Биметаллические температурные компенсаторы первого и второго рода и их работа

В аэрометрических приборах различают биметаллические темпера­турные компенсаторы первого и второго рода, которые отличаются конст­рукцией и влиянием на показания прибора.

Биметаллический температурный компенсатор (БTK) первого рода - валик с биметаллической пластиной (обычно инвар-сталь), одним концом укрепленный на подвижном центре чувствительного элемента, а другим шарнирно связанный с тягой передающего механизма. Компенсатор первого рода служит для уменьшения температурных инструментальных погрешно­стей на пулевой точке (например, для барометрического высотомера на нуле­вой высоте при постоянном давлении у земли).

ВТК работает следующим образом (рис.6). При нормальной тем­пературе, т.е. температуре, при которой градуировался прибор (+15°С), анероидная коробка, имея определенную жесткость, под действием атмо­сферного давления сжата, и прибор показывает нулевую высоту. При умень­шении температуры жесткость анероидной коробки увеличивается, вследст­вие чего она расширяется на некоторую величину ДЕЛЬТА 1, а биметаллическая пла­стина, изогнувшись вниз, оставляет ее свободный конец на месте и никакого движения па стрелку не передает.

При увеличении температуры жесткость аиероидной коробки умень­шится, и под действием такого же атмосферного давления коробка сожмётся на какую-то величину ДЕЛЬТА 2, а биметаллическая пластина, изогнувшись в проти­воположную сторону, оставит ее свободный конец в прежнем положении и никакой передачи на стрелку также не будет поступать.

Таким образом, при изменении температуры, но при одном и том же давлении свободный конец биметаллического валика остается неподвижным и никаких ошибок в показаниях не возникает.

БТК второго рода компенсирует влияние температуры на показания прибора при изменяющемся давлении. Он представляет собой биметалличе­скую пластину инвар-сталь, установленную на оси сектора сталью к оси. Один конец се прикреплен жестко, а свободный конец соединен шарнирно с тягой передающего механизма (рис.7).

Механизм прибора регулируется при такой температуре, при которой линейные размеры деталей постоянны и крутизна характеристики упругого чувствительного элемента определенна. При этом используется прямолиней­ный участок характеристики, на котором определенному изменению давле­ния соответствует вполне определенный ход ЧЭ.

Изменение температуры окружающей среды вызывает изменение мо­дуля упругости материала упругого ЧЭ и изменение линейных размеров де­талей механизма. Изменение размеров деталей механизма создает сравни­тельно небольшие температурные погрешности, которые не компенсируют.

Увеличение пли уменьшение модуля упругости чувствительного эле­мента уменьшает или увеличивает его ход при одинаковом давлении, т.е. из­меняет крутизну характеристики упругого ЧЭ. Отклонение фактической ха­рактеристики от расчетной вызывает инструментальную температурную по­грешность прибора. Для устранения этой погрешности температурный ком­пенсатор второго рода изменяет передаточное число передаточного механиз­ма так, что для данной температуры как бы восстанавливается соответствие между ходом упругого чувствительного элемента и величиной давления, т.е. компенсирует изменение характеристики ЧЭ.

Рассмотрим работу БТК второго рода для барометрического высотомера при уменьшении температуры и давления (что может быть с подъемом на высоту). При уменьшении температуры с одновременным уменьшением дав­ления из-за увеличения жесткости коробки ее ход уменьшается, а следова­тельно, и занижаются показания высотомера. В этом случае биметаллическая пластина компенсатора выгнется гак, что ведомое плечо r уменьшится от r1 до r2 передаточное число механизма увеличится, и погрешность в показани­ях высотомера будет устранена.

Эффективность действия компенсатора второго рода регулируется пе­рестановкой упорного винта, в результате чего укорачивается или удлиняется эффективная длина биметаллической пластины. Для увеличения эффектив­ности винт переставляется в отверстие ближе к месту крепления биметалли­ческой пластины, для уменьшения эффективности - дальше от места крепле­ния. Кроме того, путем ввертывания и вывертывания упорного вита можно регулировать передаточное число ПМ прибора.