Поплавковые топливомеры

Поплавковые топливомеры состоят из датчика, расположен­ного в топливном баке, и указателя, смонтированного на прибор­ной доске самолета. Датчик измеряет уровень топлива в баке и выдает результат измерения в виде электрического сигнала по­стоянного или переменного тока. Указатель представляет собой электроизмерительный прибор, шкала которого отградуирована в единицах количества топлива.

При наличии нескольких топливных баков можно путем пере­ключения электрических цепей подсоединять один и тот же ука­затель поочередно к каждому датчику или одновременно ко всем датчикам, соединенным последовательно. Это позволяет с помо­щью одного указателя и переключателя измерять как запас топ­лива в каждом баке в отдельности, так и суммарный запас топ­лива на самолете.

Датчик состоит из поплавка, механической передачи и элек­трического преобразователя перемещений.

Механическая передача выполняет следующие функции: а) преобразует вертикальное перемещение поплавка в угловое перемещение промежуточной оси, расположенной внутри бака;

б) передает угловое перемещение от промежуточной оси к расположенной вне бака выходной оси через герметичную стен­ку (для обеспечения пожаробезопасности).

На рис. 9.10 представлены два варианта механической пере­дачи, отличающиеся кинематической схемой и способом переда­чи углового перемещения через герметичную стенку.

В первом варианте угловое перемещение передается с помо­щью сильфона, работающего на изгиб; во втором варианте — с помощью магнитной муфты, состоящей из двух постоянных маг­нитов, разделенных немагнит­ной стенкой.

Электрический преобразова­тель перемещений в обоих ва­риантах выполнен в виде про­волочного потенциометра.

Указатель топливомера представляет собой логометр; рамки логометра включены

в мостовую схему, плечи R_x и R_v которой образованы потен­циометром датчика. Электриче­ская схема аналогична схеме дистанционного манометра (см. рис. 6.17,6).

Принципиальная электрическая схема соединения нескольких датчиков с одним указателем для определения суммарного коли­чества топлива показана на рис. 9.11. По этой схеме переменное сопротивление R_y является суммой сопротивлений реостатов R_у1, R_у2,...., R_уn, включенных последовательно. Каждое из этих сопротивлений является функцией количества топлива в соответ­ствующем баке:

.

Следовательно, общее сопротивление

.

Чтобы сопротивление R_y являлось функцией суммарного количе­ства топлива , необходимо, чтобы сопротивления каждого датчика изменялись пропорционально количеству топ­лива в баках с одинаковым коэффициентом пропорциональности:

.

Тогда

.

Поскольку для i -го бака зависимость определяется формой бака, характеристикой передачи и характеристикой рео­стата, то для получения пропорциональной зависимости необходимо соответствующим образом согласовать указан­ные характеристики.

Обычно согласование характеристик осуществляют путем по­строения функционального реостата, характеристика которого выбирается решением системы следующих уравнений:

— характеристика i-ro бака;

—характеристика передачи в i -ом датчике;

— заданная характеристика датчика в целом,

где h_i — высота уровня в i -м баке;

— угловое перемещение щетки реостата. Совместное решение уравнений дает зависимость между и R_yi:

.

Для реализации полученной зависимости применяют реоста­ты с профилированным каркасом; плавную функцию обычно аппрокси­мируют ломаной характеристикой, со­ставленной из отрезков прямых, что позволяет применять ступенчатый кар­кас (рис. 9.12).

В указателе топливомера могут применяться логометры различных ти­пов, в том числе логометры с непо­движными рамками и подвижным магнитом, логометры с неподвижным внутрирайонным цилиндрическим магнитом и подвижными рамками и логометр с внешним подково­образным неподвижным магнитом и подвижными рамками.

Последний вариант логометра позволяет получить относитель­но большой угол шкалы за счет применения полюсных наконеч­ников специальной формы с использованием только одной актив­ной стороны в каждой рамке логометра.

Поплавковым топливомерам свойственны методические и ин­струментальные погрешности.

К методическим погрешностям относят:

а) погрешности, обусловленные изменением положения топ­лива в баке при продольных и поперечных наклонах самолета и при движении самолета с продольными и поперечными ускоре­ниями;

б) погрешности, вызванные влиянием температуры на уро­вень топлива (в соответствии с коэффициентом объемного рас­ширения топлива);

в) погрешности, обусловленные приближениями, допущенны­ми при проектировании прибора (аппроксимацией характеристик реостатов и др.).

Инструментальные погрешности топливомера аналогичны по­грешностям других электромеханических приборов. Они опреде­ляются несовершенством механических и электрических элементов, наличием сил трения, люфтов, влиянием температуры на ме­ханические, электрические и магнитные свойства деталей и узлов и т. п.