For operation of the control systems for mobile objects there is a need to consider the longitudinal and transverse component of the air velocity. In present work it has been proposed to use a measuring device of the airflow velocity on the basis of the acoustic method, which is characterized by low inertia and the lack of moving parts. However, big size and the existence of the construction elements, subjected to considerable distortion under mechanical impact, complicate their implementation as the parts of mobile objects. The operation of the algorithm for the device measuring the airflow velocity using the ultrasonic transducers has been analyzed. It has been shown that reducing the dimensions of devices leads to a decrease in the accuracy of measurement without improving the methods for determining the time of passage of the ultrasonic pulse between the transducers and periodic calibration of the device. The block diagram of the computing device of determining 2 components of the airflow velocity with using 4 ultrasonic transducers has been developed and the main elements of the computing device have been considered. The laboratory tests have shown that the device allows determining the velocity of the airflow with a maximum absolute measurement error of 2.5 m/s. The structural elements of the device that obscure the measurement area have a significant effect upon this error formation, but provide the required strength characteristics. The proposed error compensation algorithm based on the method of approximation by trigonometric functions has permitted to reduce the measurement error to 1.2 m/s. Further improvement of the characteristics of the device requires an additional work to find the shape of the block of the sensing elements and an improvement of the error compensation algorithms.
1. Панов А.П., Савченко Ю.В., Серов А.Н. Мобильный измеритель состояния атмо-сферы, предназначенный для работы в сложных условиях эксплуатации // Актуальные проблемы электронного приборостроения: материалы Междунар. науч.-техн. конф.: в 2 т. – Саратов, 2016. – Т. 2. – С. 497–503.
2. Панов А.П., Серов А.Н., Мочегов И.Н. Микропроцессорный комплекс определения скорости и направления воздушного потока c чувствительным элементом на основе горя-чего цилиндра // Изв. вузов. Электроника. – 2016. – Т. 21. – №4. – С. 341–346.
3. Кремлевский П.П. Расходомеры и счетчики количества веществ. Кн. 2. – СПб.: По-литехника, 2004. – 412 с.
4. WMT700 Руководство пользователя. Серия ультразвуковых датчиков ветра Vaisala WINDCAP WMT700. – URL: http://www.vaisala.ru/ru/products/windsensors/Pages/WMT700.aspx (дата обращения: 06.02.2018).
5. TheTriSonica. – URL: http://www.apptech.com/products/ultrasonic-anemometers/trisonica (дата обращения: 06.02.2018).
6. Windsensor&accessories.; – URL: http://www.youngusa.com/products (дата обращения: 06.02.2018).
7. Тихомиров А.А. Ультразвуковые анемометры и термометры для измерения пульса-ций скорости и температуры воздушных потоков. Обзор // Оптика атмосферы и океана. – 2010. – Т. 23. – №7. – С. 585–600.
8. Ермаков М.С. Разработка алгоритма определения параметров ветра ультразвуко-вым методом // Автоматизация процессов управления. – 2017. – № 3 (49). – С. 56–61.
9. Блохинцев Д.И. Акустика неоднородной движущейся среды. – М.; Л.: ОГИЗ. Гос. изд-во технико-теорет. лит., 1946. – 220 с.
10. Бахвалов Н.С., Жидков Н.П., Кобельков Г.М. Численные методы. – 6-е изд. – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2008. – 636 с.
11. Дубошин Г.Н. Справочное руководство по небесной механике и астродинамике. – М.: Наука, 1976. – 864 с.
12. Субботин Ю.Н., Черных Н.И. Равномерная аппроксимация кривизны гладких плоских кривых с использованием частных сумм ряда Фурье // Тр. института математики и механики УрО РАН. – 2017. – Т. 23. – № 3. – С. 253–256.