4.Электрические схемы включения

Принципиальная электрическая схема измерительной части поплавкового топливомера, собранного по компенсационной схеме, при измерении запаса топлива в одном баке приведена на рис. 10. Работа схемы происходит следующим образом. На потенциометр датчика R₂ подается напряжение, пропорциональное полному объему, измеряемому данным датчиком. Потенциометр датчика профилируется в соответствии с тарировочными данными бака. С потенциометром датчика R₂ в мостовую схему включен потен­циометр отработки R₁. Мост запитывается переменным током на­пряжением 115 В, f=400 Гц.

Рис.10. Компенсационная схема намерения уровня топлива

На потенциометр отработки R₁ подается напряжение, равное по величине напряжению на датчике и противоположное по фазе. При определенном значении напряжения на потенциометре датчика R₂ система находится в состоянии равновесия и разность потен­циалов между точками Д и В равна нулю, т. е. сигнал на входе усилителя отсутствует.

При изменении напряжения на датчике вследствие изменения уровня, а следовательно, и количества топлива в баке между точками Д и В возникает разность потенциалов и на входе усили­теля появляется сигнал, который после усиления поступает на уп­равляющие обмотки двухфазного индукционного двигателя.

Двигатель отработает движок потенциометра R₁ до сбаланси­рованного положения моста и одновременно отработает стрелку указателя или через лентопротяжный механизм профильную лен­ту. Напряжение на входе усилителя становится равным нулю. Стрелка указателя устанавливается против деления шкалы, соот­ветствующего количеству имеющегося в баке топлива.

Система будет находиться в равновесии, когда напряжение на участке АВ будет равно и противоположно по фазе напряжению на участке ДА.

При изменении суммарного объема топлива в двух баках про­порционально изменяется напряжение между точками А и В, кото­рое равно сумме напряжений, снимаемых с потенциометров всех датчиков.

Напряжение на потенциометре отработки R₁ в этом случае равно сумме напряжений, поданных на потенциометры всех дат­чиков.

.

Рис.11. Принципиальная электри­ческая схема емкостного измерительного моста

Измерительная часть электроемкостного топливомера пред­ставляет собой самоуравновешивающийся мост переменного тока, одним плечом которого является емкость датчика С_х.

На рис. 11 представлена принципиальная электрическая схема измерения количества топлива, состоящая из основного из­мерительного моста 1 и дополнительного (компенсационного) 2. Мосты питаются переменным током напряжением 115 В, 400 Гц. В плечи моста 1 включены емкости С_х, С_о и сопротивления R_l, R₂, R₃, R₄, R₅, R. При изменениях емкости датчика Сх нарушается равновесие моста и на входе усилителя У1 появляется сигнал, который через сумматор поступает на усилитель УЗ, а затем на двигатель отработки М, который перемещает через лентопротяж­ный механизм ленту показывающего прибора. Показывающий прибор топливомера может быть выполнен и с круглой шкалой, тогда двигатель отрабатывает через редуктор стрелку прибора. При перемещении стрелки (или ленты в ЛПМ) одновременно от­рабатывается щетка потенциометра R, уравновешивающего мост. Переменные резисторы R₁ и R₅ служат для регулировки моста при пустом и полностью заправленном баке (регулировка «нуля» и «максимума»).

Величина диэлектрической проницаемости е₁ меняется в зави­симости от изменения температуры и сорта топлива, так как при этом изменяется его плотность. Для устранения методических погрешностей, вызванных изменением диэлектрической проницае­мости топлива от изменения температуры и сорта топлива, приме­няют корректор сорта топлива и компенсационную схему.

Корректировка по сорту топлива осуществляется ступенчатым изменением величины сопротивления R₄, включенного в основ­ной измерительный мост параллельно с сопротивлением R₅ регу­лировки «максимума».

Компенсационная схема представляет собой активный мост 2 переменного тока, состоящий из постоянных резисторов R_l', R₂', R₃' и термосопротивления R_t, включенного в четвертое плечо (рис. 11).

Термосопротивление встраивается в нижнюю часть датчика топливомера.

Изменение компенсационного напряжения, пропорциональное вырабатываемому объему топлива, осуществляется посредством изменения напряжения, питающего мост.

Компенсационный мост балансируется при нормальной темпе­ратуре топлива t = 20°С. Изменения температуры выводят мост из равновесия, и компенсационное напряжение через усилитель У2 поступает на вход усилителя УЗ через сумматор, где оно складывается в противофазе с основным напряжением измери­тельного моста.

При измерении суммарного запаса топлива в баках самолета принципиальная электрическая схема измерительного моста не меняется. Изменяется только емкость С_х, которая в данном слу­чае равна сумме емкостей всех параллельно включенных датчи­ков, и соответственно ей вводится в схему другое значение пос­тоянной емкости С_о. Кроме того, изменяются регулировочные эле­менты R₁ и R₅.

Так как электрическая емкость сухих датчиков для различных групп различна, для получения нулевого положения по шкале показывающего прибора необходимо, чтобы все группы датчиков имели одинаковую емкость при незалитой топливной системе. Уравнивание начальной емкости датчиков С_о по группам произ­водится с помощью подгоночных конденсаторов постоянной ем­кости, помещаемых во фланцы датчиков.

Принцип действия автома­тической части емкостного топливомера основан на использовании в качестве сигнализаторов уровня топлива катушек индуктивности или датчиков с магнитоуправляемыми контактами.

В первом случае в основу работы сигнализатора положено свойство катушки индуктивности изменять индуктивность при введении в нее железного сердечника. Устройство такого датчика-сигнализатора показано на рис. 12, а. В топливном баке поме­щается датчик-сигнализатор, состоящий из двух катушек индук­тивности 3 (L₁) и 4 (L₂), установленных на определенном уров­не, и поплавка с сердечником 1 из ферромагнитного материала, который плавает на поверхности топлива и перемещается по на­правляющей трубке 2 вниз и вверх при изменении уровня топлива. При определенном уровне топлива поплавок установится так, что его ферромагнитный сердечник войдет в катушку 3 (L₁) датчика-сигнализатора. Катушка переменной индуктивности L₁ является одним из плеч индуктивного моста (рис. 12, б).

Рис. 12. Принцип работы датчика сигнализатора: 1- поплавок, 2 -трубка, 3,4 – катушки индуктивности моста (а)принципиальная электрическая схема, (б) схема индуктивного измерительного моста,

Индуктивный мост состоит из двух полуобмоток трансформатора Тр и двух катушек индуктивности L₁ и L₂. Индуктивность катушки L₁ с выведенным сердечником равна индуктивности катушки L₂. При достижении определенного уровня топлива в магнитное поле ка­тушки сигнализатора вводится железный сердечник. Введение же­лезного сердечника в магнитное поле катушки вызывает измене­ние полного сопротивления катушки сигнализатора L₁; при этом нарушается равновесие моста и на вершинах его измерительной диагонали появляется разность потенциалов, которая через вы­прямительный мост подается на обмотку высокочувствительного реле К. Реле срабатывает и своими контактами включает или вы­ключает соответствующую исполнительную цепь (контактор насо­сов, сигнальную лампу и т. д.).