Паливомір, інваріантний до сорту палива

Размещено на http://www.allbest.ru/

Паливомір, інваріантний до сорту палива



ЗМІСТ

ВСТУП

1. ОГЛЯД МЕТОДІВ ВИМІРЮВАННЯ РІВНЯ РІДИНИ

1.1 Механічні методи

1.2 Електромеханічні методи вимірювань

1.3 Вимірювання рівня на основі зміни опору при постійному і змінному струмі

1.4 Гідростатичний та пневматичний методи

1.5 Ультразвуковий метод

1.6 Вимірювання рівня за допомогою радіоактивних ізотопів

1.7 Інші методи вимірювання рівня

2. ПРИЛАДИ ДЛЯ ВИМІРЮВАННЯ ЗАПАСУ ПАЛИВА, ЯКІ ВИКОРИСТОВУЮТЬСЯ В АВІАЦІЇ

2.1 Поплавкові паливоміри

2.2 Ємнісні паливоміри

3. РОЗРОБКА СТРУКТУРНОЇ СХЕМИ ПАЛИВОМІРА НЕ ЧУТТЄВОГО ДО СОРТУ ПАЛИВА

4. ВИБІР І РОЗРАХУНОК ЕЛЕМЕНТІВ ПАЛИВОМІРА

4.1 Розрахунок ємнісного паливного датчика

4.2 Оцінка похибки датчика

4.3 Розрахунок надійності вимірювальної схеми паливоміра

4.4 Розрахунок джерела живлення

4.5 Порядок розрахунку малопотужного силового трансформатора (однофазного двохобмоткового)

4.6 Розрахунок схеми випрямлювача

5. ТЕХНІЧНІ ВИМОГИ ДО ПАЛИВОМІРА

5.1 Вимоги, що визначають показники якості й експлуатаційні характеристики

5.2 Вимоги до конструктивного пристрою

5.3 Метрологічні характеристики

5.4 Вимоги до надійності

5.5 Вимоги безпеки

5.6 Вимоги до перешкодозахищеності

5.7 Вимоги до забезпечення контролю метрологічних характеристик

5.8 Вимоги до умов застосування

6. ОХОРОНА ПРАЦІ

6.1 Перелік небезпечних і шкідливих виробничих факторів при технічному обслуговуванні паливоміра

6.2 Технічні заходи, які виключають або обмежують вплив небезпечних і шкідливих виробничих факторів при технічному обслуговуванні паливоміра

6.3 Пожежна і вибухонебезпечна безпека в робочій зоні

6.4 Інструкція з техніки безпеки, пожежної та вибухової техніки

7. ОХОРОНА НАВКОЛИШНЬОГО СЕРЕДОВИЩА

ВИСНОВОК

СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ

ДОДАТКИ

ВСТУП

В даний час цивільна авіація відіграє велику роль і набуває все більших і більших масштабів у виконанні багатьох різноманітних задач для задоволення потреб людства. Устаткування сучасних повітряних суден (ПС) дозволяє вирішувати складні навігаційні задачі, спрямовані на підвищення безпеки й економічності польотів, але які вимагають високої кваліфікації інженерно-технічного складу при обслуговуванні.

В сучасній авіації актуальною темою залишається найбільш достовірне визначення кількості палива на борту повітряного судна. З багатьох існуючих видів вимірювачів палива сьогодні можна виділити основний який отримав найбільше поширення в авіації - це ємнісні вимірювачі. Це пов'язано з рядом особливостей притаманних тільки цьому виду вимірювачів:

стійкість до коливань палива у порівнянні із хвильовими паливомірами;

стійкість до механічних впливів;

відсутність електромеханічних частин;

простота конструкції, надійність.

Але незважаючи на ці переваги є й недоліки. Одним з основних недоліків є залежність точності вимірювань від діелектричної проникності палива. При зміні сорту палива, або накопиченні відкладень після тривалого використання паливоміра виникає похибка, яка в свою чергу може погіршити точність вимірювань до 20% що може призвести до катастрофічних наслідків.

Завданням зазначеного проекту визначено розробку такого паливоміра який зменшує діелектричну похибку при використанні різних сортів палива.

Для зменшення таких похибок передбачено, використовуючи всі існуючи переваги ємнісних вимірювачів при розробці паливоміра розглянути доцільність реалізації компенсаційних методів, найбільш поширений з яких - використання компенсаційних датчиків, постійно розташованих у рідині.

Тобто, основним завданням проекту є проведення аналізу запровадження різних методів вимірювання на підставі якого визначитися з функціональною електричною схемою вимірювального моста паливоміра, який буде давати мінімальні похибки показників при вимірюванні палива в баці незалежно від його сорту та нахилу літака.



1. ОГЛЯД МЕТОДІВ ВИМІРЮВАННЯ РІВНЯ РІДИНИ

1.1 Механічні методи

1.1.1 Вимірювання за допомогою поплавця

За допомогою поплавця, як чутливого елементу, вимірюють висоту рівня рідини. Фізичний принцип його дії можна пояснити на прикладі переміщення поплавця на поверхні рідини (рис. 1.1.).

Рис. 1.1 Поплавковий метод вимірювання рівня рідини

В якості поплавця застосовують переважно порожні кулясті або сфероциліндричні тіла, щільність яких менше ніж щільність рідини, внаслідок чого вони можуть плавати на її поверхні. Зміна щільності рідини або умов тертя в системі передачі показань приводить до спотворення результату виміру.

У найпростішому випадку поплавець кріплять до тросика або ланцюжка, що перекинуті через ролик або зубчасте колесо. У цьому випадку величина яка вимірюється передається механічним способом. Для забезпечення безперервного функціонування до іншого кінця тросика або ланцюжка кріплять противагу.

При даному способі кут повороту ролика відповідає зміні рівня рідини. Вісь направляючого ролика можна з'єднати з повзуном потенціометра, щоб здійснити електричну передачу вимірюваної величини. Достатньо простий механічний спосіб передачі даних про рівень заповнення відкритих резервуарів за допомогою системи тросиків або в замкнутих резервуарах - за допомогою введення через сальник, якщо відстані для передачі даних невеликі.

Однак, у більшості випадків як у відкритих, так і в замкнутих резервуарах застосовують системи електричної передачі даних, особливо якщо результат вимірювання надходить в обчислювальний пристрій.

1.1.2 Метод вимірювання за допомогою вимірювальних пластин

Вимірювальні пластини являють собою плоскі пластинки, що мають, як правило, більшу, ніж у рідини, щільність. При цьому за допомогою тросів і системи противаг або за допомогою сервосистем з живленням від допоміжних джерел енергії пластини підтримують зануреними в рідину на половину їх висоти. Такий метод часто застосовується у прецизійних вимірювальних приладах, тому що зміни щільності рідини викликають лише незначні погрішності. Прилади такої конструкції, що мають засоби тарування, працюють з погрішністю вимірювання ±0,3 проміле, або 1 мм.

1.2 Електромеханічні методи вимірювань

Електромеханічні методи поєднують механічну систему передачі сигналів про переміщення поплавця з електричним пристроєм знімання сигналів і електричної системи подальшої передачі інформації про це переміщення.

1.2.1 Метод вимірювання за допомогою потенціометричних датчиків

Існують різні технічні способи перетворення суто механічних величин вимірювання в електричні.

У попередньому розділі була визначена можливість використання для цієї мети потенціометра. Для вимірювання рівня рідини використовують, наприклад, спіральний багатообертний потенціометр; де знята повзуном напруга, яка відповідає рівневі рідини, передається на електричний індикатор.

1.2.2 Метод вимірювання за допомогою сельсина

Замість потенціометра часто застосовується сельсин, наприклад у сполученні з редуктором. Електромеханічна передача являє собою «електричний вал», тому що вторинний прилад також складається із сельсина, з'єднаного з рахунковим механізмом, При обертанні ротора сельсина обертається одночасно барабан рахункового механізму і на індикаторі з'являються цифри, що вказують рівень рідини.

1.2.3 Метод передачі показів шаговим переключенням

Умовою для застосування методу передачі показань шаговим переключенням є відносно повільна зміна рівня рідини. Весь діапазон зміни рівня поділяється при цьому на відповідну кількість ступенів (квантів). Зміна рівня на одну ступінь не повинна тривати менш 3--4 с. Тросик або ланцюжок, на якому закріплений поплавець, перекинутий при цьому через шестірню. У цьому випадку використовують перетворення висоти рівня х у кут . Спусковий перемикач, що містить пружину з попереднім натягом, при зміні рівня на одну ступінь х ~ здійснює короткотермінове замикання імпульсних контактів, де підвищенню +х ~ + і зниженню - х ~ - відповідають окремі контакти.

Рис. 1.2 Схема системи вимірювання імпульсним методом: 1 -- спусковий шаговий перемикач, 2 -- імпульсні контакти; 3 -- реверсивний лічильник

Реверсивний лічильник, підсумовуючи імпульси з урахуванням їх знака, дає показання рівня рідини безпосередньо в цифровій формі. Тобто, це чисто рахунковий метод (рис. 1.2). Помилки які виникають при підрахунку числа ступенів зберігаються при всіх значеннях рівня. Цей недолік мають усі методи, засновані на рахунку квантів.

1.2.4 Метод кодової посилки імпульсів

Це також цифровий метод де кожному кутовому положенню , пропорційному переміщенню поплавця, відповідає визначене сполучення положення перемикачів, які потім піддаються підрахунку.

Однак цей метод має недолік, що полягає в неможливості здійснення безперервної індикації.

1.2.5 Індикація рівня з магнітною передачею переміщення поплавця

Принцип магнітного зв'язку заснований на тому, що в поплавці знаходиться кільцевий магніт, який взаємодіє зі стрижневим магнітом. Поплавець цього приладу ковзає уздовж направляючої трубки зовні, а стрижневий магніт - усередині трубки. Переміщення поплавця (внутрішнього магніту) передається назовні за допомогою тросика або стрижня. Передане таким механічним способом переміщення можливо перетворити в електричний сигнал.

1.2.6 Рівнеміри з індуктивними датчиками

У більшості випадків переміщення поплавця, обумовлене зміною рівня рідини, передається на індуктивний датчик. Завдяки відсутності сальника та пов'язаного з цим тертя, досягається більш точна індикація рівня, ніж це має місце при інших електромеханічних методах. Для точних вимірювань необхідно встановлення механічних направляючих рухів поплавця і феромагнітного сердечника індуктивного датчика.



1.2.7 Електромеханічний метод вимірювань з застосуванням виска

Цей метод застосовують переважно при вимірювані рівня заповнення сипучим матеріалом; однак його можна застосовувати і для вимірювання рівня рідини. Принцип вимірювання заснований на використанні звичайного виска, що опускається на тросику до зміни натягу тросика в момент його торкання з поверхнею вимірюваного матеріалу. При вимірюванні рівня рідини, в результаті дії підйомної сили, занурення виска змінює зусилля натягу. Для забезпечення точності вимірювання необхідно враховувати вплив розтягування тросика внаслідок впливу маси виску і частини змотаного з барабану тросика. Недолік цього методу полягає насамперед у тому, що беззупинно контролювати зміни рівня неможливо, і необхідне періодичне зондування в кожнім конкретному випадку.

1.3 Вимірювання рівня на основі зміни опору при постійному і змінному струмі

1.3.1 Ємнісний метод вимірювання рівня

Звичайні механічні рівнеміри не дозволяють робити безперервні вимірювання, коли об'єктом вимірювання є в'язкі, зернисті або порошкоподібні матеріали. Ємнісний метод таку можливість дає. Тиск або розрідження не грають тут основної ролі. Ємнісний метод застосовується для вимірювання рівня:

- порошкоподібних харчових продуктів, зерна, прального порошку, піску, цементу, вапна і вугільного пилу в бункерах і сховищах;

- мазуту, палива, води, кислот, в`язких матеріалів у ємностях.

Ємнісні рівнеміри можна використовувати як для сигналізації граничних значень, так і для безперервного вимірювання. Точність вимірювання складає при наявності однорідних матеріалів 2--3%.

Даний метод непридатний, однак, для вимірювання суміші рідини з твердими частками, що мають іншу діелектричну проникність _r, тому що вона повинна залишатися постійною. Метод не можна також застосовувати в умовах коливання вологості та зміни співвідношення компонентів суміші.

Цей метод передбачає вимірювання ємності в залежності від рівня наповнення. Конденсатор утворюється стінкою резервуара і щупом, зануреним у його вміст. Ємність конденсатора знаходиться в діапазоні пікофарад, що обумовлює необхідність застосування напруги високої частоти. Вимірювання ємності здійснюється, як правило, за допомогою резонансних схем або мостів змінного струму із самозрівноважуванням. Верхня частина конденсатора заповнена повітрям, нижня - сипучим матеріалом або рідиною. Ємність конденсатора змінюється в залежності від підвищення або зниження рівня заповнення та дорівнює сумі ємностей двох ділянок, а саме зануреної ділянки і ділянки, що знаходиться в повітряному середовищі (_r = 1), де виникають два паралельно включених конденсатори С₁ і С₂, ємності яких сумуються.

Для більш точного вимірювання застосовуються відповідні типи конструкції, ізоляції і розміщення ємнісного зонда. При цьому необхідно враховувати наступні фактори: ізоляцію зонда, форму резервуара, тиск у резервуарі, температуру матеріалу заповнення, його зернистість, абразивність, хімічну агресивність, утворення конденсату, піни і в'язкість матеріалу заповнення.

1.3.2 Метод вимірювання на основі провідності (кондуктометричний метод)

Сфера застосування методу обмежена винятково контролем граничних значень рівня і виміром рівня заповнення провідними рідинами. Отже, сипучі або грузько текучі матеріали вимірювати зазначеним методом не можливо. Для вимірювання рівня необхідна наявність визначеної мінімальної провідності, яка дозволить одержати сигнал достатнього рівня. Цей метод вимірювання застосовують головним чином для вимірювання рівня в цистернах, баках і парових котлах.

Принцип цього методу вимірювання заснований на зміні сили струму. При порожньому резервуарі опір між двома електродами нескінченно великий, а при зануренні кінців електродів у провідне середовище опір зменшується відповідно до величини провідності.

Недолік методу полягає в тому, що він обмежений виміром рівня електропровідних рідин.

1.4 Гідростатичний та пневматичний методи

Обидва методи придатні для вимірювання рівня будь-яких рідин. При виборі матеріалу трубки, використовуваної для виміру тиску, необхідно враховувати хімічні властивості рідини. Гідростатичний і пневматичний методи індикації рівня відрізняються тим, що при гідростатичному методі використовується безпосереднє тиск, який створюється рідиною на дно судини, тоді як при пневматичному методі в резервуар повинно примусово подаватися повітря або захисний газ. Зазначені методи застосовують у промисловості для виміру рівня рідини в парових котлах, перегінних кубах, реакторах і т.п.

Гідростатичний метод вимірювання рівня рідини базується на вимірюванні гідростатичного тиску, що робиться рідиною на дно резервуару і вимірюється у відкритих судинах за допомогою звичайного або диференціального манометра. У резервуарах, що знаходяться під тиском і представляють собою замкнуту ємність, рівень рідини можна вимірити тільки за допомогою диференціального манометра.

При Пневматичному методі висоту рівня рідини вимірюють, так названим способом, барботування газу. У рідину, рівень якої слід вимірити, занурюють трубку, у яку через невеликий дросель безупинно нагнітається стиснене повітря або інертний газ, наприклад азот. Пневматичний тиск, що встановлюється в заглибленій трубці за дроселем відповідає гідростатичному тискові над кінцем трубки і є мірою рівня заповнення резервуара. Діаметр заглибленої трубки вибирають рівним 8 - 15 мм, керуючись, насамперед, в'язкістю рідини, що не повинна перевищувати 60°Е. Матеріал заглибленої трубки повинен бути обраний відповідно до хімічних і фізичних властивостей вимірюваної рідини.

1.5 Ультразвуковий метод

Ультразвук використовують для вимірювання рівня як рідини, так і сипучих матеріалів. Спосіб непридатний лише для вимірювання рівня рідини, що містить тверді частки, які можуть утворювати відкладення на вібраторах і тим самим призвести до погрішностей вимірювання. Такі хімічні і фізичні властивості рідини, як агресивність, щільність і в'язкість, відіграють при цьому другорядну роль. Ультразвуковий метод вимірювання рівня дозволяє здійснювати сигналізацію рівня сипучих матеріалів, а також легких пластівчастих і утримуючих повітря матеріалів, наприклад: целюлози, дрібнозернистих або порошкоподібних синтетичних матеріалів. Сфера застосування цього методу поширюється також і на вимірювання рівня рідини в судинах з дерева і пластику, де сам по собі точний і надійний ємнісний метод вимірювання, не завжди придатний.

Для вимірювання рівня за допомогою ультразвуку необхідна наявність випромінювача і приймача. Випромінювач посилає ультразвукові імпульси, що представляють собою механічні коливання в діапазоні частот від 20 кГц до декількох мегагерц. Чим вище частота, тим більш прямолінійно поширюються ультразвукові коливання, поводження яких нагадує світлові промені. У зв'язку з цим до них може застосовуватися відомий з оптики закон відбиття і заломлення.

Існують два способи одержання ультразвукових коливань: магнітострикційний та п'єзоелектричний.

Магнітострикційний вібратор працює за принципом використання магнітострикційного ефекту. Феромагнітне тіло зазнає деформації в магнітному полі, тобто скорочується або подовжується в напрямку силових ліній магнітного поля. Це явище називається подовжньою магнітострикцією.

В ультразвуковій вимірювальній техніці усе ширше застосовують п'єзоелектричний ефект, як такий що дозволяє досягти високих частот, що знаходяться в діапазоні мегагерц. Цей ефект заснований на деформації відповідних кристалів, що відбувається при прикладанні до визначених поверхонь кристала електричної напруги.

Час проходження або поглинання променя ультразвуку може служити мірою рівня.

1.6 Вимірювання рівня за допомогою радіоактивних ізотопів

Вимірювання рівня за допомогою радіоактивних ізотопів здійснюється там, де внаслідок наявності специфічних умов, а саме: високого тиску, розрідженості, агресивності середовища не можна використовувати звичайні прилади. Цей метод використовують для вимірювання рівня заповнення резервуарів та бункерів у яких не можна встановити вимірювальні щупи. Доцільно застосовувати радіоактивні ізотопи для вимірювання рівня агресивних матеріалів, у резервуарах з дуже високими температурами, з вбудованими мішалками, у бункерах з такими матеріалами, як вугілля або руда, у шахтних печах, у ливарному виробництві і на металургійних заводах.

В основу вимірювання, за допомогою штучних радіоактивних ізотопів, покладено принцип поглинання радіоактивного випромінювання відповідним матеріалом, що міститься в резервуарі. Пучок -променів, випромінюваних радіоактивним джерелом, проникає через резервуар по прямій лінії. На стінці резервуара, що лежить проти випромінювача, розташований приймач, що перетворює прийняті промені в електричні імпульси.



Рис. 1.3 Найбільш розповсюджені варіанти розташування випромінювачів

1.7 Інші методи вимірювання рівня

1.7.1 Термічний метод

При цьому методі використовують термопари, дротові і напівпровідникові терморезистори. Метод не дозволяє вимірювати рівень хімічно агресивних рідин, тому що вони призведуть до ушкодження елементів вимірювальної системи.

Виконаний у виді сталевої водомірної трубки дистанційний рівнемір встановлюють зовні котла і з'єднують з ним за принципом сполучених сосудів. На зовнішній стінці сталевої трубки розміщені (на різній висоті) паралельно включені термоелементи. Через те, що через постійну конденсацію заповнена паром порожнина трубки нагрівається сильніше ніж частина трубки, заповнена водою, зміна рівня води викликає більш сильне нагрівання більшої або меншої кількості термоелементів. При цьому напруга, що знімається з них за інших рівних умов, являє собою міру висоти заповнення котла. Принцип вимірювання можна використовувати також і у випадку, коли рідина, що заповнює резервуар, має температуру нижче температури навколишнього середовища. При цьому в резервуарі монтують стрижень з електричним підігрівом, частина якого розташована в рідкому середовищі, піддається сильному охолодженню. Для резервуарів зі зрідженими газами, температура яких після швидкого добору газоподібної речовини іноді різко падає, даний метод є непридатним. Крім того, цей метод через термічну інерційність системи можна застосовувати тільки в резервуарах, рівень заповнення яких змінюється не занадто швидко.

Даний метод можливо застосовувати лише для виміру рівня рідин. Хоча термопари дозволяють одержувати відносні величини, їх перевага є в тому, що вони не мають потреби в джерелах допоміжної енергії. Терморезистори вимагають підведення енергії, тому, при їх використанні може виникнути більше перешкод, а їх технічне обслуговування буде обходитися дорожче.

1.7.2 Вимірювання рівня за допомогою динамометрів

Застосування динамометрів для вимірювання рівня заповнення резервуарів будь-якого типу найбільш доцільніше в наступних випадках:

- при заповненні резервуарів агресивними матеріалами для уникнення контакту матеріалу з датчиком;

- при утворенні нерівностей у резервуарах, що при інших методах приводять до похибок;

- при вимірюванні і рівня в змішувальних пристроях, де вимірювальні органи інших систем вимірювання створюють перешкоди робочому процесові;

- у випадках, коли необхідно зібрати воєдино результати вимірювань декількох резервуарів, розташованих у різних місцях.

Метод зручний також там, де підвішування резервуара до динамометра або його установка на динамометр не зв'язані з конструктивними труднощами. Він придатний, насамперед, для грубих сипучих матеріалів. У принципі, при використанні цього методу, відбувається зважування вмісту резервуара, на підставі чого можна зробити висновок про обсяги його заповнення. Визначити рівень за допомогою тільки одного динамометра можливо лише в тому випадку, якщо резервуар містить рідину. На рис. 1.4 схематично показаний резервуар з динамометром. Одна з опір спирається на гідравлічний динамометр 1, з'єднаний системою трубок з манометром, градуйованим одиницями маси або висотою рівня заповнення.

Рис. 1.4 Схема динамометричного рівнеміра: 1 -- динамометр; 2 -- резервуар

При використанні двох динамометрів утворення сумарної величини можна здійснити за допомогою одного манометра зі здвоєним вимірювальним механізмом, у якому один механізм впливає на стрілку, а інший обертає в протилежному напрямку циферблат манометру.

При використанні трьох динамометрів підрахування суми величин варто робити електричним шляхом. Тут виявляється особлива перевага, що полягає в можливості також електричним шляхом цілком виключити силу ваги резервуара (тара). Стандартні динамометри розраховані на навантаження від 100 кгс до 100 тс. Точність вимірювання при цьому дорівнює 1% кінцевої відмітки шкали.

Якщо передбачається зсув центра ваги резервуару, що може трапитися, насамперед, у випадку із сипучими матеріалами, то для уникнення похибок вимірювання необхідно установити його на кілька динамометрів. Динамометри варто розташовувати, згідно рис. 1.5, у точках опори резервуара.

Насамперед необхідно звернути увагу на те, щоб вимірюванню була піддана дійсна сила, яку чинить резервуар. Практично це означає, що трубопроводи, які використовуються для заповнення або спорожнювання резервуара, повинні мати гнучкий ввід, що не чинить і не зазнає ніяких зусиль. Мішалки або вбудовані фільтри в момент вимірювання повинні бути відділені від резервуару.

Рис. 1.5 Схема встановлення динамометрів

Рівнеміри з динамометрами мають переваги викликані тим, що в самому резервуарі немає жодного елемента, необхідного для здійснення вимірювання. Цей метод застосовується для вимірювання рівня агресивних матеріалів. Недолік методу міститися у тому, що при невеликій висоті рівня точність вимірювання знижується, необхідно також усунути силовий вплив трубопроводів, що підходять до резервуару.

1.7.3 Вимірювання рівня за допомогою мікрохвиль за принципом радара

Цей метод призначений для безконтактного вимірювання відстані. На кришці резервуара монтуються мікрохвильові передавач і приймач з рупорною антеною. Передавач випромінює мікрохвилі на поверхню середовища, яка частково відбиває модульовані по частоті електромагнітні хвилі. Відстань між антеною і поверхнею рідини виміряється за принципом радара. Ця відстань визначається згідно висоти заповнення резервуара.

Звичайний діапазон вимірювання від 0,5м до 25м, похибка вимірювання ±2,5мм. Цей метод особливо придатний для вимірювання рівня в'язких, забруднених (запилених), вибухонебезпечних і агресивних рідин.



1.7.4 Вимірювання рівня за допомогою інтерферометричного методу

Зміну рівня заповнення резервуарів можна визначати за допомогою інтерферометричного методу вимірювання відстані. Для цього вимірюють відстань до поплавця або до поверхні рідини, що відбивають лазерні промені.

При цьому як вимірювальний сигнал приймають різницю фазових кутів між спрямованим і відбитим лазерним променем. Вимірити зсув рефлектора можна також за допомогою лазерного інтерферометра з лічильником.

Цим способом можна визначити рівень заповнення рідиною з точністю до декількох мікрометрів.

1.7.5 Вимірювання рівня за допомогою тіла, яке витискається

Для вимірювання рівня часто застосовують метод витіснення. Якщо тіло занурити в рідину, воно легшає на величину, пропорційну масі витиснутої їм рідини.

Ця сила (F) для тіла у вигляді стрижня з площею поперечного перерізу А та відповідною довжиною при його зануренні в рідину на глибину h виражатиметься формулою:

де - щільність рідини; g - прискорення сили ваги.

Шляхом вибору відповідної довжини тіла занурення, що визначає діапазон вимірювання, можна вимірити зменшення його сили ваги, пропорційне обсягу витиснутої рідини, і перетворити отриману величину в пневматичний або електричний сигнал.



2. ПРИЛАДИ ДЛЯ ВИМІРЮВАННЯ ЗАПАСУ ПАЛИВА, ЯКІ ВИКОРИСТОВУЮТЬСЯ В АВІАЦІЇ

2.1 Поплавкові паливоміри

Принцип дії поплавкових паливомірів заснований на вимірюванні палива в баці за допомогою поплавця, що плаває на поверхні палива. Рівень палива може бути виміряний безпосередньо механічними не дистанційними паливомірами, а також дистанційно за допомогою спеціальної гідравлічної передачі та покажчика гідравлічного поплавкового паливоміра.

Рис. 2.1 Датчик підсумовуючого паливоміра СБЭ-09

1 -- поплавець, 2 -- коромисло, 3 -- основа; 4,7 - важелі; 5 -- сильфон; 6--вісь; 8 -- движок потенціометра; 9 -- потенціометр

Рис. 2.2 Принципова схема з'єднання датчика паливоміра з покажчиком



Принцип дії електричних поплавкових паливомірів заснований на перетворенні переміщення поплавця в зміну електричного опору реостата (Рис. 2.1). При зміні рівня рідини в баці поплавець 1 через коромисло 2 і важелі 4 та 7 переміщує движок 8 по потенціометру 9. Для герметизації внутрішнього простору бака застосований сильфон 5.

Датчик паливоміра включається в мостову схему (рис. 2.2) таким чином, що одночасно змінюються два сусідніх плеча моста. У такій схемі здійснюється повна температурна компенсація у всьому діапазоні вимірювань. При цьому умова температурної компенсації має вигляд:

(2.1)

Рис. 2.3 Принципова схема підсумовуючого паливоміра

Де

При вимірі сумарної кількості палива в декількох баках уже не можна застосовувати схему з двома плечима, що взаємно змінюються. Звичайне підсумовування кількості палива в різних баках здійснюється реостатними датчиками R₁, R₂ і R₃ (рис. 2.3), включеними в одне плече моста. В якості покажчиків у паливомірах застосовуються логометри.

Паливні баки на літаку мають неправильну форму, тому залежність є нелінійною. Залежності і також у загальному випадку нелінійні. Необхідний характер шкали приладу можна отримати шляхом вибору залежності , за рахунок зміни форми полюсних наконечників або сердечника логометра.

Коли до одного покажчика з заданою характеристикою шкали підключаються різні датчики, встановлені в баках різної форми, підгонка показника до датчика здійснюється шляхом профілювання реостата датчика і підключення додаткових опорів.

На рис. 2.5, показаний профільований реостат, у якому намотування 2 нанесене на каркас 1, вирізаний по визначеному профілю. Застосування профільованих реостатів дозволяє зберегти залежність однаковою для всіх баків.

Рис. 2.4 Графічний метод розрахунку шкали паливоміра

Особливості будови поплавкових паливомірів. Електричні поплавкові паливоміри з реостатним датчиком відрізняються головним чином типом покажчиків. Ці паливоміри розділяють на наступні групи:

1) паливоміри з логометричним покажчиком типу БЭ-09;

2) паливоміри з логометричним покажчиком типу БЭ-4М;

3) паливоміри з логометричним покажчиком типу ЛД-49.

Рис. 2.5 Профільований реостат: 1--каркас; 2--намотування опору



Паливоміри типів БЭ-09 і БЭ-4М з логометричними покажчиками застосовуються для вимірювання кількості палива в окремих баках або групах баків і для вимірювання сумарної кількості палива. Паливоміри типу ЛД-49 застосовуються для виміру кількості палива в окремих баках або групах баків.

Так як на літаках встановлюються баки різних форм і обсягів, є велике розмаїття паливомірів, що відрізняються градуюванням і діапазонами виміру, наприклад, паливоміри БЭ-4М, КЭС-857, ТЕС-1057А и т. п.

Так паливомір ЛД-49 з логометричним покажчиком (до числа приладів цього типу відносяться паливоміри ТЕС-1057А, ТЕС-1167, СТЭС-1147 і ін.) складається з двох датчиків поплавково-важелевого типу й одного покажчика з двома логометричними механізмами. Прилад призначений для вимірювання кількості палива в двох групах баків.

Принципова електрична схема паливоміра ЛД-49 наведена на рис. 2.6. Схема має наступні параметри: R_к 75 ом, r₁ = r₂=150 ом, r₃=150-250 ом, r₄= 150-250 ом, R₄= 55 ом, R_Д=180 ом. Опори r₁, r₂, r₃, r₄, R і R_Д виконані з манганіну, а опори R_K і R₄ -- з міді.

Рис 2.6 Принципова схема паливоміра ЛД-49

Покажчик паливоміра (рис. 2.7) складається з двох логометрів із внутрішньо-рамковими магнітами й рамками що обертаються, жорстко скріпленими під кутом 15°.

Магнітна система логометра складається з постійного циліндричного магніту 2 і кільцевого магнітопроводу 8, закріпленого на стійці 9. Рухлива система включає рамки 4, стрілку 5 і противагу 7, закріплені на двох осях 10, що закінчуються кернами. Керни спираються на підп'ятники.

Рамки переміщаються в зазорі між магнітом і магнітопроводом. Необхідна нерівномірність поля у зазорі створюється намагнічуванням постійного магніту згідно з відповідним законом.

Діапазон вимірювання по лівій шкалі 0--3500 л, по правій 0--4000 л.

Похибка вимірювання в межах нульової оцінки не більш 2%, в іншій частині шкали -- не більш 4%.

Рис 2.7 Конструкція покажчика паливоміра ЛД-49: а - загальний вигляд, б - вузол покажчика;

1 -- шкала, 2 -- магніт, 3 -- основа; 4 -- рамки, 5 -- стрілка; 6 -- розподіл шкали; 7 -- противага, 8 -- магнітопровід, 9 -- стійка; 10 -- осі

Похибки електричних поплавкових паливомірів.

Похибки електричних поплавкових паливомірів складаються з:

1) похибок, що виникають при наявності подовжніх і поперечних кренів літака;

2) похибок, викликаних прискореннями літака;

3) похибок, викликаних відхиленням у розмірах баків і їх установці у порівнянні з вихідними даними, прийнятими при таруванні та розрахунку;

4) температурних похибок, що виникають внаслідок зміни електричних опорів магнітопроводів при зміні температури навколишнього середовища;

5) похибок, викликаних зміною напруги джерела живлення.

Інші похибки паливоміра є загальними для всіх приладів

Перші три типи похибок відносяться до методичних, а інші -- до інструментальних похибок.

Методичні похибки в поплавкових паливомірах не компенсуються.

Температурні інструментальні похибки паливомірів компенсуються підбором параметрів схеми. При аналізі схем вже було показано, що повна компенсація температурних похибок можлива лише в паливомірі з взаємо замінливими плічми. У підсумовуючих паливомірах повна компенсація можлива тільки при двох значеннях температури, що відповідають двом пунктам шкали. В інших пунктах шкали похибки будуть відмінні від нуля, хоча їх значення будуть лежати в припустимих межах. У цілому інструментальні похибки поплавкових паливомірів можна звести до 2--3%.

2.2 Ємнісні паливоміри

Принцип дії ємнісного паливоміра ґрунтується на залежності величини ємності спеціального конденсатора від рівня палива в баці.

Рис 2.8 Схема чуттєвого елемента ємнісного паливоміра

1 -- внутрішній електрод, 2 -- зовнішній електрод, 3 -- ізоляційний шар

Чуттєвий елемент ємнісного паливоміра (рис. 2.8) являє собою циліндричний конденсатор із внутрішнім електродом 1, зовнішнім 2 і ізоляційним шаром 3. Між ізоляційним шаром і зовнішнім електродом знаходиться шар рідини (паливо, кислота), рівень якої необхідно вимірити. Якщо рівень рідини в баці змінюється, то буде змінюватися і ємність конденсатора внаслідок того, що діелектричні постійні рідини та повітря різні.

У більшості випадків зовнішній електрод циліндричного конденсатора повинен бути виконаний окремо, однак не виключене використання у якості зовнішнього електроду стінок бака, особливо у високих і вузьких баках. Це тим більше доцільно, що в такому випадку конденсатор дозволяє вимірювати кількість палива в баці без помітних похибок при досить значних кренах літака і прискореннях.

Ємнісні паливоміри застосовуються для вимірювання кількості усіх видів палива, але виявляються майже незамінними у випадку вимірювання кількості хімічно активних рідин, застосовуваних як пальні компоненти в рідинно-реактивних двигунах.

Істотною перевагою ємнісних паливомірів у порівнянні з поплавковими є відсутність у датчику рухливих частин, крім того, у цих приладах похибки при кренах і прискореннях літака нижчі, ніж у поплавкових.

Для висновку залежності між рівнем палива в баці і ємністю датчика введемо наступні позначення (див. рис. 2.8): _{1 2}, ₃ -- діелектричні постійні рідини, матеріалу ізолятора і суміші парів рідини і повітря відповідно; R₁, R₂, R₃ -- радіуси внутрішнього електрода, ізолятора і зовнішнього електрода; х -- рівень рідини; h -- повна висота датчика. Внаслідок наявності ізоляційного шару є можливість вимірювати рівень напівпровідних (вода, кислота й ін.) рідин. У якості ізолятора можна використовувати скло, гуму або інший матеріал в залежності від природи рідини. При вимірі рівня непровідних рідин (гас, бензин) ізоляційний шар не застосовують.

Ємність нижньої частини циліндричного конденсатора буде дорівнювати:

(2.7)

Подібно цьому ємність верхньої частини конденсатора розраховується співвідношенням:

(2.8)

Підсумовуючи ємності С_х і С_h, отримаємо повну ємність конденсатора:

(2.9)

З цього вираження слідує, що ємність конденсатора є лінійною функцією рівня рідини х. Таким чином, вимірювання рівня рідини можна звести до вимірювання ємності конденсатора С.

Чутливість ємнісного датчика визначається вираженням:

(2.10)

Найбільша чутливість буде в тому випадку, коли R₂/R₁1, тобто коли шар ізоляції відсутній. При цьому отримаємо:

(2.11)

Так як діелектрична постійна напівпровідних рідин значно більша, ніж непровідних, то зміна ємності на одиницю довжини в першому випадку буде більше, ніж у другому. Звідси слідує, що ємнісний метод виміру рівня особливо ефективний для напівпровідних рідин.

З вираження (2.11) слідує, що для збільшення чутливості величину R₃/R₂ немає необхідності брати великою. Якщо величина R₃--R₂ мала, то на точність показань приладу значний вплив буде чинити в'язкість рідини. Отже, шар рідини між електродами повинен бути таким, щоб в'язкість не чинила впливу на рівень рідини. Як правило, обмежуються зазором R₃--R₂=1,5-6 мм, а для збільшення чутливості датчик збирають з декількох концентричних труб, що утворюють паралельно з'єднані конденсатори.

Ємнісний паливомір, як правило, включає власне вимірювач кількості палива в баках літального апарата та автомат програмних витрат, що здійснює керування витратою палива з баків у такій послідовності, при якій зберігається центрування літального апарата. Ємнісні паливоміри являють собою системи вимірювання, контролю й керування.

Вони виконують наступні функції:

-- вимірювання кількості палива в окремих групах баків і сумарної кількості палива на літальному апараті;

-- програмне керування виробленням палива;

-- керування заправленням паливом літального апарата;

-- сигналізація про залишок палива на відповідну тривалість польоту;

-- сигналізація щодо несправності роботи автоматики.

Рис. 2.9 Принципова схема вимірювальної частини системи сумуючого електричного паливоміра з сигналізацією (СЕПС)

Рис. 2.10 Принципова схема автоматичної частини системи СЕПС

Принципова схема вимірювальної частини системи являє собою самобалансуючий міст (рис. 2.9), утворений ємностями С₁ і С_x (С_x -- ємність датчика) і опорами R₁, R₂, R₃, r₁ r₂ і R. Міст живиться напругою 115 В, 400 Гц. Напруга з вимірювальної діагоналі подається на підсилювач, а потім на двигун типу ДИД-0,5, що через редуктор переміщає стрілку приладу у відповідності із зміною ємності С_x датчика і приводить схему у рівноважне положення шляхом зміни опору R.

Принципова схема автоматичної частини системи в якості основного елементу включає міст (рис. 2.10), що складається з індуктивностей L₁ і L₂ (L₁-індуктивність датчика) і двох частин вторинної обмотки трансформатора Тр. Якір індуктивного датчика зв'язаний з поплавцем, що плаває на поверхні палива в баці. Коли рівень палива досягає відповідного значення (наприклад, мінімального критичного запасу), якір входить у магнітопровід, індуктивність L₁ датчика різко міняється, міст розбалансується і на його вимірювальній діагоналі з'являється напруга. Ця напруга випрямляється і подається на реле Р, що в залежності від призначення включає електродвигуни насосів, що підкачують (у системах керування порядком витрати палива з баків або включення кранів заправлення паливних баків) або замикають ланцюги сигнальних ламп (у системі сигналізації).

Рис. 2.11 Паливомір СЕПС -370А:

1 -- датчики: 2 -- двострілковий покажчик: 3 -- блоки виміру; 4 -- блок автоматики; 5 -- перемикачі дистанційні; 6 -- галетний перемикач

У комплект однієї з систем типу СЕПС входять (рис. 2.11):

-- ємнісно-індуктивні датчики 1 -- 6 шт.

-- двострілковий покажчик 2 -- 1 шт.

-- блоки виміру 3 -- 2 шт.

-- блок автоматики 4 -- 1 шт.

-- дистанційні перемикачі 5 -- 2 шт.

-- галетний перемикач 6-- 1 шт.

Вага комплекту складає порядку 20,750 кг. Споживана потужність по перемінному струмі 120 ВА, постійному струмові -- 25 Вт.

На рис. 2.12 наведена принципова електрична схема вимірювальної частини паливоміра.



Рис. 2.12 Принципова електрична схема вимірювальної частини і блоку автоматики (нижня частина) паливоміра

У цій схемі міст складається з двох пліч, утворених резисторами, і двох пліч, утворених конденсаторами.

Одне плече складається з резисторів R₁ і r₂ (при вимірюванні кількості палива в групах баків) або R₁ і r₁ (при сумарному вимірі). Друге плече складається з резисторів R₂, R₃, R і r₃ (при вимірювані кількості палива в групах баків) або R₂ R₃, R і r₄ (при сумарному вимірюванні).

Третє плече складається з конденсатора С₁ (при вимірі кількості палива в групі баків) і конденсатора С₂ (при сумарному вимірі).

Рис. 2.13 Датчик паливоміра:

1 -- кришка; 2 -- панель; 3 -- циліндр; 4 -- індуктивний датчик; 5 -- поплавець з якорем; 6 - направляюча трубка

При вимірюванні кількості палива в групі баків в якості четвертого плеча підключаються ємності датчиків цієї групи, а при сумарному вимірі підключаються ємності датчиків усіх груп одного двигуна.

Для регулювання схеми при нульовому і максимальному показаннях приладу застосовуються реостати r₂ (нуль груп), r₃ (максимум груп), r₁ (нуль суми) і r₄ (максимум суми).

Для переключення з контролю суми на контроль груп застосовується реле Р₁ з контактами КР₁. Реле Р₂ з контактами КР₂ служить для підключення до схеми градуюючих ємностей замість ємностей датчиків.

Датчик паливоміра (рис. 2.13) являє собою набір коаксиально розташованих профільованих і не профільованих циліндрів 3, що утворюють конденсатор. Крім того, він включає котушку індуктивного датчика 4, поплавець з якорем 5 і направляючу трубку 6. Крім такого комбінованого датчика, у комплект приладу входять також датчики без індуктивних сигналізаторів.

Підсилювач приладу (див. рис. 2.12) складається з трьох каскадів посилення (два каскади - підсилювачі напруги і третій каскад -- підсилювач потужності) і зібраний на подвійних тріодах Л₁ (641П-В) і Л₂ (6Н2П-В). Аноди ламп Л₁ і Л₂ живляться напругою 145 В від випрямувача Д1 (кремнієвий діод Д205). Напруга з вихідного каскаду посилення надходить через трансформатор Тр2 на керуючу обмотку двофазного індукційного двигуна типу ДИД-0,5. На обмотку збудження цього двигуна напруга безпосередньо від мережі подається через конденсатор, що забезпечує необхідне зрушення фаз між напругою в керуючій обмотці й в обмотці збудження.

Покажчик (рис. 2.14) являє собою дві самостійні системи, змонтовані в одному корпусі.

паливомір авіація датчик похибка



Рис. 2.14. Кінематична схема приладу, що показує 1 - двигун ДИД-0,5; 2 - сельсин-приймач; 3 - редуктор; 4 - штифт; 5 - обмежувач; 6 - вісь редуктора; 7 - оправа; 8 - дільник напруги; 9 - повзунок дільника напруги; 10 - струмопідвід, 11 - стрілки; 12 - кнопки

Кожна із систем вмикає двигун ДИД-0,5, редуктор з передатним відношенням i=500, дільник напруги R = 260 ом з повзунком і стрілки (дві стрілки -- лівого Л и правого П авіадвигунів).

Прилад має дві шкали: зовнішню і внутрішню. По зовнішній шкалі відраховується сумарний запас палива, а по внутрішній -- запас палива в групі. Ціна поділки -- 100 кг.

Автоматичне керування порядком витрати палива і заправленням літаків з декількома двигунами, а також сигналізацією залишків палива здійснюється за допомогою блоку автоматики, схема якого показана на рис. 2.12. При визначеному рівні палива в баці сердечник сигналізатора входить у котушку L; (або L₁'), що викликає різку зміну її індуктивності, що призводить до розбалансування моста. Напруга з вимірювальної діагоналі випрямляється і подається на обмотку реле. Спрацьовування реле призводить до подачі сигналів на включення або відключення паливних насосів тих або інших груп баків, зміни режимів роботи насосів, наприклад, переключення з номінального режиму на форсований, включення перекачувальних насосів, а також ламп сигналізації.

Сигналізатори, що являють собою датчики блоків автоматів заправлення, видають сигнали на закривання заправних кранів у міру заповнення баків паливом і досягнення ними рівня спрацьовування індуктивних датчиків.

Похибки ємнісних паливомірів. Для аналізу методичних похибок ємнісних паливомірів розглянемо залежності ємності датчика С від обсягу V (при градуюванні в об'ємних одиницях) і від ваги G (при градуюванні у вагових одиницях) палива. Крім того, ємність залежить від кутів крену і тангажу , від прискорення j і діелектричної постійної палива ₁ тобто:

(2.12)

(2.13)

де -- щільність палива.

Покази ємнісних паливомірів правильні лише в режимі горизонтального рівномірного польоту. Зміни кутів , і прискорення j призводять до методичних похибок. Для зменшення цих похибок датчик варто встановлювати в центрі бака або розміщувати кілька датчиків по краях бака.

Зміни сорту палива призводять до змін діелектричної сталої ₁, що може викликати методичну похибку, що доходить до 5%. Цю похибку можна врахувати, маючи характеристики палива.

При градуюванні паливомірів у одиницях об'єму виникає методична похибка, обумовлена зміною діелектричної сталої ₁ зі зміною температури палива:

(2.14)

де -- температурний коефіцієнт діелектричної сталої. Користуючись тим, що:

(2.15)

одержимо

(2.16)

Звідси випливає, що температурна похибка пропорційна .

Методична температурна похибка при ваговому градуюванні обумовлена температурною залежністю величин ₁ і , тобто і .

Тоді:

(2.17)

де ₁ - температурний коефіцієнт щільності палива.

Якщо зневажити розширенням бака при зміні температури, то зміна щільності обумовлюється зміною об'єму, тобто . Отже, . При цьому вираз (2.17) прийме вид:

(2.18)

Оскільки і , то методична температурна похибка при ваговому градуюванні менше, ніж при об'ємному градуюванні.

Інструментальні похибки ємнісних паливомірів унаслідок застосування нульових методів виміру малі і ними можна зневажити.

3. РОЗРОБКА СТРУКТУРНОЇ СХЕМИ ПАЛИВОМІРА НЕ ЧУТТЄВОГО ДО СОРТУ ПАЛИВА

Задача дипломного проекту - зменшити похибку від зміни діелектричної проникності палива.

Для компенсації таких похибок використовують компенсаційні методи. Найбільш поширений з таких методів - це використання компенсаційних датчиків, котрі повинні бути розташовані весь час у рідині, наприклад, в нижній частині бака.

Для вирішення поставленої задачі, в роботі запропонована конструкція паливоміра, інваріантного до зміни сорту палива (діелектричної проникності). Цей паливомір містить первинний перетворювач з двома датчиками. В якості датчиків використовуватимуться ємнісні перетворювачі з різними законами зміни ємності від рівня палива в баці.

Паливомір складатиметься з (дивись рис. 3.1.):

1. Вимірювального блоку (a);

2. Датчиків - ємнісних перетворювачів різної форми(b,c)

Рис. 3.1

Пристрій працює наступним чином. Як показано на рис. 3.1, обидва датчики b, c занурені в паливо. Рівень по довжині датчиків розподіляється на два середовища із різною діелектричною проникністю, якими можуть бути повітря і керосин з діелектричними проникностями відповідно ₁ = 2, ₂ = 1. Для того щоб вимірювання були незалежними від зміни сорту палива (діелектричної проникності), датчики повинні мати різні закони зміни ємності від рівня палива. Це досягається завдяки використанню датчиків різних форм, плоско-прямокутного (рис. 3.2) і плоско-трикутного ємнісних датчиків (рис. 3.3).

Рис. 3.2 Схема прямокутної частини паливо міра

Рис. 3.3 Схема трикутної частини паливоміра

Залежність ємності від рівня палива для плоского ємнісного датчика обчислюється за формулою:

(3.1)

де С_ОП - ємність прямокутного датчика, заповненого повітрям;

₁, ₂ - діелектричні проникності середовищ;

l_П - ширина обкладинок;

d_П - відстань між обкладинками;

h₁ - рівень середовища (палива).

Залежність ємності від рівня палива для конічно-плоского датчика розраховується як

(3.2)

де С_OT - ємність трикутного датчика, заповненого повітрям;

₁, ₂ - діелектричні проникності середовищ;

l_T - основа трикутника;

h_T - повний рівень датчика;

d_T - відстань між обкладинками;

h₁ - рівень середовища (палива).

Зважаючи на те, що в виразах (3.1.) і (3.2.) різниця ₁ - ₂=сопst, запишемо формулу знаходження рівня середовища (палива) h₁, інваріантну до зміни сорту палива (діелектричної проникності):

(3.3)

У вимірювальному пристрої (a) виконується вимірювання ємності обох датчиків і знаходження по формулі (3.3.) значення рівня палива вільного від похибки зміни сорту палива (діелектричної проникності).

Задача оцінки похибки паливоміра визначається залежністю:

(3.4)

де - константа, складена з конструктивних характеристик обох датчиків.

Формула для відносної похибки рівня палива:

(3.5)

Ця похибка має такі складові:

перша складова - інструментальна , що зменшується завдяки таруванню і сягає 1... 2%;

друга складова - похибка вимірювання ємності прямокутного датчика в процесі експлуатації та при таруванні, що сягає 1... 3%;

третя складова - похибка вимірювання ємності трикутного датчика в процесі експлуатації та при таруванні, що також сягає 1... 3%.

Треба порівняти цю похибку з похибкою поодинокого ємнісного датчика:

(3.6)

Формули (3.5.) та (3.6.) відрізняються третьою складовою. Для поодинокого датчика - ця складова, обумовлена зміною сорту палива, для нового датчика - це похибка вимірювання ємності. Складова обумовлена сортом палива, що досягає 20%, замінюється в новому датчику на типову відому складову вимірювання ємності, що досягає 1... 3%.

Таким чином, всі три складові похибки нового датчика відомі, разом сягають 1... 5%, і досить невеликі в порівнянні зі складовою від сорту палива.

Для цього методу є своя специфічна похибка, обумовлена різницею в рівнях палива датчиків рис 3.1 та рис 3.2 (рис. 3.4).

Рис. 3.4 Різниця в рівнях палива частин паливоміра

Ця похибка може бути компенсована завдяки комплексуванню різних методів вимірювання, наприклад, використанню кількох датчиків, розташованих в протилежних частинах бака. Також цю задачу можливо вирішити за допомогою одного датчика, але для цього потрібно його розташувати в центрі мас паливного бака. Недоліком цього паливоміра є гірші показники точності при коливаннях палива в баці.

Широке розповсюдження в авіаційній техніці знайшов метод коригування результатів завдяки використанню інформації про нахил літака. По заданому закону через ці показники уточнюються результати вимірювання залишку кількості палива.

Існує умова, при якій допустимо впроваджувати новий датчик. Діелектричні проникності палива та повітря повинні бути досить різними.

Спрощена функціональна електрична схема вимірювального моста паливоміра який проектується наведена на рис 3.5.

Живлення вимірювального моста здійснюється від вторинної обмотки 3-4 трансформатора, на первинну обмотку 1-2 якого подається змінна напруга 115В, 400 Гц. Вимірювальний міст складається з двох плечей, представлених активними опорами у виді резисторів R4 і R1 (одне плече) і резисторів R6, R5, R2, R3 (друге плече), та з двох плечей, представлених ємнісними опорами (конденсатора С_o - третє плече та двох датчиків різної форми С_х - четверте плече). Ємність С_o дорівнює початковій ємності датчиків (сухого).

Рис 3.5 Спрощена функціональна електрична схема вимірювального моста паливоміра

Коли міст знаходиться в рівновазі, різниця потенціалів його вершин Е та D дорівнює нулю. Як тільки ємність датчиків зміниться внаслідок зміни рівня палива в баці, потенціал вершини D щодо вершини Е зміниться, і різниця потенціалів між вершинами Е та D буде прикладена до входу підсилювача. З виходу підсилювача напруга надходить на керуючі обмотки двигуна, ротор якого, обертаючись, приводить повзунок резистора R6 у таке положення, при якому різниця потенціалів між вершинами Е і D знову стає рівною нулю.

Разом із повзунком резистора R6 переміщується стрілка показового приладу, що жорстко скріплена з повзунком.

При початковому значенні ємності датчиків Сх=Со міст реостату R4 відрегульований таким чином, що його рівновага настає тоді, коли повзунок резистора R6 знаходиться в одному з крайніх положень, а стрілка приладу, що показує, на нульовій відмітці шкали.