Погрешности поплавковых топливомеров. Особенности эксплуатации

Погрешности электрических поплавковых топливомеров складываются из следующих 
составляющих: погрешностей, являющихся следствием продольных и поперечных крепов и 
ускорений самолета; погрешностей, возникающих при неточной установке топливных баков и 
отклонений их размеров от полученных при расчете и тарировке; температурных погрешностей, 
вызванных изменением температуры топлива в баке и сменой сорта топлива; температурных 
погрешностей, появляющихся из-за изменения магнитных характеристик и электрических 
параметров при изменении температуры окружающей среды; погрешностей, возникающих из-за 
изменения напряжения источника питания. Другие погрешности топливомеров являются общими 
для всех приборов. Методические погрешности могут быть компенсированы за счет введения в 
схему топливомера дополнительных чувствительных элементов, реагирующих на изменение 
плотности и диэлектрической проницаемости топлива, на крены и ускорения самолета. 
Инструментальные погрешности, возникающие из-за изменения температуры, 
компенсируются подбором параметров схемы. Основная инструментальная погрешность 
поплавковых топливомеров составляет до ±2ч3% на пулевой отметке и ±3,5ч5 % на остальных 
отметках шкалы. 
В процессе эксплуатации датчиков поплавковых топливомеров необходимо следить за 
герметичностью места фланцевого крепления датчика в баке и сильфона, за герметичностью 
металлических поплавков. При монтаже не допускаются изгибы рычагов и перекосы корпуса 
датчика. Характерными неисправностями поплавкового топливомера, работающего в 
комплекте с логометром, являются обрывы потенциометров датчиков или соединительных 
проводов, что приводит к биению стрелки об упор на конце шкалы. 
4.1.2. Электроемкостные топливомеры 
Электроемкостные топливомеры получили более широкое распространение на ЛА, чем 
поплавковые топливомеры, так как они обладают рядом преимуществ: не имеют подвижных 
частей датчиков, их легко устанавливать в баках сложной конфигурации, точность измерения 
количества топлива в баках этими топливомерами выше. 
Принцип действия электроемкостного топливомера основан на измерении емкости 
специального конденсатора, зависящей от уровня, а следовательно от объема и массы топлива в 
баке. Так как диэлектрическая проницаемость топлива отличается от диэлектрической 
проницаемости воздуха, то при изменении уровня топлива будет меняться и емкость 
конденсатора. 
Известно, что емкость конденсатора определяется формулой: 
(
1)
4
S n
C
d




,
(4.1) 
где: 

- диэлектрическая постоянная среды; S- площадь обкладок конденсатора; п - число 
пластин (обкладок); d - расстояние между пластинами. 
Если поместить конденсатор в топливный бак в качестве датчика, то по мере выработки 
топлива его емкость будет уменьшаться. Таким образом, чувствительным элементом 
емкостного топливомера является цилиндрический конденсатор, обкладками которого 
служат внутренний и внешний металлические цилиндры диаметром d
1
 и d
2
соответственно. 
Между этими цилиндрами находится слой топлива, уровень которого необходимо измерить 
(см. рис. 4.5). 
Определим зависимость емкости конденсатора от уровня топлива x. 
Если пренебречь толщиной стенок цилиндров, то емкость нижней части датчика, 
погруженной в топливо: 
0 1
1
1
2
2
ln(
)
C
x
d d
 


,
(4.2) 

где 
12
0
8,85 10
/
Ô ì




- электрическая постоянная; 

1
- относительная диэлектрическая 
проницаемость топлива; х - высота уровня топлива.
Емкость верхней части датчика 


0
2
1
1
2
2
ln(
)
C
h
x
d d
 

 
,
(4.3) 
где h — высота труб, равная максимальному уровню топлива; 

2=1 диэлектрическая 
проницаемость воздуха. 
Полная емкость датчика составит 


2
1
2
1
2
0
1
2
2
ln(
)
h
x
C
C
C
d d

 







,
(4.4) 
или 
0
x
C
C
C


, (4.5) 
Где 
0
0
1
2
2
ln(
)
C
h
d d


- емкость сухого датчика (при .x = 0); 


0
1
1
2
2
1
ln(
)
x
C
x
d d
 


- составляющая емкости, пропорциональная уровню топлива. 
Как видно, С является линейной функцией уровня топлива x, так что измерение уровня 
можно свести к измерению емкости конденсатора. Для большей чувствительности 
(увеличения емкости) датчики собирают из нескольких труб, образующих параллельно 
соединенные конденсаторы. 
Измерение емкости С
х
 датчика производится с помощью самоуравновешивающегося 
моста переменного тока, состоящего из конденсаторов С
х 
(емкость датчика), С
1
(эталонная 
емкость), резисторов R
1
R
2
и потенциометра обратной связи R
oc
(рис. 4.5). При 
установившемся значении емкости С
х
 мост уравновешен. При изменении уровня топлива 
емкость датчика С
х
изменится, и в диагонали моста появится напряжение, которое 
подастся на вход усилителя, а после усиления поступает на управляющие обмотки дви-
гателя М. Двигатель через редуктор перемещает щетку потенциометра R
oc
уравновешивая 
мост. Одновременно перемещается стрелка, которая по шкале Q покажет измеренное 
количество топлива в объемных (литрах) или в массовых (килограммах) единицах. 
Как при объемной, так и при массовой градуировке шкала указателя будет 
равномерной лишь в случаях, когда площадь поперечного сечения бака постоянна по его 
высоте. Если же площадь сечения переменна, то для получения равномерной шкалы, 
необходимо профилировать емкостные датчики. Для этого в их цилиндрических трубах 
делают разрезы определенной формы, чтобы емкость датчика была пропорциональна не 
уровню, а объему топлива (рис. 4.6,б). В других случаях профилирование осуществляется 
изменением диаметра одном из труб (рис. 4.6,в). Требуемый закон профилирования опре-
деляется графическим путем. В зависимости от требуемой начальной емкости и высоты 
датчика количество труб в нем может быть от 3 до 6. 
На рис. 4.7 показаны два емкостных датчика различных конструкций. В одной 
конструкции (рис. 4.7, а) все трубы (1, 3, 4) датчика крепятся к одному изоляционному 
основанию 2, а для обеспечения зазора (не менее 1,5 мм) между каждой парой труб 
устанавливаются изоляционные вкладыши 5. В другой конструкции (рис. 4.7, б) 
электроды 3, 4 конденсатора крепятся с помощью изоляторов 2 к электроду 1. В таком 
датчике отсутствуют изоляторы между основными (3, 4) электродами и датчик называется 
трехэлектродным или с разделенными утечками. Емкость между основными электродами 
обеих датчиков меняется по одним и тем же законам. 

Рис. 4.5. Принципиальная схема электроемкостного топливомера 
Рис. 4.6. Профилированный емкостный датчик: 
а – с изменением поверхности трубы; б – с 
изменением диаметра трубы 
Рис. 4.7. Крепление труб емкостного датчика:
а –к одному основанию; б – к заземленному 
электроду 
Рис. 4.8. Принцип работы датчика-сигнализатора (а), принципиальная электрическая 
схема индуктивного измерительного моста (б) 

жүктеу/скачать 5.27 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: