一种教学用空速表的模拟装置的制作方法

本实用新型属于教学用空速表领域，具体涉及教学用空速表的模拟装置。

背景技术：

空速表是测量飞机空速的仪表。飞行员可以根据空速表的显示读数判断作用在飞机上的空气动力情况，进而正确地操纵飞机。通过空速还可以计算地速，从而确定已飞距离和待飞时间。指示空速表实质上是一个全、静压测量仪表，在标准海平面状态下它所指示的空速值与真空速相吻合，非标准状态下或海平面以上，指示空速将偏离真空速，且高度愈高，偏差愈大，迎角一定时，升力和阻力的大小直接取决于全压，因此指示空速对保证安全飞行防止失速具有重大的意义，尤其是在起飞和着陆阶段。指示空速表的作用原理是，空速表中的开口膜盒在全、静压的作用下产生变形，并带动指针指示，指针的转角完全取决于全、静压的大小，即所指示空速的大小，空速大，全压也大，仪表指示也越大。

然而，在现有空速表作用原理的教学过程中，存在以下问题：

1).教师和学生都处于地面，无法模拟空速表在高空中的全、静压状况，不能够现场展示空速表的作用原理与指示现象，致使学生对老师讲解的内容难以理解，存在疑惑，学习兴趣降低；

2).现有的全、静压发生器，结构复杂，价格昂贵，精确度不高且规模较大，很难适用于课堂教学；

3).现有气体发生装置、设备噪音较高，在教学过程中会引来较大的噪声污染，影响学生和教师的上课情绪，降低学习效率。

技术实现要素：

本实用新型为了解决上述问题，提拱了一种结构简单、能够产生一定的全压和静压的教学用空速表的模拟装置，能够模拟空速表在高空受到的压力变化，从而显示出一定的读数，增加教学过程中的实际演示，便于学生理解，提高学生学习兴趣，并且不会引入噪声。

本实用新型的技术方案如下：

一种教学用空速表的模拟装置，包括空速表1和压力发生装置2，空速表1与压力发生装置2通过连接气管3设置为可拆卸连接；所述压力发生装置2包括压力发生器4和总控器5，所述压力发生器4一侧和所述总控制器5电联接，另一侧和连接气管3连接；

所述压力发生器4包括静压发生系统和全压发生系统；

所述静压发生系统包括：静压舱室6、静压活塞7、静压连杆8、静压驱动器9、静压传感器10，所述静压舱室6内部设置所述静压活塞7，所述静压活塞7与静压连杆8螺纹连接，所述静压连杆8与所述静压驱动器9连接，所述静压传感器10设置于静压舱室6中且与静压连杆8对应的一侧，且静压传感器10与所述总控制器5电连接；

所述全压发生系统包括：全压舱室11、全压活塞12、全压连杆13、全压驱动器14、全压传感器15，所述全压舱室11内部设置所述全压活塞12，所述全压活塞12与全压连杆13螺纹连接，所述全压连杆13与所述全压驱动器14连接，所述全压传感器15设置于全压舱室11中与全压连杆13对应的一侧，且全压传感器15与所述总控制器5电连接；

所述压力发生器4的静压舱室6和全压舱室11上分别设置均带有针型阀18的静压输送管路16和全压输送管路17，所述静压输送管路16和全压输送管路17分别与连接气管3连接；

所述总控制器5上设置电源模块，所述电源模块上连接稳压电路。

优选地，所述空速表1为带静压接口和全压接口的指针式空速表。

优选地，所述连接气管3的两端设置与空速表1的静压接口、全压接口及压力发生装置2中静压输送管路16和全压输送管路17配套接口。

优选地，所述静压传感器10和全压传感器15采用高精度数显传感器。

优选地，所述总控制器5为智能控制器，所述智能控制器包括输入模块、放大电路、单片机、嵌入式软件、电源模块、第一LED数码管电路、第二LED数码管电路，所述单片机的型号为AT89C52，所述输入模块和放大电路分别和单片机输入端连接，所述第一LED数码管电路、第二LED数码管电路分别和单片机的输出端连接。

优选地，所述静压驱动器9和全压驱动器14，内部分别设置第一电机91、第一偏心轮141和第二电机92、第二偏心轮142，所述第一电机91的输出端套设第一偏心轮141，所述第二电机92的输出端套设第二偏心轮142，所述第一偏心轮141和第二偏心轮142分别和静压连杆8和全压连杆13连接。

优选地，所述压力发生装置2为产生全、静压差在0-32KPa之间的装置。

本实用新型的有益效果是：

1).一种教学用空速表的模拟装置，结构简单，成本较低，且智能、易操作；

2).一种教学用空速表模拟装置，精度高，对气压的控制较为精准；

2).一种教学用空速表的模拟装置，能够模拟飞机在高空中的全、静压变化状况，达到课程原理展示的效果，生动形象，便于学生理解，提高学生兴趣；

3).一种教学用空速表的模拟装置，噪声较低，不会影响正常教学。

附图说明

图1为一种教学用空速表的模拟装置的结构示意图；

图2为压力发生装置的电路图；

图3是驱动器内部装置示意图；

图中：1.空速表 2.压力发生装置 3.连接气管 4.压力发生器5.总控制器 6.静压舱室 7.静压活塞 8.静压连杆 9.静压驱动器 10.静压传感器 11.全压舱室 12.全压活塞 13.全压连杆 14.全压驱动器 15.全压传感器 16.静压输送管路 17.全压输送管路 18.针型阀。

具体实施方式

为使本实用新型的技术方案便于理解，现通过以下实施例对本实用新型的技术方案进行解释说明。

实施例1

如图1所示：一种教学用空速表的模拟装置，包括空速表1和压力发生装置2，空速表1与压力发生装置2通过连接气管3设置为可拆卸连接；所述压力发生装置2包括压力发生器4和总控器5，所述压力发生器4和所述总控制器5电联接；所述压力发生器4包括静压发生系统和全压发生系统；

所述静压发生系统包括：静压舱室6、静压活塞6、静压连杆8、静压驱动器9、静压传感器10，所述静压舱室6内部设置所述静压活塞7，所述静压活塞7与静压连杆8螺纹连接，所述静压连杆8与所述静压驱动器9连接，所述静压传感器10设置于静压舱室6中且与静压连杆8对应的一侧，且静压传感器10与所述总控制器5电连接；

所述全压发生系统包括：全压舱室11、全压活塞12、全压连杆 13、全压驱动器14、全压传感器15，所述全压舱室11内部设置所述全压活塞12，所述全压活塞12与全压连杆13螺纹连接，所述全压连杆13与所述全压驱动器14连接，所述全压传感器15设置于全压舱室11中与全压连杆13对应的一侧，且全压传感器15与所述总控制器5电连接；

所述压力发生器4的静压舱室6和全压舱室11上分别设置均带有针型阀18的静压输送管路16和全压输送管路17，所述静压输送管路16和全压输送管路17分别与连接气管3连接。

所述压力发生装置产生的全、静压差在0-32KPa之间。

本实用新型一种教学用空速表的模拟装置的作用原理如下：

压力发生装置2中的总控制器5内部设置嵌入式软件，用于设置压力程序，打开总控制器5，输入所需的压力参数，总控制器5的 AT89C52单片机将参数信号传输给全、静压驱动器，全、静压驱动装置接收驱动信号，内部电机转动，带动偏心轮转动，再促进全、静压舱室连杆的推动，连杆带动活塞在舱室内移动产生一定大小的全、静压，全、静压传感器对产生的全、静压进行检测，并将检测到的全、静压大小实时反馈给总控制器，总控制器中设置的放大电路将压力大小信号放大后传输给单片机，单片机通过嵌入式软件将产生的全、静压数值与一开始输入的全、静压大小对比，并根据数值判断是否需要减压或加压，若无需减压加压则维持原有的传输信号，若需要减压或加压，则将调整的压力大小生成驱动信号传输给全、静压驱动装置，全、静压驱动装置根据调整信号对全、静压大小进行调整，使其满足空速表的要求；由于全、静压输送管与连接气管密封连接，连接气管与空速表全、静压接口密封连接，全、静压输送管与连接气管将全、静压传输至空速表全、静压接口，空速表全、静压接口接收到产生的全、静压，空速表中的开口膜盒在全、静压的作用下产生变形，并带动指针指示，完成教学。此外，教师也可以根据实际教学需要通过针型阀对全、静压进行快速调整，针型阀同时也具有排空作用，避免对装置的损坏。

本实施例的有益效果是：

(1).教学用空速表的模拟装置，结构简单，成本较低，且易于操作；

(2).噪声较小，不会影响老师正常授课，影响教师、学生的情绪，保证教学基本环境；

(3).针型阀的设置可以对产生的全、静压进行控制，讲解过程中，教师可以根据讲解需要，可以通过人工控制压力发生装置的加压或减，实现相应的演示功能。

(4).使用时，将空速表和全、静压发生装置通过橡胶连接气管密封连接，便于空速表的静压接头和全压接头对产生气压的接收，实现模型的演示功能；使用完毕后，将空速表和全、静压发生转装置拆卸，方便仪表和装置的分类、收纳。

(5).全、静压发生装置产生的全、静压差在0-32KPa之间，该全压范围为安全压力范围，在该压力范围下不会对空速表造成损坏，保证空速表指针的正常指示。

实施例2

空速表1与压力发生装置2通过连接气管3设置为可拆卸连接；所述压力发生装置2包括压力发生器4和总控器5，所述压力发生器4和所述总控制器5电联接；所述压力发生器4包括静压发生系统和全压发生系统；

所述空速表1为带静压接口和全压接口的指针式空速表；

所述连接气管3的两端设置与空速表1的静压接口、全压接口及压力发生装置2中静压输送管路16和全压输送管路17配套接口。

本实施例的有益效果是：

1).由于指针式空速表本身设置静压接口和全压接口，方便与压力发生装置的连接，且指针式空速表通过调节压力的输入量，呈现出明显的指针偏转效果，便于讲解演示；

2).连接气管两端设置双端配套的接口，保证了气密性，避免了全、静压的泄漏，保证了演示的准确性。

实施例3

空速表1与压力发生装置2通过连接气管3设置为可拆卸连接；所述压力发生装置2包括压力发生器4和总控器5，所述压力发生器 4和所述总控制器5电联接；所述压力发生器4包括静压发生系统和全压发生系统；

所述静压发生系统包括：静压舱室6、静压活塞6、静压连杆8、静压驱动器9、静压传感器10，所述全压发生系统包括：全压舱室 11、全压活塞12、全压连杆13、全压驱动器14、全压传感器15；

所述静压传感器10和全压传感器15采用高精度数显传感器；优选为M IK-YC180-1K系列，该压力表具有体积小、液晶显示数值清晰直观且能够实现测量压力信号的传输，精度较高，量程范围可定制的优点。

所述压力发生装置2中的总控制器5为智能控制器，包括放大电路，将来自数字显示压力传感器的电压信号经过放大处理，输出放大不失真的电压信号传输给AT89C52单片机，单片机通过嵌入式软件来设置并控制被检测设备的停止压力值、启动压力值功能，将压力传感器的信号与设定值比较，控制驱动装置，电源模块。电源模块内部包括稳压电路，用于接入外部电源，给单片机，驱动装置和高精度数显传感器供电，单片机的输出端连接有LED数码管电路，用于接收单片机输出的实时压力数据，单片机的输入端连接有输入模块，用于设置压力控制器的压力参数。

所述动、静压驱动装置包括电机和偏心轮，所述电机的输出轴端上套设偏心轮，所述偏心轮和所述连杆固定连接，当所述电源模块通过稳压电路给所述电机输入高电压，电机带动偏心轮，偏心轮带动连杆，连杆带动活塞快速移动，反之则相反，从而产生一定大小的气压。

本实施例的有益效果是：

1).采用高精度的数显传感器，方便对静压舱室和全压舱室压力的准确显示，及时将压力信息反馈给总控制器，进行压力大小的调整，方便空速表的模拟指示，避免压力太小造成的指示不明显和压力太大造成的超量程造成的损坏情况；

2).总控制器采用智能压力控制器，使用者可以提前将所需的不同大小的压力设定给总控制器，控制器能够智能控制不同大小的静压或全压值，将信息传递给驱动器，在驱动器的驱动作用下完成不同压力大小的产生，进而完成空速表的演示功能，也可避免由于压力大小过大导致对空速表的损坏。

以上所述的具体实施例仅是本实用新型的举例说明，可想而知，本领域技术人员对其所做出的各种各样的修改或补充等类似的替代，均应落入本实用新型的保护范围中。