УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВВОДА ИНФОРМАЦИОННОЙ ПОПРАВКИ В ПОКАЗАНИЯ ЭЛЕКТРОННЫХ АВИАЦИОННЫХ ПРИБОРОВ Российский патент 2005 года по МПК G01C5/06 G01L7/14 

Изобретение относится к авиационному приборостроению и предназначено для ввода поправок в информационный сигнал в приборах с цифровой системой преобразования измеряемого параметра, в первую очередь для установки давления на уровне земли в электронных барометрических высотомерах.

Известен электронный барометрический высотомер, содержащий измерительный преобразователь барометрического давления, схему преобразования измерительных сигналов в рабочие сигналы и индикатор, при этом в высотомере имеется ручка для ввода поправки сигнала, задающая высоту опорной плоскости, например уровня земли. Ввод сигнала поправки осуществляется кремальерой, на оси которой установлен движок потенциометра (см., например, патент ФРГ №3638122, МКИ G 01 C 5/06, 1988).

Однако использование такого технического решения в современных электронных высотомерах затруднено по следующим причинам.

Устройство для введения барометрической поправки, отвечая требованиям новой техники, должно сохранять преемственность не только в части конструктивного оформления лицевой панели прибора, но и во всех эргономических показателях, т.е. в порядке действий летчика при введении поправки. А это прежде всего многооборотность кремальеры, когда рабочий диапазон поправок покрывается парой десятков оборотов кремальеры. Для этого потребуется применить многооборотный потенциометр либо механический редуктор, а также аналого-цифровой преобразователь сигнала, что не всегда возможно по соображениям габаритных характеристик электронных высотомеров. Следует отметить также, что в современных электронных высотомерах в качестве устройства отображения информации используются жидкокристаллические дисплеи, занимающие практически всю поверхность лицевой части высотомера, и отсутствует возможность пропустить ось кремальеры внутрь объема прибора. Поэтому весь механизм ввода барометрической поправки должен быть размещен на лицевой части прибора.

Известен также электронный барометрический высотомер для индикации высоты относительно опорной поверхности, который содержит цифровой вычислитель, связывающий измерительный сигнал с опорной величиной, хранящейся в блоке памяти, при этом ввод значения опорной величины, т.е. барометрической поправки, осуществляется специальной выносной клавиатурой (см., например, патент ФРГ №3439644, G 01 C 5/06, 1986).

Указанный высотомер предназначен для автомобилей и не пригоден для пилотирования самолетов из тех же соображений эргономики.

Наиболее близким техническим решениям является оптический преобразователь угла поворота для ввода информационной поправки показания авиационных электронных приборов, содержащий связанный с ручкой ввода диск-модулятор, оптический излучатель и два фотоприемника, смещенных на четверть шага для определения направления поворота, которые обеспечивают формирование электрических импульсов и подсчет их на реверсивном счетчике (см., например, Д.И.Агейкин "Датчики контроля и регулирования". - М.: Машиностроение, 1965, с. 219, поз. 17).

Указанное устройство сохраняет эргономические показатели прибора, т.е. способ введения поправки путем вращения многооборотной ручки ввода и традиционный облик лицевой панели прибора, а также легко сопрягается с цифровым вычислителем, однако оно имеет вытянутую оптическую схему и не может быть использовано вне существующих габаритов приборов, например, внутри ручки ввода поправки.

Задача, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, - это уменьшение габаритов формирователя сигнала поправки, сохранение традиционного облика лицевой панели прибора и его показателей эргономики.

При этом техническим результатом является возможность, не нарушая компоновки и габаритных характеристик прибора, разместить механизм ввода поправки внутри ручки ввода поправки на лицевой панели.

Указанный технический результат достигается благодаря тому, что в устройстве для ввода информационной поправки в показания электронных авиационных приборов, содержащем оптический преобразователь угла поворота, выполненный в виде модулирующего диска, связанного с ручкой ввода, оптического излучателя и двух фотоприемников, смещенных на четверть шага модулятора, упомянутый оптический преобразователь угла поворота выполнен в виде двух сопряженных между собой неподвижной и поворотной втулок, при этом на торце неподвижной втулки размещены оба фотоприемника и оптический излучатель, который снабжен светопроводящим цилиндром из молочного стекла, введенным в осевое отверстие модулирующего диска, закрепленного наружным диаметром на торце поворотной втулки, на которой выполнено коническое кольцевое зеркало, обращенное большим диаметром к фотоприемникам.

А также благодаря тому, что в него введен ручной оптический прерыватель, выполненный в виде цилиндрической светонепроницаемой шторки, охватывающей светопроводящий цилиндр, которая связана с дополнительной подпружиненной втулкой, установленной в направляющих на поворотной втулке.

На фиг.1 изображена принципиальная компоновочная схема устройства ввода поправки в масштабе 5:1, на фиг.2 изображен модулирующий диск в масштабе 5:1, на фиг.3 - лицевая панель высотомера, а на фиг.4 - ручка ввода поправки - вид сбоку в масштабе 1:1.

Основными образующими элементами устройства являются втулка 1 (см. фиг.1) и втулка 2, из которых втулка 1 неподвижно закреплена своим хвостовиком на лицевой панели прибора и имеет канал 4 для прокладки проводников внутрь прибора, а другая - втулка 2 сопряжена с ней по кольцевой расточке 5 и может поворачиваться вокруг оси.

На торце втулки 1 закреплена плата 6 с двумя фотоприемниками 7 и оптическим излучателем 8, который установлен в центре платы перед торцом светопроводящего цилиндра 9, выполненного из молочного светорассеивающего стекла, который введен в осевое отверстие модулирующего диска 10 (см. фиг.2), закрепленного на торце поворотной втулки 2. Между модулирующим диском 10 и платой 6 имеется не показанный на чертеже неподвижный диск со щелевыми диафрагмами, которые совместно с модулятором 10 формируют импульсы света на чувствительной поверхности фотоприемников.

Кроме того, щелевые диафрагмы совместно с фотоприемником смещены на четверть шага модулятора, что позволяет логическому устройству в приборе определять направление поворота.

Поворотная втулка 2 снабжена коническим кольцевым зеркалом 11, выполненным на ее торцевой поверхности, и имеет вилку 12, ветви которой входят в проточки вдоль образующей на внешней поверхности дополнительной втулки 13, при этом втулки 2 и 13 связаны между собой пружиной 14.

Дополнительная втулка 13 имеет цилиндрический участок, образующий светонепроницаемую шторку 15, а к торцу втулки 13 прикреплена цилиндрическая обойма с ромбической насечкой на внешней поверхности, которая и является ручкой 16 ввода информации. Обойма опирается на внешнюю поверхность неподвижной втулки 1 и сопряжена с ней скользящей посадкой.

На фиг.3 изображена лицевая панель современного электронного высотомера типа ВБЭ, на котором показаны: ручка 16 ввода поправки в давление на уровне земли, барометрическая шкала 17 давлений на уровне земли, счетчик 18 текущей высоты, счетчик 19 заданного эшелона полета, стрелочный указатель 20 текущей высоты. На фиг.4 показаны ручка 16 ввода поправки на лицевой панели прибора вид сбоку в масштабе 1:1 и схема подвода монтажных проводов.

Устройство работает следующим образом.

Световой поток от оптического излучателя 8 попадает в светопроводящий цилиндр 9, изготовленный из молочного стекла, и в результате рассеивания света часть потока выходит с боковой поверхности наружу и попадает на кольцевое коническое зеркало 11, после отражения от которого проходит через модулирующий диск 10, имеющий прозрачные и непрозрачные сектора, и попадает на фотоприемники 7. Таким образом, при повороте ручки 16 ввода за обойму формируются электрические импульсы, число которых пропорционально углу поворота. При этом за счет смещения фотоприемников разница в перекрытии их непрозрачными секторами модулирующего диска 10 составляет четверть шага, что позволяет логической схеме определить направление поворота и соответственно добавлять или вычитать поправку из показаний счетчика на барометрической шкале 17 давлений на уровне земли и соответственно изменять показания счетчика 18 и указателя 20 (фиг.3).

Описанное устройство предназначено также для выполнения второй функции. При нажатии на ручку 16 ввода пружина 14 сжимается, а цилиндрическая обойма перемещается в положение, показанное на фиг.1 штриховой линией, при этом шторка 15 дополнительной втулки 13 входит в отверстие модулирующего диска 10 и одновременно изолирует оба фотоприемника 7 от попадания на них не только рабочего светового потока, но и паразитной фоновой засветки, что для логической схемы является признаком нажатия кремальеры и может служить сигналом закрепить в памяти вычислителя установленное значение либо выработать сигнал для проведения тестовой проверки прибора либо сигнал какой либо другой функции.

В рамках заявляемого технического решения было разработано и проверено на макетном образце устройство для ввода поправки в давление на уровне земли в барометрических электронных высотомерах, которое полностью сохраняет преемственность по габаритным и эргономическим показателям с использовавшимися ранее высотомерами. Вся электрическая часть преобразователя угла поворота ручки ввода размещена внутри самой ручки с внешними габаритами: диаметр - 12,5 мм, длина - 18 мм, при этом модулирующий диск выполнен диаметром 9.0 мм.

Описанная конструкция устройства может быть использована кроме высотомера, также в навигационных, посадочных индикаторах и других авиационных приборах.

Устройство для ввода информационной поправки в показания электронных авиационных приборов содержит оптический преобразователь угла поворота, выполненный в виде модулирующего диска, связанного с ручкой ввода поправки, оптического излучателя и двух фотоприемников, смещенных на четверть шага модулятора. Оптический преобразователь угла поворота выполнен в виде двух сопряженных между собой неподвижной и поворотной втулок, при этом на торце неподвижной втулки закреплена плата с двумя фотоприемниками и оптическим излучателем, который установлен в центре платы перед торцем светопроводящего цилиндра из молочного стекла, введенным в осевое отверстие модулирующего диска, закрепленного наружным диаметром на торце поворотной втулки, на которой выполнено коническое кольцевое зеркало, обращенное большим диаметром к фотоприемникам. Технический результат - уменьшение габаритов формирователя сигнала поправки. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Устройство для ввода информационной поправки в показания электронных авиационных приборов, содержащее оптический преобразователь угла поворота, выполненный в виде модулирующего диска, связанного с ручкой ввода, оптического излучателя и двух фотоприемников, смещенных на четверть шага модулятора, отличающееся тем, что в нем оптический преобразователь угла поворота выполнен в виде двух сопряженных между собой неподвижной и поворотной втулок, при этом на торце неподвижной втулки закреплена плата с двумя фотоприемниками и оптическим излучателем, который установлен в центре платы перед торцем светопроводящего цилиндра из молочного стекла, введенным в осевое отверстие модулирующего диска, закрепленного наружным диаметром на торце поворотной втулки, на которой выполнено коническое кольцевое зеркало, обращенное большим диаметром к фотоприемникам.2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в него введен ручной оптический прерыватель, выполненный в виде цилиндрической светонепронецаемой шторки, охватывающей светопроводящий цилиндр, которая связана с дополнительно подпружиненной втулкой, установленной в направляющих на поворотной втулке.