5.Анализ погрешностей топливомеров

5.1 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 С_х 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. Кроме того, 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

(6)

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

(7)

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 (7) примет вид

(8)

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.