3.4. Способы получения интегрального расхода

Измерение суммарного расхода топлива сводится к интегрированию по времени сигналов мгновенного расхода. Сигналы мгновенного расхода дискретизируются, поэтому интегрирование сводится к суммированию импульсов за определенное время.

Рис.3.13. Кинематическая схема датчика суммарного

расхода топлива:

1 – крыльчатка, 2 – подшипники, 3 – червячная передача, 4 – стальной сердечник, 5 – сердечник, 6 – магнитный шунт, 7 – катушка постоянной индуктивности, 8 – катушка переменной индуктивности.

В датчике суммарного расхода топлива (рис.3.13.) вращение крыльчатки 1 через червячную передачу 3 с помощью индуктивно-импульсного устройства (ИИУ) преобразуется в электрические импульсы.

Якорь ИИУ представляет собой стальной сердечник 4, укрепленный на немагнитном цилиндрическом основании и помещенный в магнитное поле катушек переменной индуктивности 8 с незамкнутым П-образным ферромагнитным сердечником 5. Над катушками размещена другая пара катушек постоянной индуктивности 7. Через каждые 30 оборотов крыльчатки якорь ИИУ приближается к сердечнику нижней пары катушек и этим уменьшает магнитное сопротивление воздушного зазора сердечника катушки, а, следовательно, вызывает увеличение индуктивности катушек. Катушки 7 постоянной и катушки 8 переменной индуктивности, имеющие коэффициенты самоиндукции L2 и L1, включены в разные плечи индуктивного моста, остальные два плеча которого образованы обмотками трансформатора L3 и L4 (рис.3.14).

Рис.3.14. Принципиальная электрическая схема

суммирующего расходомера:

1 – обмотка ДШР; 2 –корпус; 3 – возвратная пружина; 4 – храповое колесо;

5 – стрелка; 6 – кремальера.

При изменении индуктивности L1 равновесие моста нарушается и на eгo измерительной диагонали появляется напряжение частотой 400 Гц (мост питается напряжением 115 В, 400 Гц), промодулированное по амплитуде частотой импульса, как видно из рис.3.15.а. Это напряжение поступает на вход импульсного усилителя и преобразуется в импульсы прямоугольной формы постоянной длительности и амплитуды, необходимые для управления шаговым двигателем.

Усилитель состоит из следующих функциональных каскадов: амплитудного детектора, усилителя постоянного тока, формирующего устройства, времязадающего каскада, выходного каскада мощности.

Амплитудный детектор выделяет низкочастотную составляющую входного сигнала и представляет собой мостовую двухполупериодиую схему выпрямления, выполненную на диодах VD1,VD2, VD3, VD4.

Усилитель постоянного тока, выполненный на транзисторе VT1, усиливает выходной сигнал амплитудного детектора до величины, достаточной для надежного срабатывания формирующего устройства.

Роль формирующего устройства выполняет триггер с эмиттерной связью, в схему которого входят транзисторы VТ2 ‒ VT5 и резисторы R4 – R9.

Времязадающий каскад, состоящий из транзистора VT4, резистора R10 и емкости С2, представляет собой однотранзисторный мультивибратор и служит для формирования импульсов постоянной длительности, поступающих затем на выходной каскад мощности, собранный на транзисторе VT5.

Таким образом, на выходе импульсного усилителя формируются прямоугольные импульсы напряжения постоянной длительности, частота следования которых определяется низкочастотной составляющей сигнала датчика (рис.3.15.).

Рис.3.15. Графики изменения входного (а) и выходного (б) напряжений импульсного усилителя

В качестве указателя в суммирующих расходомерах применяется счетчик импульсов (рис.3.16.). При подаче импульса на обмотку релейно-шагового двигателя, состоящего из электромагнита 1 , якорь 2 которого при помощи ведущей собачки 3 поворачивает храповое колесо 4 на один зуб при каждом замыкании цепи. Стопорная собачка 5 предохраняет колесо от проворачивания. Возвратная пружина 6 служит для регулирования усилия возврата якоря. Редуктор, состоящий из червяка 7, червячного колеса 8, шестерни 9, фиксатора 10, шестерен 11, 12 и 13, передает вращение храпового колеса 4 на стрелку 14. Стрелка перемещается по направлению к нулю шкалы 15 и в каждый момент времени показывает запас топлива в топливной системе. Перевод стрелки прибора на деление, соответствующее залитому запасу топлива, производится кремальерой 16, на оси которой укреплена шестерня 17. При перемещении кремальеры в осевом направлении шестерня 17 приходит в зацепление с шестерней 11. Число оборотов сердечника ИИУ датчика пропорционально числу оборотов крыльчатки, следовательно, число срабатываний ДРШ будет также пропорционально числу оборотов крыльчатки и, значит, количеству топлива, прошедшего через датчик.

Рис.3.16. Кинематическая схема указателя расходомера:

1 – электромагнит; 2 – якорь электромагнита; 3 – ведущая собачка; 4 – храповое колесо; 5 – стопорная собачка; 6 –возвратная пружина; 7 – червяк редуктора; 8 – червячное колесо; 9 – шестерня; 10 – фиксатор; 11, 12, 13, 17 – шестерни; 14 – стрелка; 15 – шкала; 16 – кремальера.

Перед запуском авиадвигателя на барабанчиках счетчика импульсов устанавливаются вручную показания, соответствующие заправленному количеству топлива для одного двигателя. В процессе расходования топлива показания счетчика уменьшаются. Таким образом, прибор показывает количество топлива, оставшегося в баках.