ТОПЛИВОМЕР Советский патент 1974 года по МПК G01F23/00 

1

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано, например, для измерения количества топлива на летательных аппаратах.

Известны топливомеры, принцип действия которых основан на измерении уровня (объема) топлива с помощью емкостных датчиков, представляющих собой самобалансирующийся мост, образованный измерительными емкостями Сх и С обр и соответствующими сопротивлениями.

В таких топлпвометрах напряжение с измерительной диагонали моста подается на усилитель, выход которого подключен к исполнительному двигателю. Двигатель через редуктор перемещает стрелку отсчетного прибора в соответствии с изменением емкости Ох датчика и приводит в равновесное положение схему путем изменения сопротивления резистора одного из нлеч моста.

Недостатком таких топливомеров является трудность получения характеристики, точио учитывающей профиль топливного бака, следовательно, ограниченная точность измерения количества тонлива. Кроме того, точность изменення веса топлпва снижается вследствие влияния измеиения диэлектрической проницаемости топлива. Наличие в известиых топливомерах электромеханических элементов (конденсаторов, двигателей, редукторов и т. д.) не

обеспечивает достаточной надежности устройства. В них невозможно провести корректировку характеристики на изменение профиля бака во время полета аппарата, что снижает точность измерения.

Целью изобретения является увсличеиие точности измерения за счет исключения влияиия изменения топливного иидекса и учета положения летательного аппарата и использования ирямоемкостных датчиков уровня.

Для этого топливомер снабжен магнитным усилителем, вторичная обмотка которого включена в плечо измерительного моста, а первичная обмотка через токоунра1зляющий элемент, соединенный с компенсационным датчиком диэлектрической проницаемостп и датчиком иоложення летательного аппарата, подключена к преобразователю «код-ток, при этом преобразователь «код-ток соединен с задатчиком профиля баков и реверсивным счетчиком имиульсов, который через схемы «И и усилитель соединен с диагональю измерительного моста. На чертеже схематично изображен предложенный топливомер.

Топлпвомер содержит магнитный усилитель (дроссель насыщения) /, нреобразователь «код-ток 2, токоуиравляемый элемент (транзистор, регулируемое сопротивление и т. д.) 3, компенсационный датчик диэлектрической npoHiniaeMOCTH 4, датчик положения летательиого аппарата 5, задатчик профиля 6, реверсивный счетчик импульсов 7, схемы «И 8 и 9, датчик стабильной частоты 10, пороговое устройство (фазочувствительпая схема, компаратор и т. д.) 11, усилитель с фазоразделительной цепочкой 12, датчик плотности 13, схему умножения 14 и измерительный мост 15, вклрочающий индуктивные плечи LI н L, измерительный конденсатор С, образцовый конденсат oip Со.

В одно из плеч моста переменного тока, образуемого рабочей емкостью С.., образцовой емкостью Со и двумя индуктивностями LI и L2, включена выходная обмотка магнитного усилителя /. Первичная обмотка магнитного усилителя / последовательно соединена с преобразователем «код-ток 2 и токоуправляемым элементом 3. Токоуправляемый элемент 3 соединен с датчиком диэлектрической проницаемости 4, обеспечивающей компенсацию изменения диэлектрической проницаемости и датчиком положения летательного аппарата 5, учитывающим изменение зеркала топливной поверхности в баке при эволюциях летательного аппарата. Преобразователь «код-ток 2 соединен с задатчиком профиля 6, которые управляются кодом, поступающим с реверсивного счетчика и.мпульсов 7. Вычитающий и суммирующий входы реверсивного счетчика импульсов 7 соединены через схемы «И 8 и 9 с датчиком стабильной частоты 10 и пороговым устройством //. Вход порогового устройства II через усилитель с фазоразделительной цепочкой .12 соединен с диагональю моста.

При уменьшении уровня топлива в баке изменяется емкость измерительного конденсатора Сх, погруженного в топливо. Вследствие изменения емкости этого конденсатора, который включен в плечо моста, мост разбаланснруется и напряжение разбаланса через усилитель 12 поступает на пороговое устройство //. Сигнал порогового устройства // открываег схему «И 8, и импульсы с датчика стабильно частоты 10 поступают на вычитающий вход реверсивного счетчика 7, вследствие чего записанное в нем число начинает уменьшаться. Код числа реверсивного счетч.ика 7 поступает ,на входы преобразователя «код-ток 2 и задатчика профиля 6, которые преобразуют цифровой код в ток управления магнитного усили-. теля /.

При изменении диэлектрической проницаемости топлива датчик 4 сформирует сигнал, изменяющий проводимость токоуправляемого элемента 3. При изменении положения летательного аппарата датчик 5 сформирует сигнал, управляющий проводимостью элемента 5. Величина тока управления магнитного усилителя 1 будет соответствовать изменению уровня топлива в баке, профилю бака и, следовательно, объему топлива в баке.

С изменением тока первичной обмотки магнитного усилителя {дросселя насыщения) /

изменяется его индуктивное сопротивление и, следовательно, изменяется падение напряжения на нем, в результате чего осуществляется балансировка моста переменного тока. В момент равенства напряжений плеч моста срабатывает пороговое устройство ,// и схема «И 5 закроется.

Записанный к этому моменту в реверсивном счетчике 7 код будет соответствовать объему топлива в баке.

При увеличении уровня топлива в баке открывается схема «И 9 и импульсы с датчика стабильной частоты /О поступают на суммирующий вход счетчика импульсов 7 до момента

установления очередного равенства сопротивлений плеч моста.

Учет изменения профиля топливного бака учитывается с помощью задатчика профиля 6, который выключает в себя разрядные ключи,

коммутирующие резисторы. С изменением нрофиля бака изменяется выходной ток задатчика 6, изменяющийся по закону изменения профиля бака за каладое изменение состояния реверсивного счетчика имиульсов 7. Для каждого профиля бака величина резисторов устанавливается с помощью наборного устройства или переиайки резисторов.

Усилитель 12 обеспечивает усиление сигнала разбаланса моста и исключает влияние

утечек в емкостном датчнке.

Для того, чтобы получить количество топлива, выражеиное в весовых единицах, сигналы датчика плотности 13 и сигналы реверсивного счетчика 7 подают на схему умножения 14.

Цифровой код со схемы умиожения выдается для последующей обработки в другие системы и на индикатор.

Предмет изобретения

Топливомер, содержащий электроемкостной измерительный мост, компенсационный датчик диэлектрической проницаемости, датчик

плотности топлива, профилирующее устройство, реверсивный счетчик импульсов и логические элементы, отличающийся тем, что, с целью увеличения точности измерения запаса топлива за счет исключения влияния изменения топливного индекса н учета положения летательного аппарата, он снабжен магнитным усилителем, вторичная обмотка которого включена в плечо измерительного моста, а первичная обмотка через токоунравляющий элемент, соединенный с компенсационным датчиком диэлектрической проницаемости и датчиком положения летательного аппарата, подключена к преобразователю «код-ток, при этом преобразователь «код-ток соединен с

задатчиком профиля баков и реверсивным счетчиком импульсов, который через схемы «И и усилитель соединен с диагональю измерительного моста.