Авиационные манометры. Общие сведения

В измерительной технике приборы, предназначенные для измерения давлений, называются манометрами.

В авиации манометры применяют для измерения давления топлива, масла, воздуха и т. д.

Наибольшее распространение получили методы измерения, в которых силы измеряемого давления непосредственно сравниваются с упругими силами. Эти методы положены в основу работы мембранных манометров. К таким методам близки методы измерения, в которых силы давления, преобразованные в перемещения, воздействуют на параметры измерительных схем: сопротивления, емкости, индуктивности и т. д. Это по существу электрические методы измерения, основанные на преобразовании деформации элементов, функционально связанных с давлением, в изменения сопротивления, емкости или индуктивности. Измерение давления в электромеханических манометрах с омическим и индуктивным преобразователями сводится к преобразованию сил давления в деформа­цию упругих элементов, затем преобразование деформаций в изменение омического или индуктивного сопротивлений и, наконец, к измерению омических или индуктивных сопротивлений посредством мостовых измерительных схем. Авиационные манометры должны удовлетворять следующим основным требованиям:

• допустимые погрешности при нормальных условиях не должны превышать при измерении давления топлива ±3%, при измерении давления масла ±4%;

• манометры должны быть дистанционными.

1. Электрические дистанционные манометры унифицированные (эдму)

Электрические дистанционные манометры унифицированные предназначены для измерения давления жидкостей я газов в авиационных двигателях различных типов и выпускаются с диапазонами измерения в пределах от 0 – 1 до 0—150 кг/см². Все манометры типа ЭДМУ имеют одинаковое устройство и одинаковые элементы, за исключением чувствительных элементов (мембраны, манометрические коробки) и градуировки шкалы.

В комплект манометра входят датчик, указатель и соеди­нительные провода. Принцип действия манометра изложен в работе [2].

Рисунок 2.1 - Сложная мостовая схема постоянного тока

Рисунок 2.2 -Эквивалентная схема

1. Расчет мостовых схем по методу эквивалентного генератора

Метод эквивалентного генератора является частным случаем метода преобразования (метода эквивалентных цепей) и базируется на теореме об эквивалентном генераторе. Эта теорема гласит: по отношению к одной выделенной ветви с сопротивлением r вся остальная часть сколь угодно сложной цепи (рисунок 2.1), содержащая сопротивления и источники ЭДС может быть заменена одним эквивалентным генератором (рисунок 2.2) с ЭДС E_э12 и внутренним сопротивлением r_э. ЭДС E_э12, равная напряжению U_ab.хх холостого хода между полюсами (E_э12=U_abxx), определяется через известные ЭДС и сопротивления преобразуемой части сложной цепи.

Сопротивление r_э равно сопротивлению преобразуемой части сложной цепи относительно полюсов при отключенной ветви в источниках ЭДС, замкнутых накоротко при сохранении в схеме их внутреннего сопротивления.

Применение метода для расчета цепей рассмотрим на следующем примере. Дана схема цепи (рисунок 2.1) с известными источниками ЭДС и сопротивлениями ветвей. Требуется найти ток I_ab, протекающий через сопротивление r. Для определения тока в ветви методом эквивалентного генератора:

• заменим часть сложной цепи (обведенную пунктиром) эквивалентным источником ЭДС., с ЭДС E_э12 и внутренним сопротивлением r_э (рисунок 2.2); на этом рисунке эквивалентный генератор отмечен пунктиром;

• отключив ветвь (рисунок 2.1), одним из известных методов найдем ЭДС E_э12 эквивалентного источника, равную напряжению U_ab.хх холостого хода между полюсами и ;

• отключив ветвь и приравняв все ЭДС. к нулю, оставив их внутренние сопротивления в цепи, найдем сопротивление r_э эквивалентного источника, которое равно сопротивлению преобразуемой части относительно полюсов ;

• по закону Ома найдем ток в ветви (рисунок 2.2)

I_ab=

Если ветвь , кроме сопротивления , содержит источник с ЭДС. и внутренним сопротивлением (рисунок 2.3), то ток в ветви определяется также по закону Ома, т. е.

I_ab=

Расчет и r часто относительно сложен. Тем не менее применение данного метода существенно упрощает вычисления, особенно в тех случаях, когда нужно определить силу тока I_ab при нескольких значениях сопротивления r_m

Рисунок 2.3 – Схема эквивалентного источника

Рисунок 2.4 - Электрическая схема ЭДМУ

Иногда целесообразно при расчетах (в особенности в схемах с электронными и полупроводниковыми элементами) заменить активный двухполюсник не эквивалентным генератором э. д. с, а эквивалентным генератором тока. В этом случае неизменная сила тока генератора будет

I_э= ,

а сопротивление соединяется параллельно этому источнику тока.

Пример. Определить ток в схеме ЭДМУ (рисунок 2.4).

Ток I в рамке логометра по методу эквивалентного генератора определяется

I= ,

Определим . Для этого удобно схему ЭДМУ (рисунок 2.4) представить в виде рисунок2.5 U_всхх=U_в U_c

Рис 2.5 схема для определения U_ВСХХ на рамке логометра R₄

Рисунок 2.6 – Схема для определения U_вскз

Рисунок 2.7 – Эквивалентная схема

Определим потенциалы точек В и С

где

или

Аналогично определяется

где

и

Тогда

Определяем

Определим . Для этого преобразуем схему, как показано на рис. 2.6 и 2.7, где

Определяем ток

Аналогично приведенному определяется ток в сопротивлении , которое, как и , является сопротивлением рамки логометра указателя ЭДМ.У.

При расчете логометра указателя необходимо знать соотношение токов в рамках и , которое меняется в зависи­мости от изменения сопротивлений и . Эти сопротивления являются плечами потенциометра датчика. Поэтому

Обычно выбирают равным 250 – 260 Ом.

Задаваясь различными значениями сопротивления (шесть-восемь точек), можно получить искомые то­ки в сопротивлениях и , что позволит произвести расчет шкалы указателя по методике, изложенной ниже.

Полученные результаты записываем в табл. 2.1.

Таблица 2.1.