RU2285268C1 - Device for measurement of speed and acceleration of thrown object - Google Patents

Device for measurement of speed and acceleration of thrown object Download PDF

Info

Publication number
RU2285268C1
RU2285268C1 RU2005109398/28A RU2005109398A RU2285268C1 RU 2285268 C1 RU2285268 C1 RU 2285268C1 RU 2005109398/28 A RU2005109398/28 A RU 2005109398/28A RU 2005109398 A RU2005109398 A RU 2005109398A RU 2285268 C1 RU2285268 C1 RU 2285268C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
frames
passage
pulse
speed
missile element
Prior art date
Application number
RU2005109398/28A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2005109398A (en
Inventor
Александр Петрович Иванов (RU)
Александр Петрович Иванов
Максим Русланович Колиев (RU)
Максим Русланович КОЛИЕВ
Original Assignee
Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный институт авиационного моторостроения им. П.И. Баранова"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный институт авиационного моторостроения им. П.И. Баранова" filed Critical Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный институт авиационного моторостроения им. П.И. Баранова"
Priority to RU2005109398/28A priority Critical patent/RU2285268C1/en
Publication of RU2005109398A publication Critical patent/RU2005109398A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2285268C1 publication Critical patent/RU2285268C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)

Abstract

FIELD: inspection-measuring technique.
SUBSTANCE: device has frames disposed at ends of measure route. Mirrors are installed at sides of any frame. Frames have to be detectors of passage of thrown object. Frames have vertical and lower horizontal walls. Frames are disposed along trajectory of passage of thrown object. There are semiconductor laser radiators fastened to vertical walls of frames. Radiators form mesh composed of laser beams. Passage detector is mounted onto cut of shaft of throwing device and it is connected with controlled quartz pulse oscillator. Other passage detectors are placed at base distances. Detectors are connected with pulse counters. Pulse counters are connected with controlled quartz laser oscillator. Passage detector, mounted at cut of shaft of throwing device, starts controlled quartz pulse oscillator.
EFFECT: simplified design; improved reliability; widened operational abilities.
2 dwg

Description

Изобретение относится к контрольной измерительной технике и может быть использовано для определения скорости и ускорения метаемого элемента, например, при отработке конструкций метаемого элемента и метательных устройств.The invention relates to a control measuring technique and can be used to determine the speed and acceleration of a missile element, for example, when practicing designs of a missile element and propelling devices.

Известно "Устройство для измерения скорости полета метаемого тела", патент РФ №2216025 от 17.07.2001 г., в котором индикатором прохождения метаемого элемента являются электрические контакты, замыкающие электрическую цепь, контакты выполнены подвижными и установлены на гибких пластинах, на которые опираются установленные на границах базового расстояния упругие лепестки, которые при воздействии метаемого элемента взаимодействуют с гибкими пластинами контактов и замыкают их, причем первая пара контактов при замыкании включает измерительный прибор, а вторая его выключает.It is known "Device for measuring the flying speed of a missile body", patent of the Russian Federation No. 2216025 dated 07/17/2001, in which the indicator of the passage of the missile element are electrical contacts that close the electrical circuit, the contacts are movable and mounted on flexible plates, on which are mounted mounted on the boundaries of the base distance are elastic petals that, when exposed to a throwing element, interact with the flexible contact plates and close them, and the first pair of contacts, when closed, includes measuring boron, and the second it turns off.

Недостатком данного технического решения является низкая точность определения заданных величин, а также необходимость замены после каждого пуска метаемого элемента упругих лепестков, повреждаемых метаемым элементом.The disadvantage of this technical solution is the low accuracy of determining the set values, as well as the need to replace after each start of the missile element elastic petals damaged by the missile element.

Наиболее близким техническим решением к заявленному и принятому за прототип является "Устройство для измерении скорости объекта", патент РФ №2046343 от 15.07.1992 г., содержащее размещенные на концах мерного участка трассы две опорные рамки с горизонтальными и вертикальными стенками, имеющими источники излучения и приемники излучения, которые связаны с регистрирующим устройством, полупрозрачные зеркала, установленные на горизонтальных и вертикальных сторонах каждой рамки.The closest technical solution to the declared and adopted as a prototype is “Device for measuring the speed of an object”, RF patent No. 2046343 dated 07.15.1992, containing two supporting frames with horizontal and vertical walls having radiation sources and located at the ends of the measured section of the route radiation receivers that are connected to the recording device, translucent mirrors mounted on the horizontal and vertical sides of each frame.

Недостатком данного технического решения является сложность конструкции, высокая его стоимость, а также отсутствие возможности измерения ускорения объекта.The disadvantage of this technical solution is the complexity of the design, its high cost, as well as the inability to measure the acceleration of the object.

Технической задачей заявляемого технического решения является упрощение конструкции, повышение надежности и расширение эксплуатационных возможностей устройства.The technical task of the proposed technical solution is to simplify the design, increase reliability and expand the operational capabilities of the device.

Решение технической задачи заключается в том, что в устройстве для измерения скорости и ускорения метаемого элемента, содержащем размещенные на концах мерного участка трассы рамки, имеющие источники излучения и приемники излучения, которые связаны с регистрирующими устройствами, зеркала, установленные на сторонах каждой рамки, при этом рамки, являющиеся датчиками пролета метаемого элемента, имеют вертикальные и нижнюю горизонтальную стенки и расположены вдоль трассы траектории пролета метаемого элемента, имеют закрепленные на их вертикальных стенках полупроводниковые лазерные излучатели, образующие сетку из лучей лазера, и отражающие зеркала, причем один датчик пролета установлен на срезе ствола метательного устройства и соединен с регулируемым кварцевым генератором импульсов, а другие датчики пролета установлены на базовых расстояниях L1 и L2, каждый из которых соединен со счетчиком импульсов, а счетчики импульсов соединены с регулируемым кварцевым генератором импульсов, при этом датчик пролета, установленный на срезе ствола метательного устройства, запускает регулируемый кварцевый генератор импульсов, импульсы с которого одновременно начинают поступать на счетчики импульсов и которые останавливаются при поступлении сигналов с подключенных к ним датчиков пролета при пролете мимо них метаемого элемента.The solution to the technical problem lies in the fact that in a device for measuring the speed and acceleration of a missile element, containing frames located at the ends of the measuring section of the track, having radiation sources and radiation receivers that are connected to recording devices, mirrors mounted on the sides of each frame, the frames, which are sensors of the span of the projectile element, have vertical and lower horizontal walls and are located along the path of the trajectory of the projectile element’s flight, are fastened to their vertices ikalnyh walls semiconductor laser emitters defining a grid of laser beams, and reflecting mirrors, wherein one sensor passage is set to cut the throwing device of the trunk and connected with an adjustable quartz pulse generator, and other flight sensors are mounted on the basic distances L 1 and L 2, each of which is connected to the pulse counter, and the pulse counters are connected to an adjustable quartz pulse generator, while the span sensor mounted on the cut of the barrel of the throwing device starts adjusted is quartz pulse generator, the impulses from which is started simultaneously supplied to the pulse counters and which stop signaling when entering a passage connected thereto sensors during passage past them propelled element.

На фиг.1 показана схема устройства для измерения скорости и ускорения метаемого элемента.Figure 1 shows a diagram of a device for measuring the speed and acceleration of a missile element.

На фиг.2 схематично показан датчик пролета.Figure 2 schematically shows a span sensor.

Устройство для измерения скорости и ускорения метаемого элемента на фиг.1 содержит регулируемый кварцевый генератор 1 импульсов, счетчики 2 и 3 импульсов, датчики 4, 5 и 6 пролета метаемого элемента 8, метательное устройство 7, срез ствола 13 метательного устройства 7, а на фиг.2, где показана схема датчика пролета, он имеет нижнюю горизонтальную стенку 14, вертикальные стенки 9. На вертикальных стенках 9 закреплены полупроводниковый лазерный излучатель 10, отражающие зеркала 11, фотоприемник 12, при этом датчик 4 пролета установлен на срезе ствола 13 метательного устройства 7 и соединен с регулируемым кварцевым генератором 1 импульсов, а датчики 5 и 6 установлены вдоль трассы траектории полета метаемого элемента 8 на базовых расстояниях L1 и L2, каждый из которых соединен со счетчиками 2 и 3 импульсов соответственно, при этом счетчики импульсов 2 и 3 соединены с регулируемым кварцевым генератором 1 импульсов.The device for measuring the speed and acceleration of the missile element in figure 1 contains an adjustable crystal oscillator 1 pulses, counters 2 and 3 pulses, sensors 4, 5 and 6 span of the missile element 8, throwing device 7, a cut of the barrel 13 of the throwing device 7, and in Fig. .2, where the span sensor diagram is shown, it has a lower horizontal wall 14, vertical walls 9. A semiconductor laser emitter 10, reflecting mirrors 11, a photodetector 12 are mounted on the vertical walls 9, while the span sensor 4 is mounted on a barrel cut 13 me atelnogo device 7 and is connected to an adjustable crystal oscillator 1 pulses, and the sensors 5 and 6 are mounted along the path trajectory projectile element 8 at baseline distances L 1 and L 2, each of which is connected to the counters 2 and 3 pulses, respectively, with pulse counters 2 and 3 are connected to an adjustable crystal oscillator 1 pulses.

Работа устройства для измерения скорости и ускорения метаемого элемента осуществляется следующим образом.The operation of the device for measuring the speed and acceleration of a missile element is as follows.

При пересечении метаемым элементом 8 лазерного луча, исходящего от полупроводникового лазерного излучателя 10 датчика 4, установленного на срезе ствола 13 метательного устройства 7, запускается регулируемый кварцевый генератор 1 импульсов, импульсы с генератора 1 поступают одновременно на счетчики 2 и 3 импульсов. При пересечении метаемым элементом 8 лазерного луча каждого следующего датчика подключенный к нему счетчик останавливается и фиксирует количество импульсов, прошедшее за время пролета метаемого элемента 8 от метательного устройства 7 до этого датчика.When the throwing element 8 intersects the laser beam emanating from the semiconductor laser emitter 10 of the sensor 4 mounted on a section of the barrel 13 of the throwing device 7, an adjustable quartz pulse generator 1 is started, pulses from the generator 1 are sent simultaneously to the 2 and 3 pulse counters. When the throwing element 8 of the laser beam crosses each next sensor, the counter connected to it stops and fixes the number of pulses elapsed during the flight of the throwing element 8 from the throwing device 7 to this sensor.

Зная базовые расстояния L1 и L2 и частоту следования импульсов генератора, можно посчитать время, за которое метаемый элемент пролетел от среза ствола метательного устройства до соответствующего датчика, а зная время и путь, можно определить скорость по известной формуле:Knowing the base distances L 1 and L 2 and the pulse repetition rate of the generator, we can calculate the time during which the missile element flew from the barrel of the throwing device to the corresponding sensor, and knowing the time and path, you can determine the speed using the well-known formula:

Figure 00000002
Figure 00000002

где V - скорость метаемого элемента;where V is the speed of the missile element;

S - расстояние между датчиками,S is the distance between the sensors,

а время пролета метаемого элемента между датчиками находят по соотношению:and the flight time of the missile element between the sensors is found by the ratio:

Figure 00000003
Figure 00000003

где t - время пролета метаемого элемента между датчиками;where t is the flight time of the missile element between the sensors;

f - частота генератора импульсов в герцах;f is the frequency of the pulse generator in hertz;

к - количество импульсов, которое насчитает счетчик до остановки.to - the number of pulses that counts the counter to a stop.

Ускорение метаемого элемента на каждом участке трассы можно найти, зная разницу скоростей (V1-V2) на определенном участке трассы, определив по формулеThe acceleration of the missile element on each section of the route can be found, knowing the difference in speeds (V 1 -V 2 ) on a specific section of the route, determined by the formula

Figure 00000004
Figure 00000004

а - ускорение метаемого элемента на данном участке трассы.a - acceleration of the missile element in this section of the route.

Разрешающая способность и точность устройства определяется точностью настройки и нестабильностью частоты кварцевого генератора. Например, точность настройки частоты тактового малогабаритного генератора ГК 164ПА составляет ±5·10-6, а нестабильность частоты -±1,5·10-6. Погрешность электронных счетчиков составляет 1-2 единицы младшего разряда. Например, при частоте генератора 10 МГц (107 импульсов в секунду) и скорости метаемого элемента 1000 м/с на трассе 1000 метров, учитывая погрешность генератора и счетчика, погрешность подсчета импульсов не более ±10 импульсов, что составит 0,001% от 10 импульсов, а значит погрешность для скорости метаемого элемента 1000 м/с составит не более ±10 см/с. Для меньших скоростей погрешность еще меньше. Помехи и наводки практически не оказывают влияния на работу устройства, т.к. сигналы в цепях цифровые с амплитудой от 5 до 15 вольт в зависимости от серии используемых микросхем, а не аналоговые.The resolution and accuracy of the device is determined by the tuning accuracy and frequency instability of the crystal oscillator. For example, the frequency tuning accuracy of the small-sized clock generator GK 164PA is ± 5 · 10 -6 , and the frequency instability is ± 1.5 · 10 -6 . The error of electronic meters is 1-2 units of the least significant bit. For example, with a generator frequency of 10 MHz (10 7 pulses per second) and a missile element speed of 1000 m / s on a track of 1000 meters, taking into account the error of the generator and counter, the error in counting pulses is not more than ± 10 pulses, which will be 0.001% of 10 pulses, and therefore the error for the speed of the missile element 1000 m / s will be no more than ± 10 cm / s. For lower speeds, the error is even less. Interference and interference practically do not affect the operation of the device, as the signals in the circuits are digital with an amplitude of 5 to 15 volts, depending on the series of microcircuits used, and not analog.

Метаемые элементы могут быть любого размера и формы и из любого непрозрачного материала. Минимальные размеры метаемого элемента ограничиваются только диаметром луча используемого лазера и расстоянием между лучами в лазерной рамке.Thrown elements can be of any size and shape and from any opaque material. The minimum dimensions of the missile element are limited only by the beam diameter of the laser used and the distance between the beams in the laser frame.

Диапазон измеряемых скоростей метаемого элемента от минимальных до гиперзвуковых. Минимальная измеряемая скорость ограничивается только емкостью используемых счетчиков, т.к. при маленьких скоростях и больших расстояниях между рамками счетчики импульсов могут переполняться. Для измеряемых скоростей и используемых частотах генератора достаточно счетчиков емкостью в 4-6 разрядов.The range of measured speeds of the missile element from minimum to hypersonic. The minimum measured speed is limited only by the capacity of the meters used, because at low speeds and large distances between the frames, the pulse counters can overflow. For measured speeds and used frequencies of the generator, counters with a capacity of 4-6 digits are sufficient.

Отклонение траектории полета метаемого элемента может достигать значительных величин, поэтому расстояние между створками рамок может быть увеличено до нескольких метров без потери точности измерений. Количество отражающих зеркал, установленных на створках рамок, также может быть увеличено до нескольких десятков для уменьшения расстояния между лучами и фиксации пролета метаемого элемента малого калибра.The deviation of the flight path of the missile element can reach significant values, therefore, the distance between the leaflets of the frames can be increased to several meters without loss of measurement accuracy. The number of reflecting mirrors mounted on the sash frames can also be increased to several tens to reduce the distance between the beams and fix the span of the missile element of small caliber.

Таким образом, использование заявляемого технического решения обеспечивает высокую точность измерения скорости и ускорения метаемого элемента, невосприимчивость к помехам и наводкам цифрового сигнала, позволяет проводить измерения при большом разбросе траектории полета метаемого элемента, повышает надежность устройства, снижает его стоимость, при этом калибры метаемых элементов могут быть от нескольких мм до максимальных, сам метаемый элемент может быть из любого непрозрачного материала, не требуется использования высоковольтного оборудования.Thus, the use of the proposed technical solution provides high accuracy of measuring the speed and acceleration of the missile element, immunity to interference and interference from a digital signal, allows measurements with a large spread in the flight path of the missile element, increases the reliability of the device, reduces its cost, while calibers of missile elements can be from a few mm to the maximum, the missile element itself can be from any opaque material, the use of high-voltage is not required equipment.

Claims (1)

Устройство для измерения скорости и ускорения метаемого элемента, содержащее размещенные на концах мерного участка трассы рамки, имеющие источники излучения и приемники излучения, которые связаны с регистрирующими устройствами, зеркала, установленные на сторонах каждой рамки, отличающееся тем, что рамки являются датчиками пролета метаемого элемента, имеют вертикальные и нижнюю горизонтальную стенки и расположены вдоль трассы траектории полета метаемого элемента, имеют закрепленные на их вертикальных стенках полупроводниковые лазерные излучатели, образующие сетку из лучей лазера, и отражающие зеркала, при этом один датчик пролета установлен на срезе ствола метательного устройства и соединен с регулируемым кварцевым генератором импульсов, а другие датчики пролета установлены на базовых расстояниях L1 и L2, каждый из которых соединен со счетчиком импульсов, а счетчики импульсов соединены с регулируемым кварцевым генератором импульсов.A device for measuring the speed and acceleration of a missile element, containing frames located at the ends of the measuring section of the track, having radiation sources and radiation receivers that are connected to recording devices, mirrors mounted on the sides of each frame, characterized in that the frames are sensors of the missile element span, have vertical and lower horizontal walls and are located along the path of the trajectory of the missile element, have semiconductor lasers mounted on their vertical walls emitters forming a network of laser beams and reflecting mirrors, while one span sensor is mounted on a section of the barrel of the throwing device and connected to an adjustable quartz pulse generator, and the other span sensors are installed at base distances L 1 and L 2 , each of which is connected with a pulse counter, and pulse counters connected to an adjustable quartz pulse generator.
RU2005109398/28A 2005-04-04 2005-04-04 Device for measurement of speed and acceleration of thrown object RU2285268C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005109398/28A RU2285268C1 (en) 2005-04-04 2005-04-04 Device for measurement of speed and acceleration of thrown object

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005109398/28A RU2285268C1 (en) 2005-04-04 2005-04-04 Device for measurement of speed and acceleration of thrown object

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2005109398A RU2005109398A (en) 2006-09-10
RU2285268C1 true RU2285268C1 (en) 2006-10-10

Family

ID=37112586

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2005109398/28A RU2285268C1 (en) 2005-04-04 2005-04-04 Device for measurement of speed and acceleration of thrown object

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2285268C1 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
RU2005109398A (en) 2006-09-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US2775748A (en) Apparatus for measuring liquid levels
Boynton et al. Precision Measurement of the Frequency Decay of the Crab Nebula Pulsar, NP 0532
US3657659A (en) Method and means for measuring phase difference
EP0218293A1 (en) A method and an apparatus for determining the velocity, direction and other magnitudes of a flow, in particular a gas flow
RU2285268C1 (en) Device for measurement of speed and acceleration of thrown object
US3817083A (en) Device and process for measuring a characteristic value of the operation of a clockwork
US3458709A (en) Time reference angle encoder using radiation sensitive means
US2903881A (en) Timing apparatus
US2292153A (en) Aircraft ground speed indicator
RU2584794C1 (en) Device for determination of distance travelled by ground transport
US3434785A (en) Beam sweeping optical distance meter
US2626986A (en) System for determination of velocity
US3003107A (en) Apparatus for measuring the frequency of a cyclic phenomenon
RU2232388C2 (en) Device determining detonation speed of low-power detonating cords of waveguide type with transparent sheath
US4452531A (en) Method and means of determining acceleration
SU143600A1 (en) Method for measuring the speed of movement of opaque bodies
US3559478A (en) Inertial sensing system for use in navigation and guidance
SU555358A1 (en) Device for adjusting airborne radiosondes with active range response
US3882736A (en) Apparatus for maintaining an object in bouncing motion, and for sensing and indicating the position and/or motion thereof
SU498495A1 (en) A device for measuring the level of liquid in a tank
SU626410A1 (en) Ultrasonic oscillation propagation velocity meter
JPS55152406A (en) Boom length detector
SU1398635A1 (en) Gravimeter for absolute measurement of gravity acceleration
SU699439A1 (en) Stroboscopic meter of time intervals
SU817731A1 (en) Device for measuring non-stationary poissone pulse flows

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20100405