erhöhung der Luftstromgeschwindigkeit ist nämlich ohne merkliche Einwirkung auf die Temperatur des gekühlten Heizdrahts, da die zugeführte zusätzliche Wärme von dem schnelleren Luftstrom abgeführt wird. Die Temperatur des nicht gekühlten Heizdrahts nimmt hingegen zu, so daß dessen Widerstand vergrößert wird, bis der Gesamtwiderstand R1 + R2 seinen Ruhewert wieder erlangt hat und die Verstimmungsspannung am Abgriff 76 zu Null wird. Das Hinzufügen der zweiten Brücke hat somit die Wirkung, daß die Differenz JR = -R2 vergrößert wird, aus der sich die Verstimmungsspannung der ersten Brückenanordnung ergibt und deren Wert der Differenz X p der abgetasteten Drücke entspricht.
  • Die zwischen den Klemmen 61 und 62 erscheinende Verstimmungsspannung e der ersten Brückenanordnung kann entweder direkt in dem Instrument 6 oder nach entsprechender Verstärkung in einer nicht dargestellten Regelschleife verwertet werden. Das Vorzeichen dieser Spannung entspricht der Strömungsrichtung des Strömungsmediums. Die Verstimmungsspannung geht unter Vorzeichenwechsel durch Null, wenn die beiden abgetasteten Drücke einander gleich sind; sie ist auf den Wert t eM begrenzt, der erreicht wird, wenn der dem Luftstrahl ausgesetzte Heizdraht nicht mehr weitergekühlt werden kann.
  • Fig. 3 zeigt im Querschnitt eine Sonde S, die durch ein zylindrisches Rohr gebildet ist, dessen Mantellinien senkrecht zu der Geschwindigkeit V der Strömungslinien der Luft stehen. Diese Sonde hat eine Symmetrieebene, die parallel zu den Mantellinien ihrer Zylinderfläche liegt. In der Wand der Sonde S sind die zwei Meßstellen 31, 32 in gleichen Abständen beiderseits dieser Symmetrieebene angebracht, in der die Achse einer Mittelöffnung 30 liegt.
  • Drei Rohre 1, 2 und 3 verbinden die drei Öffnungen 31, 32 und 30 mit dem Gehäuse des Druckdifferenzdetektors. Das Rohr 3 mündet in einen Hohlraum 10 in der Mitte des Gehäuses D über eine Düse 13 mit großem Strömungswiderstand.
  • Das Rohr 1 mündet in einen Hohlraum 101, der in dem Gehäuse angebracht und mit dem Hohlraum 10 über eine Düse 12 mit geringem Strömungswiderstand verbunden ist. Die Düse 12 richtet gegebenenfalls einen Luftstrahl auf das Heizelement22, das gegen Wirbelbildung durch die Kammer 24 geschützt ist, in der gegenüber der Düse 12 eine Öffnung 25 für den Lufteintritt und seitlich eine Öffnung 26 für den Luftaustritt angebracht ist. Symmetrisch dazu mündet das Rohr 2 in einen Hohlraum 102, der mit dem Hohlraum 10 über eine Düse 11 von gleichem Strömungswiderstand wie die Düse 12 verbunden ist.
  • Die Heizelemente 21, 22 werden durch eine nicht dargestellte Stromquelle mit einem Strom geheizt, dessen Stärke mit der Geschwindigkeit des Luftstroms ansteigt, wobei vorzugsweise der elektrische Gesamtwiderstand konstant bleibt.
  • Die Wirkungsweise des in F i g. 3 dargestellten Systems ist folgende. Zunächst sei der Fall betrachtet, daß die Stromlinien der Luft in einem Auftreffwinkel i0 in bezug auf eine mit dem Flugzeug verknüpfte Bezugsrichtung ' auftreffen, wobei die Symmetrieebene der Sonde S selbst um den Winkel i0 gegen die Richtung ' geneigt ist. Dies bedeutet, daß die Symmetrieebene der Sonde S den Vektor V0 der Relativgeschwindigkeit der Luftstromlinien enthält.
  • Unter diesen Bedingungen ist der an der Öffnung 30 abgetastete Druck gleich der Summe von statischem und dynamischem Druck des Luftstroms. Die an den Meßstellen 31, 32 abgetasteten Drücke sind beide der Summe des statischen Drucks und eines gleichen Bruchteils des dynamischen Drucks gleich, wobei dieser Bruchteil um so kleiner ist, je stärker die Eingänge der Öffnungen gegen V0 geneigt sind, und bei einer von der Geschwindigkeit abhängigen bestimmten Neigung zu Null wird. Wenn insbesondere die Achsen der Meßstellen 31, 32 einen Winkel von etwa 33,50 mit der Richtung V0 bilden, sind die dort abgetasteten Drücke im wesentlichen gleich dem statischen Druck, zumindest solange die Geschwindigkeit etwa 200 m/sec nicht übersteigt. Auf jeden Fall sind die von den beiden Düsen 11, 12 abgegebenen Strömungen gleich, wenn die Symmetrieebene der SondeS in die Richtung der Luftströmung eingestellt ist, und das Fehlersignal, das beispielsweise von einer Brückenschaltung der in F i g. 2 gezeigten Art abgegeben wird, hat dann den Wert Null.
  • Nun sei der allgemeine Fall eines fehlenden Abgleichs des Detektorsystems betrachtet, in welchem der Vektor der Relativgeschwindigkeit V um einen kleinen Winkel ni gegen die Symmetrieebene der Sonde geneigt ist. Der an der Meßstelle 31 abgetastete Druck vergrößert sich gegenüber dem an der Meßstelle 32 abgetasteten Druck um dp. Ein Luftstrom, dessen Größe der Druckdifferenz zIp p proportional ist, bildet sich dann zwischen den Rohren 1 und 2 aus. Alles läuft so ab, als ob dieser Luftstrom zu dem auf das Element21 gerichteten Strahl der Düse 11 addiert und von dem auf das Element 22 gerichteten Strahl der Düse 12 abgezogen wird.
  • Wenn man diese Arbeitsweise mit derjenigen der Anordnung von Fig. 1 vergleicht, ist zu erkennen, daß die Temperatur der Heizelemente für A i = 0 auf der Kennlinie R(T) von dem der maximalen Temperatur eines gekühlten Elements entsprechenden Ende TM (Fig. 4) auf einen Arbeitspunkt T0 zwischen TM und Tm gebracht wird (Fig. 5), wobei Tm die kleinste Temperatur eines Heizelements im wirksamen Bereich seiner Abkühlung ist. In F i g. 4 und 5 ist die Änderung der Widerstände Ri, R2 der beiden Heizelemente als Funktion der Temperatur T ohne bzw. mit pneumatischer Polarisation dargestellt.
  • In beiden Fällen ist die Empfindlichkeit des Detektors proportional dem Wert #(R1-R2) #i Im Fall von Fig. 4 gilt (Ri -R2)= R1; im Fall von F i g. 5 gilt jedoch: d (R, = = AR1 - ~ 2 - JRt, da jT2tXT1, also jR2 -AR1 ist.
  • In den F i g. 6 und 7 ist die Änderung des Fehlersignals e (A i) als Funktion des Auftreffwinkels A i ausgezogen für eine Anordnung mit pneumatischer Polarisation und gestrichelt für einen thermischen Detektor ohne pneumatische Polarisation dargestellt.
  • Fig.6 entspricht geringen Geschwindigkeiten und F i g. 7 entspricht großen Geschwindigkeiten. Aus F i g. 6 ist erkennbar, daß die durch die Steilheit der Kurve e (A i) ausgedrückte Empfindlichkeit mit pneumatischer Polarisation im wesentlichen doppelt so groß ist. Wie Fig. 7 zeigt, behält die Empfindlichkeit mit pneumatischer Polarisation bei Geschwindigkeiten oberhalb einer von der Sonde selbst abhängigen bestimmten Geschwindigkeit VS den bei dieser Geschwindigkeit erreichten Wert. Ohne Kompensation wächst die Empfindlichkeit weiter, ist aber nicht auf eine bestimmte Geschwindigkeit begrenzt, so daß sie bei großen Geschwindigkeiten die mit Kompensation erreichte Empfindlichkeit übersteigt.
  • Die Begrenzung der Empfindlichkeit im Fall der Kompensation beruht auf folgender Tatsache. Wenn das am stärksten gekühlte Element die minimale Temperatur Tm erreicht, befindet sich das andere Element im wesentlichen auf der maximalen Temperatur TM, da es von dem Wert Die s an keinen Strahl mehr empfängt, so daß die Differenz R1 - R2 und damit das Fehlersignal e unveränderlich auf ihren maximalen Werten RM Rm bzw. eM bleiben, wenn A i über den Wertdi, hinaus ansteigt und die Geschwindigkeit über Vs hinaus zunimmt. Man sieht, daß die Empfindlichkeit im Ursprung einen Grenzwert hat, der von dem Auftreffwinkel /1 iS abhängt, welcher seinerseits durch die Abmessungsverhältnisse der Düsen 11, 12 und 13 bestimmt ist. Diese verhalten sich in dem geschlossenen pneumatischen Kreis wie elektrische Impedanzen in einem elektrischen Stromkreis.
  • Man bestimmt den Wert der pneumatischen Impedanz z3 der Düse 13 in Abhängigkeit von der pneumatischen Impedanz z1 = z2 = z der Düsen 11, 12 in der Weise, daß die Empfindlichkeit im Ursprung den gewünschten Wert hat, beispielsweise zur Festlegung der Verstärkung einer zugehörigen Regelschleife. In der Praxis ist die Impedanz z3 sehr groß gegen z. Um beispielsweise SiS= 0,150 zu erreichen, muß man z8 = 132,5 z wählen.
  • Im Falle eines Detektors mit Kompensation ist es besonders günstig, die Heizelemente 21, 22 mit einem veränderlichen Heizstrom zu speisen, wie oben an Hand Fig.2 beschrieben, damit der Empfindlichkeitsverlust infolge innerer Wirbelbildung bei großen Geschwindigkeiten kompensiert wird. Die sich aus der Turbulenz ergebenden inneren Druckschwankungen haben die Wirkung, daß der zu kühlende Heizdraht kräftiger gekühlt wird, daß aber auch das Heizelement gekühlt wird, das eigentlich nicht gekühlt werden sollte. Wenn der Heizstrom konstant wäre, würde man insgesamt einen außerordentlich störenden Abfall der Fehlerspannung feststellen. Der Servomotor würde nicht mehr ausreichend gespeist, um die Sonde S auf den Winkel i0 in bezug auf die mit dem Flugzeug verknüpfte Bezugsrichtung zurückzubringen. Der veränderliche Heizstrom hat die Wirkung, daß die Summe der Widerstände der Heizelemente und damit die Summe ihrer Temperaturen konstant gehalten wird. Infolgedessen wird aber die von der Wirbelbildung hervorgerufene Absenkung der gesamten Temperaturen durch einen stärkeren Heizstrom begrenzt, welcher die Verstimmung der Brücke auf dem Wert zu halten sucht, den sie ohne Turbulenz hätte.

Claims (5)

  1. Patentansprüche: 1. System zum Druckvergleich an zwei Meßstellen an der Außenfläche eines in einem Gasstrom befindlichen Körpers, insbesondere eines Luftfahrzeuges, mit wenigstens zwei gleichartigen Rohren, deren eine Enden an den Meßstellen münden und deren andere Enden in einem Gehäuse zu elektrischen Wandlern führen, die als zwei gleichartige, durch die beiden Rohre gekühlte Heizelemente ausgebildet sind, und mit einer Einrichtung zur Erzeugung eines der Temperaturdifferenz der beiden Heizelemente entsprechenden elektrischen Signals, d a d u r c h g e -kennzeichnet, daß die elektrisch zusammengeschalteten Heizelemente (21, 22) jeweils in Kammern (14, 24) so angeordnet sind, daß sie hinter Öffnungen (15, 25) unmittelbar Düsen (11, 12) gegenüberstehen, die in einen Hohlraum (10) münden, der mit den Meßstellen (31, 32) über die Rohre (1, 2) in Verbindung steht.
  2. 2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Meßstellen (31, 32) symmetrisch zur Achse des Körpers bzw. Fahrzeuges angeordnet sind, entlang welcher ein drittes Rohr (3) verläuft, das mit seinem einen Ende zwischen den beiden Meßstellen (31, 32) mündet, während sein anderes Ende eine Düse (13) bildet, die zwischen zwei weiteren, die Kammern (14, 24) umgebenden Hohlräumen(101, 102) in den Hohlraum (10) führt, von welchem aus die beiden Heizelemente (21, 22) in gleicher Weise kühlbar sind.
  3. 3. System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Heizelemente (21, 22) Thermowiderstände sind, welche je einen Zweig einer ersten Brückenanordnung bilden, die über eine zweite Brücke gespeist ist, und daß eine Einrichtung zur Erzeugung einer Fehlerspannung bei Verstimmung der zweiten Brücke und zur Einspeisung in die erste Brückenanordnung vorhanden ist.
  4. 4. System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Brückenanordnung, die einen Ausgleichsteil aus zwei gleichen Festwider- ständen (51, 52) aufweist, sowie ein Abgleichwiderstand (70) die einen Zweige der zweiten Brücke bilden, deren Gegenzweige durch untereinander gleiche Widerstände (71, 72) gebildet sind.
  5. 5. System nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Erzeugung einer Fehlerspannung aus einer Additionsschaltung (73) besteht, die einerseits vom Abgriff (76) zwischen den beiden Gegenzweigen (71, 72) der zweiten Brücke und andererseits von deren Spannungsquelle (4) gespeist ist und die mit ihrem Ausgang über einen Verstärker (74) induktiv an die Speisung der ersten Brücke angekoppelt ist.
    In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 362671, 383375; USA.-Patentschriften Nr. 2 358 467, 3021 712.
DEC34949A 1964-01-27 1965-01-26 System zum Druckvergleich an zwei Messstellen an der Aussenflaeche eines in einem Gasstrom befindlichen Koerpers Pending DE1273860B (de)

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