Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Мои изобретения
.pdf
МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего образования
«УЛЬЯНОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
В. Н. Шивринский
МОИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
2-е издание, дополненное
Ульяновск
УлГТУ
2021
УДК 621.37+681.586
УДК 621.37+681.586
Шивринский, В. Н.
Мои изобретения / В. Н. Шивринский. – 2-е изд., доп. – Ульяновск : УлГТУ, 2021. – 156 с.
ББК 31.264.5+32.971.329
Ш 55
Приведены авторские свидетельства, патенты на изобретения и полезные модели автора и соавторов в области газоразрядных преобразователей и проточных приемников воздушных давлений, стрелочных электроизмерительных приборов, измерителей уровня и качества топлива, отклонения объектов от горизонтального положения, графопостроителей,
усилителя системы управления электродвигателем.
Монография представляет интерес для научных и инженернотехнических работников в отрасли приборостроения и может быть полезна студентам и аспирантам соответствующих специальностей.
Научное направление университета: «Разработка и исследование
элементов и узлов бортовых информационно-управляющих систем».
Рецензенты:
Доцент 2 кафедры «Боевое применение авиационного
вооружения» Филиала ВУНЦ ВВС
«Военно-воздушная академия имени профессора
Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина» в г. Сызрани
доктор экономических наук, доцент О.Б. Александрова
Начальник отдела по науке и инженерному развитию
АО «Аэроприбор-Восход», канд. техн. наук М. Ю. Сорокин
Шивринский В. Н., 2018
Шивринский В. Н., 2021
ISBN 978-5-9795-2112-1 Оформление. УлГТУ, 2021
3
ВВЕДЕНИЕ
Представленные вашему вниманию авторские свидетельства, патенты и полезные модели получены автором и его соавторами на основе проведенных научно-исследовательских работ в Ульяновском
политехническом институте (техническом университете) и Московском авиационном институте с 1966 года по настоящее время.
Изобретения 286301, 488104, 617694, 148666 и 154477 можно использовать для разработки быстродействующих газоразрядных преобразователей в широком диапазоне давлений. Изобретения 308321,
590679, 672526, 121931, 137104, 137375 и 186916 предназначены для
разработки измерителей барометрической высоты, истинной воздушной скорости и числа М на основе проточных приемников.
Область применения изобретений 2036481, 2121135, 2121155,
2121661, 2122180, 2128844, 2133039, 155670, 164300, 190045 – системы с автоматическим сбором информации о значениях измеряемых
величин приборами со стрелочными указателями. Изобретения
877587, 159898, 164239 и 170239 можно использовать при разработке
следящих систем с двухфазными асинхронными и линейными электродвигателями. Изобретения 2173859, 2190206, 2204824, 2196966,
2302617, 175330, 176184, 190039 и 2215992 предназначены для разработки измерителей емкости конденсатора, качества топлива, уровня
жидкости, отклонения объекта от горизонтального положения.
Патенты Российской Федерации 2173859 и 2196966 на международном конкурсе патентов в Женеве в 2004 г. удостоены золотой
медали.
Автор (кандидат технических наук, доцент кафедры измерительновычислительных комплексов УлГТУ) выражает благодарность своим
соавторам за хорошее выполнение работ по данной тематике.
4
ГЛАВА 1. АВТОРСКИЕ СВИДЕТЕЛЬСТВА СССР
№ 286301. Устройство для измерения давления газов
Кл. 42k, 14/04, МПК G01L 11/00. УДК 531.787.91(088.8).
Заявлено 12.05.1969 (№ 1329480/18-10). Опубликовано 10.11.1970.
Бюллетень № 34. Дата опубликования описания 08.02.1971.
Авторы изобретения: Е. М. Добрынин, Н. Г. Федоров,
В. Н. Шивринский и И. А. Щелкунов
Изобретение относится к электроразрядным приборам, измеряющим давление газов, и может быть использовано для измерения барометрической высоты, воздушной скорости полета летательных
аппаратов и др.
Известны устройства для измерения давления газов, основанные
на функциональной зависимости величины пробивного напряжения
от давления газовой среды. Они содержат электрический разрядник,
подключенный к источнику высокого напряжения, и выходной контур. Однако вследствие интенсивного износа электродов разрядника
точность известных устройств невысока.
Целью изобретения является повышение точности измерения
давления путем ликвидации интенсивного износа электродов.
Для этого параллельно первичной обмотке трансформатора включен переход эмиттер–коллектор шунтирующего транзистора, база которого соединена с выходом ждущего мультивибратора, запускаемого
падением напряжения на цепочке RC в начальный момент пробоя.
Цепочка включена в разрядный контур, а в цепь первичной обмотки
трансформатора последовательно включен отсекающий диод. При
этом выходной контур содержит дополнительную низковольтную обмотку трансформатора, подключенную через выпрямитель и фильтр к
индикатору.
На чертеже изображена принципиальная схема предлагаемого
устройства.
5
Устройство содержит контур электрического разрядника 1, высоковольтный трансформатор 2 с тремя обмотками I÷III, мультивибратор 3 и выходной контур 4. Последовательно в цепь первичной обмотки I трансформатора 2 включены ограничительные сопротивления
5 и 6 и отсекающий диод 7, а параллельно ей включен переход эмиттер–коллектор шунтирующего транзистора 8, база которого соединена с выходом мультивибратора 3. Последовательно цепи эмиттер–
коллектор транзистора 8 включен диод 9 для защиты транзистора 8 от
пробоя электродвижущей силой самоиндукции первичной обмотки I.
В цепь вторичной обмотки II трансформатора 2 последовательно
включены электрический разрядник 10, размещенный в газовой среде,
давление которой подлежит измерению, сигнальное сопротивление
11, ограничительное сопротивление 12 и выпрямитель 13. Параллель-
6
но сопротивлению 11 подключен конденсатор 14. Вместе они образуют цепочку RC. Через конденсаторы 15 и 16 сопротивление 11 подключено к переходу база–эмиттер транзистора 17 ждущего мультивибратора 3. Мультивибратор 3 содержит сопротивления 18÷24, конденсатор 25, транзистор 26. Выходной контур 4 содержит низковольтную обмотку III трансформатора 2, которая подключена через
выпрямитель 27 и фильтр 28 к клеммам 29 и 30 индикатора (на
чертеже не показан).
В качестве источника высокого напряжения разрядника 10 в устройстве применено пульсирующее синусоидальное напряжение частоты питания и осуществлено автоматическое прерывание разряда в
момент его начала путем шунтирования источника высокого напряжения низкоомной электрической цепью.
Устройство работает следующим образом.
При включении источника переменного тока через первичную
обмотку I высоковольтного трансформатора 2, сопротивления 5 и 6 и
диод 7 проходит и нарастает ток положительного полупериода.
Во вторичную обмотку II трансформатора 2 трансформируется высокое напряжение, возрастающее по тому же закону, что и ток в первичной обмотке I. Отрицательные полупериоды тока в обмотке I отсекаются диодом 7. Напряжение на электродах разрядника 10 также
возрастает, и при наступлении пробоя искрового промежутка разрядника 10 по сопротивлениям 11, 12 и выпрямителю 13 проходит ток
разряда. Конденсатор 14 заряжается. На сопротивлении 11 откладывается напряжение, которое через конденсаторы 15 и 16 прикладывается к участку база–эмиттер транзистора 17 ждущего мультивибратора 3 и открывает его. Транзистор 26 при этом закрывается, и на сопротивлении 23 выделяется прямоугольный отрицательный импульс.
В исходном состоянии ждущего мультивибратора 3: транзистор
17 закрыт, транзистор 26 – открыт.
7
Через сопротивление 24 отрицательный прямоугольный импульс
с сопротивления 23 подается на переход база–эмиттер транзистора 8 и
открывает его. При этом транзистор 8 малым сопротивлением перехода эмиттер–коллектор шунтирует обмотку I трансформатора 2,
обесточивая ее, равно как и обмотку II, а следовательно, и электроды
разрядника 10. Начавшийся искровой разряд на электродах разрядника 10 прекращается. Длительность прямоугольного импульса мультивибратора 3 выбирается за счет выбора величины емкости 25 и сопротивления 22 такой, чтобы время шунтирования первичной обмотки I
трансформатора 2 было не менее половины периода питающего напряжения. В последующий период питающего напряжения процесс
повторяется.
В низковольтной обмотке III трансформатора 2 трансформируется
напряжение, пропорциональное пробойному напряжению на электродах разрядника 10, т. е. пропорциональное давлению газовой среды, в
которой размещен разрядник 10. Это напряжение через выпрямитель
27 и фильтр 28 подается на индикатор (на чертеже не показан).
Предмет изобретения
Устройство для измерения давления газов, содержащее электрический разрядник, подключенный к вторичной обмотке высоковольтного трансформатора, и выходной контур, отличающееся тем, что с
целью повышения точности, параллельно первичной обмотке трансформатора включен переход эмиттер–коллектор шунтирующего транзистора, база которого соединена с выходом ждущего мультивибратора, запускаемого падением напряжения на цепочке RC в начальный
момент пробоя, которая включена в разрядный контур, а в цепь первичной обмотки трансформатора последовательно включен отсекающий диод, при этом выходной контур содержит дополнительную низковольтную обмотку трансформатора, подключенную через выпрямитель и фильтр к индикатору.
8
№ 308321. Устройство для измерения статического
давления окружающей среды на движущемся объекте
МПК G01L 13/02. УДК 531.787.2(088.8).
Заявлено 24.02.1970 (№ 1409652/18-10). Опубликовано 01.07.1971.
Бюллетень № 21. Дата опубликования описания 10.09.1971.
Авторы изобретения:
Е. М. Добрынин, Н. Г. Федоров, В. Н. Шивринский
Изобретение может быть использовано при измерении глубины
погружения и скорости изменения глубины погружения морских
судов.
Известно устройство для измерения статического давления окружающей среды на движущемся объекте, содержащее систему восприятия и передачи давления и измерительный манометрический прибор.
Однако условия обтекания приемников давления этих устройств изменяются в зависимости от скорости набегающего потока, поэтому
точное восприятие статического давления возможно лишь при какойто одной скорости. Погрешности измерения статического давления
увеличиваются при боковых и вертикальных перемещениях объекта,
а также при движении объекта в возмущенной среде. Учет этих погрешностей весьма сложен.
Цель изобретения – повышение точности измерения статического
давления. Это достигается тем, что система восприятия и передачи
давления содержит приемник полного давления, подсоединенный к
герметичному корпусу манометрического прибора, и приемник давления дросселированного потока, выполненный в виде сопла с каналом в месте критического сечения, который подсоединен к полости
мембранной коробки манометрического прибора, при этом к подвижному центру мембранной коробки прикреплена рама, на внутренней
стороне которой напротив мембранной коробки закреплена анероидная коробка, подвижный центр которой связан с сердечником индуктивного преобразователя перемещений манометрического прибора.
9
Измерение статического давления основано на восприятии двух динамических давлений – давления полного аэродинамического торможения и давления дросселированного потока с последующим вычислением статического давления по формуле:
P1 = P2 – K(P2 – P3),
где P1 – статическое давление, P2 – полное давление заторможенного
потока, P3 – давление в критическом сечении сужающего устройства
(сопла), K – коэффициент, зависящий от конструктивных особенностей сужающего сопла.
На чертеже изображена принципиальная схема устройства.
Устройство содержит систему 1 восприятия и передачи давления
и измерительный манометрический прибор 2.
Система восприятия и передачи давления выполнена в виде двух
приемников давления: приемника 3 полного давления, подсоединенного к герметичному корпусу 4 манометрического прибора, и приемника давления дросселированного потока, выполненного в виде сопла
5. В критическом сечении сопла 5 выполнен канал 6, который подсоединен к полости мембранной коробки 7 манометрического прибора.
К подвижному центру мембранной коробки 7 прикреплена рама 8, на
внутренней стороне которой закреплена анероидная коробка 9.
Подвижный центр анероидной коробки 9 связан с сердечником 10 ин-
10
дуктивного преобразователя 11 перемещений манометрического прибора. При помещении приемников давлений 3 и 5 в поток, имеющий
статическое давление P1 и движущийся со скоростью V1, приемник 3
будет воспринимать давление полностью заторможенного потока P2, а
в сужающем приемнике–сопле 5 поток будет дополнительно разгоняться. Давление P3, отбираемое в месте критического сечения сопла
5, подается в полость мембранной коробки 7, а давление P2 – в полость герметичного корпуса манометрического прибора. Под действием разности давлений P2 и P3 (причем P
> P
2
) мембранная коробка 7
3
деформируется и ее подвижный центр, а вместе с ним и рама переместится на величину, пропорциональную (P
– P
2
).
3
В то же время анероидная коробка 9, прикрепленная к внутренней
стороне рамы, прогнется под действием давления P2 в направлении,
противоположном прогибу мембранной коробки 7. В результате перемещение сердечника, связанного с подвижным центром анероидной
коробки 9, и индуктивного преобразователя 11 будет пропорционально разности ходов подвижных центров анероидной коробки 9 и манометрической коробки 7, т. е. пропорционально статическому давлению P1 (P
нал U
вых
= P2 – K(P2 – P
1
)). С выхода преобразователя снимается сиг-
3
, пропорциональный статическому давлению P1.
Предмет изобретения
Устройство для измерения статического давления окружающей
среды на движущемся объекте, содержащее систему восприятия и передачи давления и измерительный манометрический прибор, отли-
чающееся тем, что с целью повышения точности, система восприятия
и передачи давления содержит приемник полного давления, подсоединенный к герметичному корпусу манометрического прибора, и
приемник давления дросселированного потока, выполненный в виде
сопла с каналом в месте критического сечения, который подсоединен
к полости мембранной коробки манометрического прибора, при этом
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]