- •Глава 4. Авиационные топливомеры
- •4.1. Виды топливомеров
- •4.1.1. Поплавковые топливомеры
- •4.1.2 Емкостные топливомеры
- •4.2. Электрические схемы включения топливомеров
- •4.3. Анализ погрешностей топливомеров
- •4.3.1 Погрешности емкостных топливомеров
- •4.3.2. Погрешности поплавковых топливомеров
- •4.4. Канал центровки
- •4.4.1. Автоматы выравнивания (центровки)
- •4.4.2. Системы автоматического управления выработкой
- •4.5. Современные разработки топливо-измерительных систем
- •4.5.1. Комплексы топливоизмерения и центровки ктц
- •4.5.2. Датчики топливомера электроемкостные дт, дтк, дтс, дтск
4.3. Анализ погрешностей топливомеров
4.3.1 Погрешности емкостных топливомеров
Электроемкостным топливоизмерительным системам свойственны методические погрешности. Рассмотрим главные причины, вызывающие их появление:
а) Под действием ускорений и эволюции самолета топливо в баках перераспределяется, что приводит к изменению емкости Сх датчика. Для уменьшения погрешности измерение производится только в горизонтальном полете, и в баках в разных местах устанавливают несколько датчиков, емкости которых включают параллельно. Кроме того, для демпфирования колебаний уровня топлива конструкцией датчика предусмотрена достаточно малая скорость вытекания (поступления) топлива из датчика.
б) В топливомерах СЭТС и СПУТ изменение емкостей датчика, проводимостей датчика и кабелей, соединяющих датчик с измерительной схемой, приводят к изменению показаний топливоизмерительных систем (ТИС).
в) Погрешность из-за неточного совпадения профиля датчика с характеристикой бака.
Для анализа методических погрешностей емкостных топливомеров рассмотрим зависимости емкости датчика С от объема V (при градуировке в объемных единицах) и от веса G (при градуировке в весовых единицах) топлива. Необходимо учесть,что емкость зависит от углов крена и тангажа , от ускорения j и диэлектрической постоянной топлива 1, т. е.
С=F1(V, , , j, 1)
C=F2 (G, V, , , j, 1, ),
где — плотность топлива.
Показания емкостных топливомеров правильны лишь в режиме горизонтального равномерного полета. Изменения углов , и ускорения j приводят к методическим погрешностям. Для уменьшения этих погрешностей датчик следует устанавливать в центре бака или размещать несколько датчиков по краям бака.
Изменения сорта топлива приводят к изменениям диэлектрической постоянной 1 что может вызвать методическую погрешность, доходящую до 5%. Эту погрешность можно учесть, имея характеристики топлива.
При градуировке топливомеров в единицах объема возникает методическая погрешность, обусловленная изменением диэлектрической постоянной 1 с изменением температуры топлива:
1=10(1+),
где - температурный коэффициент диэлектрической постоянной. Пользуясь тем, что
получим
(4.7)
Отсюда следует, что температурная погрешность пропорциональна .
В последнее время вводится градуировка топливомеров в весовых единицах. Дело в том, что теплотворная способность определяется весом топлива. Определим методическую температурную погрешность при весовой градуировке. Эта погрешность обусловлена температурной зависимостью величин 1 и , т. е. 1=10(1+)и =0(1+1). Тогда
(4.8)
где 1—температурный коэффициент плотности топлива.
Если пренебречь расширением бака при изменении температуры, то изменение плотности обусловливается изменением объема, т. е. x=x0(1 + *). Следовательно, =0 (1—). При этом выражение (4.8) примет вид
(4.9)
Поскольку >0 и>0, то методическая температурная погрешность при весовой градуировке меньше, чем при объемной градуировке.
Наряду с перечисленными возникают погрешности ТИС из-за температурных изменений размеров датчиков и баков, нелинейности и ступенчатости характеристики уравновешивающих потенциометров, изменения в процессе эксплуатации зазоров между электродами датчиков.
Инструментальные погрешности емкостного топливомера вызываются главным образом влиянием температуры на параметры элементов мостовой схемы (конденсаторов, сопротивлений). Уменьшение этих погрешностей достигается применением элементов с малыми температурными коэффициентами или введением температурной компенсации.
Инструментальные погрешности емкостных топливомеров вследствие применения нулевых методов измерения малы, и ими можно пренебречь.