2. УСТРОЙСТВА ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТЕЙ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ
Ниже рассматриваются только устройства, служащие для измерения скоростей линейных или угловых перемещений, основанные на простых преобразованиях этих скоростей с помощью преобразователей специальных конструкций.
Рис. VII.7. Схемы механических устройств для измерения скоростей линейных и угловых перемещений: а — для измерения линейных; 
— для измерения угловых перемещений.
При ограниченных линейных и угловых перемещениях принципиально скорость этого перемещения можно измерить с помощью устройств, схематически изображенных на рис. VI 1.7. При перемещении поршня П в схеме рис. VII.7, а на величину 
или повороте ведущей оси с лопастью 
на угол 
в схеме рис. VI 1.7, б как на поршне, так и на лопасти создаются перепады давления жидкости:
где 
— коэффициенты пропорциональности.
Возникающее усилие в первой схеме и момент во второй воспринимаются пружинами Пр. Дроссели Др являются перепускными. Считая характеристики пружин линейными, получим
где 
площадь поршенька (лопатки);
с — жесткость пружины;
— плечо пружины).
На основании уравнений (VII. 1) и (VII.2) имеем
В дальнейшем выходные величины: перемещение 
и угол поворота 
могут быть с помощью соответствующих преобразователей преобразованы в электрический сигнал.
В ряде случаев возможно получить на выходе сигналы, пропорциональные скорости линейного или углового перемещения, с помощью простейших дифференцирующих контуров, как показано на рис. VI 1.8, а. Как известно, электрическое напряжение 
на выходе 
-контура в схеме рис. VI 1.8, а будет равно
где 
— коэффициент пропорциональности.
Рис. VII.8. Схемы электрических устройств для измерения скоростей: а — для линейного перемещения; б — для углового перемещения
Сигналы на выходе измерительного устройства, пропорциональные скорости углового перемещения, можно получить с помощью различных преобразователей. На рис. VI 
в качестве примера приведена схема изменения скорости углового перемещения с помощью индукционного преобразователя. При угловом перемещении катушки в магнитном поле наводимая в ней э. д. с. будет равна
где 
Измерение скорости неограниченного перемещения различных объектов, например летательных аппаратов, чаще всего производится с помощью различных акселерометрических устройств, выходной сигнал которых подвергается однократному интегрированию.
Такие методы измерения скорости движения и применяемые устройства рассмотрены ниже. Эти способы позволяют измерять скорость перемещения объекта независимо от свойств среды, в которой происходит перемещение.
Для измерения скорости перемещения объекта относительно среды применяются различные методы и весьма разнообразная
аппаратура. Рассмотрим один из наиболее распространенных способов измерения скорости движения из применяющихся на летательных аппаратах. Измерение скорости полета в атмосфере основано на измерении полного давления, возникающего в приемнике:
где 
Разлагая правую часть (VII.6) в ряд, получим
Или, обозначая
приведем выражение (VII.7) к виду, обычно применяемому при расчетах:
Отсюда находим величину скорости
Плотность атмосферы зависит от температуры и изменяется примерно по закону
где индекс Н означает значения давления и температуры на высоте Н.
С учетом коррекции по температуре скорость движения (полета) можно определить по формуле
где 
— ускорение силы тяжести;
R — газовая постоянная;
— температура торможения.
Если в первом приближении считать поправку 
постоянной, то с учетом формулы (VII. 10) получим
где 
Формула (VII. 11) и представляет собой тот алгоритм, который реализуется в различных схемах измерителей скорости. В качестве приемника давления обычно применяются модифицированные трубки Пито (рис. VII.9).
При измерениях сверхзвуковых скоростей полета применяют измерители числа 
где 
— скорость звука.
Рис. VI 1.9. Схема и характеристика трубки Пито: 
— относительное значение выходного сигнала; 
— угол скоса потока
Рис. VI 1.10. Схема измерительного устройства для определения числа М: V — скорость измеряемого потока; 
выходной сигнал; 1 — трубка Пито; 2 и 3 — измерители полного и статического давлений; 4 — счетно-решающее устройство; 5 — микропривод; 6 — усилитель
В этих измерительных устройствах реализуется алгоритм, получаемый на основании следующей формулы:
Поскольку согласно формуле (VII. 13) число М не зависит от температуры воздуха, измерители сверхзвуковой скорости (рис. VII.10) полета отличаются только отсутствием элемента, измеряющего температуру.
