Топливомер

 

ТОПЛИВОМЕР, содержащий генератор , усилитель мощности, конденсатор обратной связи, усилитель, блок регистрации, а в каждом топливном баке - емкостный датчик и терморезистор , отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений , в него введены эталонньй конденсатор , эталонный резистор, резистор обратной связи, модулируюпщй конденсатор , коммутаторы с входами управления , блЬк управления коммутаторами. -. li преобразователь интервал временикод , запоминающее устройство и процессор с шинами адреса - данных, при этом генератор, усилитель мощности и преобразователь интервал времени код соединены последовательно, выход усилителя мощности подключен к выводам емкостного датчика, терморезистора , эталонного конденсатора и эталонного резистора, другие выводы которых соединены через соответствующие коммутаторы с входом усилителя, выходом подключенного через модулирующий конденсатор к выходу генератора и через параллельно соединенные связи с соответствующими коммутаторами к входу усилителя, а выход преобразователя интервал времени - код через шину адреса - данных соединен с процессором, запоминающим устройст вом , блоком регистрации и блоком управления коммутаторами, выход которого связан с входами управления ; коммутаторов.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СО@МЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (l9) (11) 4(511 (; 01 F 23/26

ГОСУД Ч СТВЕННЫй КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИИ И ОТКРЫТИЙ (21) 3617592/24-10 (22) 11.07.83 (46) 15.04.85. Бюл. Ф 14 (72) P.Ï.Äåíèñîâ, И.А.Инцин и А.А.Исаев (53) 681.121 (088.8) (56) 1.Авторское свидетельство СССР У 318827, кл. 6 01 F 23/26, 1968, 2.Авторское свидетельство СССР

9 662816, кл. С 01 F 23/26, 1979 (прототип). (54) (57) ТОПЛИВОИЕР, содержащий генератор, усилитель мощности, конденсатор обратной связи, усилитель, блок регистрации, а в каждом топливном баке — емкостный датчик и терморезистор, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, в него введены эталонный конденсатор, эталонный резистор, резистор обратной связи, модулирующий конденсатор, коммутаторы с входами управления, блок управления коммутаторами, преобразователь интервал временикод, запоминающее устройство и процессор с шинами адреса — данных, при этом генератор, усилитель мощности и преобразователь интервал временикод соединены последовательно, выход усилителя мощности подключен к выводам емкостного датчика, термореэистора, эталонного конденсатора и эталонного резистора, другие выводы которых соединены через соответствую" щие коммутаторы с входом усилителя, выходом подключенного через модулиру- ющий конденсатор к выходу генератора и через параллельно соединенные связи с соответствующими коммутаторами — о к входу усилителя, а выход преобразователя интервал времени — код через шину адреса — данных соединен с процессором, запоминающим устройством, блоком регистрации и блоком управления коммутаторами, выход которого связан с входами управления ; коммутаторов.

1 11504

Изобретение относится к авиационному приборостроению и может быть использовано для измерения, например, запаса топлива в баках летательного аппарата. 5

Известен топливомер, содержащий установленный в баке емкостный датчик и его эквивалент, включенные в плечи самокомпенсированного моста переменного тока модуляторы, один из 10 которых включен в прямую измерительную цепь, а второй — в цепь обратной связи, генератор, стабилизированный источник напряжения, усилитель, преобразователь и регистрирующий при- 15 бор (1) .

Однако на точность измерения данным топливомером влияет температура топлива.

Наиболее близким к предлагаемому 20 является топливомер, содержащий установленный в баке емкостный датчик и его эквивалент, включенные в плечи самокомненсирующего моста переменного тока модуляторы, один из которых включен в прямую измерительную цепь, а второй — в цепь обратной связи, генератор, стабилизированный источник напряжения, усилитель, преобразователь, установленный в баке термокомпенсатор, переменный и два постоянных резистора, два дифференциальных усилителя, охваченных реэистивными обратными связями, и регистрирующий прибор (2) .

Однако такой топливомер является достаточно сложным. Особенно эта сложность проявляется при многобаковой топливной системе, поскольку все блоки одного бака повторяются во всех баках, имеющихся на летательном аппарате. Исключение составляют генератор и стабилизатор напряжения, которые являются общими.

Известный топливомер измеряет 45 массу топлива только при условии включения термокомпрессора в цепь дифференциального усилителя, что не позволяет использовать информацию в термокомпенсаторе для построения бо- 50 лее точных алгоритмов коррекции показаний топливомера.

Цель изобретения — повьппение точности измерения °

Поставленная цель достигается 55 тем, что в топливомер, содержащий генератор, усилитель мощности, конденсатор обратной связи, усилитель, 90 2 блок регистрации, а в каждом топлив-; ном баке — емкостный датчик и терморезистор, введены эталонный конденсатор, эталонный резистор, резистор обратной связи, модулирующий конденсатор, коммутаторы с входами управления, блок управления коммутаторами, преобразователь интервап временикод, запоминающее устройство и процессор с шинами адреса — данных, при этом генератор, усилитель мощности и преобразователь интервал времени - код соединены последовательно, выход усилителя мощности подключен к выводам емкостного датчика,, терморезистора, эталонного конденсатора и эталонного резистора, . другие выводы которых соединены через соответствующие коммутаторы с входом усилителя, выходом подключенного через модулирующий конденсатор к выходу генератора и через параллельно соединенные связи с соответствующими коммутаторами — к входу усилителя, а выход преобразователя интервал времени — код через шину адреса— данных соединен с процессором, запоминающим устройством, блоком регистрации и блоком управления коммутаторами, выход которого связан с вхо;дами управления коммутаторов °

На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого топливомера для одного канала измерения.

Топливомер содержит задающий генератор 1, усилитель 2 мощности, емкостный датчик 3 и терморезистор 4, установленные в баке летательного аппарата, эталонный конденсатор 5, эталонный резистор 6, коммутаторы 710, усилитель 11, коммутаторы 12 и

13, конденсатор 14, резистор 15 обратной связи, модулирующий конденсатор 1б, преобразователь 17 интервал времени — код, шина 18 адреса — данных, процессор 19, записывающее устройство 20, блок 21 управления коммутаторами, блок 22 регистрации. Выход задающего генератора 1 соединен с входом усилителя 2 мощности, выход которого соединен с емкостным датчиком 3, терморезистором 4, эталонным конденсатором 5 и эталонным резистором 6, вторые выводы которых через коммутаторы 7-!О соединены с входом усилителя 11, с которым через коммутаторы 12 и 13 соединены конденсатор

14 и резистор 15 обратной связи, вто(3) Т = 2» ес (4) % Саа где С

g0 C„

3 1150 рые выводы которых соединены с выходом усилителя 11, соединенным таким образом с модулирующим конденсатором 16, второй выход которого соединен с выходом задающего генератора 1.

Выход усилителя 2 мощности соединен также с преобразователем 17 интервал времени — код, выход которого соединен с шинами 18 адреса — данных, соединякицими входы (выходы) процессора 19, запоминающее устройство 20, блок 21 управления коммутаторами и цифровой индикатор 22 (блок регистрации) .

Топливомер работает следующим образом.

В исходном состоянии все коммутаторы 7, 8, 9, 10, 12 и 13 разомкнуты. При измерении емкости блок 21 управления коммутаторами по командам 20 процессора 19 обеспечивает замыкание коммутатора 12. При этом на выходе усилителя 11 имеет место нулевой потенциал. Установившееся значение периода колебаний задающего генератора 1 определяется соотношением

Т = 2Ъ 1.(С + С ) (1) где L — индуктивность колебательного контура;

С вЂ” емкость колебательного контура;

С вЂ” емкость модулирующего конденсатора 16.

Двоичный код, соответствующий периоду колебаний Т@, поступает иэ

35 преобразователя 17 на процессор 19.

Затем по команде с микропроцессора 19 при замкнутом коммутаторе 12 блок 21 управления коммутаторамиобеспечивает

40 замыкание кощиутатора 9. Установившиеся значения периода колебаний задающего генератора 1 в этом случае соответствуют включению в контур емкости

С© + С.„(1+ -c)

490 4

Затем по следующей команде процессо" ра 19 при замкнутом коммутаторе 12 блок 21 управления коммутаторами обеспечивает размыкание коммутатора

9 и замыкание коммутатора 7. Установившееся значение периода колебаний задающего генератора 1 при этом равно где Сг — емкость датчика 3.

Двоичный код, соответствующий периоду колебаний 1, поступает из преобразователя 17 в микропроцессор

19. Из совместного решения выражений (1), (2) и (3) определяется значение емкости датчика 3

Выражение (4) представляет собой алгоритм, посредством которого процессор 19 осуществляет вычисленйе емкости датчика по результатам измерения периодов колебаний генератора 1. Вычитая из полученного результата начальную емкость С„ сухого датчика 3, микропроцессор 19 вычис-. ляет приращение емкости заполненного датчика 6 Cg .

Т2 Т2 С = Cg — С о — — — — C î ) С,т (Я

Т,т- То — относительная величина, записанная в запоминающем уст» ройстве 20.

Для профилированного емкостногу датчика 3, обеспечивающего линейную .зависимость между приращением емкос" ти н массой топлива, микропроцессор

19 вычисляет значение массы топлива т.е.

C_#_

Т,„= 2 В 1 Со + С „(1 + ) (2)

С0с 7 где С вЂ” эталонная емкость;

С с — емкость обратной связи.

Двоичный код, соответствующий периоду колебаний Т, поступает из преобразователя 17 в процессор 19. (6) И= ЬС . а, и - Я (1 + р(, ) SO где а — массовый коэффициент, записанный в запоминающем устройстве 20 °

Введение температурйой поправки в результат измерения массы обеспечивается умножением на сомножитель

1150490 где Т1 т1

t=T -Т =Т

Т -T()

«о, Ядт

Чт1

Т = 2"е

9т (8) где К, R,,К вЂ” сопротивления резисторов обратной 3о связи, эталонного и термореэистора.

q, q,,q — проводимости.

Проводимость о вычисляется микро1 процессором 19 по результатам изме- щ рения периодов в соответствии с алгоритмом

Предлагаемый топливомер позволяет измерять не только массу топлива с

40 учетом температуры, но и изменение массы топлива под влиянием действующей температуры топлива, которые необходимы для применения более точных алгоритмов контроля состояния топливной системы летательного аппаО) рата

Т2 «Т2 о

Я с т

79T TTO

Составитель Ю.Алешин

Редактор И.Рыбченко Техред А.Бабинец Корректор И.Самборская

Заказ 2131/31 Тираж 703 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 13035, Москва, Ж-35, Раушская наб ., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðîä, ул.Проектная,4 где g - температурный коэффициент, записанный в запоминающем устройстве 20;

- отклонение температуры топлива от начального значения, Значение t определяют с помощью терморезистора 4 следующим образом.

При измерении термосопротивления коммутатор 12 разомкнут, а коммутатор 13 замкнут. Процесс измерения сопротивления аналогичен процессу измерения емкости с той лишь разницей, что осуществляется управление коммутаторами 10 и 8.

Периоды колебаний при этом соответственно равны

При использовании термосопротивления с характеристикой вида

8(! (1

q q.е (1 т2 первоначальная абсолютная температура соответствующая Т началь-! ная проводимость; измеряемая абсолютная температура; соответствующая Т измеря3 емая проводимость; коэффициент, 1

Выражение (11) представляет собой алгоритм вычисления отклонения температуры топлива от начального значения.

Коэффициенты Т,В/Т, - записа т ны в запоминающем устройстве 20.

Изменение температуры топлива— медленно меняющийся процесс, поэтому последовательные измерения температуры осуществляют через значительный интервал времени. Температурную поправку результата измерения массы топлива на .этом интервале осуществляап с использованием последнего результата измерения температуры.

Изобретение обеспечивает сокращение трудозатрат на изготовление топливомера.