CC BY
140
длина I = З950 мм , высота кокпита h = 860 мм , ширина Ь = 1300 мм . База передних колес 1650 мм, ширина колеса 220 мм, диаметр 535 мм, база задних колес 1650 мм, ширина колеса 280 мм, диаметр 565 мм. Автомобиль оснащен передним и задним антикрыльями. Кузов автомобиля типа «моно-кок» выполнен из стеклопластика, снабжен воздухозаборниками с поперечным сечением входа 0,035 м2.
от скорости движения, состоит из следующих составных частей (рис. 4).
а
в
б
Рис. 2. Твердотельная модель гоночного автомобиля Х-31
Положение контрольных точек на поверхности гоночного автомобиля (рис. 3) выбиралось исходя из расположения на этих поверхностях наибольших локальных градиентов давления. Распределение давления определено из численного эксперимента [3,4].
Рис. 3. Расположение контрольно-измерительных точек на гоночном автомобиле: 1 - трубка Пито; 2 - приемники давления на заднем диффузоре; 3 - датчик скорости
Описание измерительного оборудования
Измерительный комплекс, разработанный для проведения натурного эксперимента по определению давления на поверхности кузова гоночного автомобиля Х-31 в зависимости
Рис. 4. Измерительный комплекс: а - блок приема и обработки сигналов; б - датчик скорости; в - датчики давления
Блок приема и обработки сигналов представляет собой аналого-цифровой преобразователь (рис. 4). Данные, поступающие с датчиков во время проведения эксперимента, записываются во внутреннюю память устройства. После проведения эксперимента информация передается на ПК для последующей обработки.
Основные параметры блока приема и обработки сигналов: количество входов для датчиков давления - 10, для датчика скорости -1; частота опроса датчиков - 5°Гц , время записи информации - 480 с, рабочее напряжение 5В . Подключение к ПК производится через параллельный СОМ-порт.
Рис. 5. Блок-схема аналого-цифрового преобразователя сигналов
Для измерения давления применялись дифференциальные датчики МРХУ5004БР (рис. 6).
Рис. 6. Двухпортовый дифференциальный датчик давления
Тарировка датчиков давления
Датчики давления серии МРХ5000 являются полупроводниковыми приборами с нормализованным выходным сигналом и измеряемым давлением, прямо пропорциональным выходному напряжению. При тарировке датчиков давления определялись погрешность напряжения питания У8, погрешность смещения давления уо#. Тарировка датчиков проводилась сравнительным методом [5]. Сравнивались показания тарируемого датчика давления и эталонного прибора при параллельном их присоединении к общему источнику разности давления. В качестве эталонного прибора выступала ¿Т-образная трубка дифференциального водяного манометра (рис. 7).
Рис. 7. Схема для сравнительной тарировки: 1 - ^-образная трубка; 2 - датчик давления; 3 - блок приема и обработки сигналов
Проведение эксперимента и обработка данных
Эксперимент проводился на автодроме «Чайка» (г. Киев). Атмосферные условия на момент проведения эксперимента: температура Т = 20...21 ° С, атмосферное давление Ртм. = 745 мм рт. ст., скорость ветра V = 2 м/с ; без осадков. Во время заезда блок приема и обработки сигналов записывал показания датчиков давления и датчика скорости.
Порядок обработки данных датчика давления (на примере датчика давления, подключенного к трубке Пито)
Данные, полученные с датчика давления, имеют следующий вид (табл. 1).
Таблица 1 Данные с датчика давления
г, с
Коиг ,В
1,84
0,187
0,176
0,176
1,9
0,153
1,92
0,164
1,94
0,164
Здесь Уои1 - выходной сигнал с датчика давления, г - момент времени опроса датчика. Значение давления получаем из формулы
0.04 ЧУ - V
[Па]. Здесь
0.09 Ч у
(Вольт) - погрешность напряжения питания, Уо//, (Вольт) - погрешность смещения давления.
Как видно на рис. 8, значения давления во времени имеют осциллирующий характер. Это связано с неравномерностью движения автомобиля и вибрацией кузова. При осреднении значений давления за 1 с получаем следующую зависимость (рис. 8).
Р, кПа
-0.2
0 10 20 30 40 Ь с
Рис. 8. Результат осреднения давления: -необработанное давление; — - осред-ненное давление
