Топливоизмерительное устройство транспортного средства

 

Использование: определение положения координат центра тяжести масс топливных блоков транспортного средства, объема, массы и плотности топлива в балках. Сущность изобретения: в известную систему вводят многоканальный (по числу топливных баков) измеритель массовой плотности топлива, дополнительные каналы измерения запаса топлива в баках в массовых единицах, систему измерения центра масс подвижного объекта относительно поперечной оси его симметрии, а также индикатор запаса топлива в баках или суммарного запаса топлива, выраженного в массовых единицах, измерительные ключи и логические элементы, причем каждый канал измерения массовой плотности топлива в баках имеет мостовую измерительную схему, уравновешиваемую соответствующей следящей системой, в первое плечо которой включен соответствующий датчик измерения объема столба топлива в соответствующем баке, во второе плечо параллельно включенные емкостный датчик массы столба топлива в баке и, как и в третье плечо, конденсатор областной связи с линейной по углу поворота ротора статической характеристикой, роторы которых жестко закреплены на выходном валу редуктора уравновешивающей мост следящей системы. В четвертое плечо моста включен конденсатор постоянной емкости, в питающую диагональ моста включены последовательно соединенные подстроечный переменный резистор и первый терморезистор, соединенный с термокомпенсирующей цепочкой, состоящей из параллельно включенных второго подстроечного терморезистора и последовательно включенных первого резистора и второго терморезистора, на выходном валу редуктора следящей системы жестко закреплены роторы соответствующих выходных элементов, например переменных резисторов, первые из которых запитаны от индивидуального канала многомерного стабилизатора постоянного напряжения, вторые от общего стабилизатора постоянного напряжения, первые из которых запитывают соответствующие выходные элементы, например переменные резисторы, являющиеся выходными элементами мостового измерителя объема топлива в баках, имеющего число каналов по числу топливных баков, выходные выводы выходных элементов этого измерителя через логическую схему подаются на индикатор, например, состоящий из преобразователя аналогового напряжения в соответствующий код и цифрового индикатора, а измерители центра масс подвижного объекта относительно продольной и поперечной осей его симметрии выполнены каждый на двух операционных измерителях, реализующих вычисление выражений, приведенных в описании. 7 ил.

Изобретение относится к приборостроению и используется преимущественно для определения положения координат центра масс топливных баков топливной системы в системе координат, оси которой совмещены с продольной и поперечной осями симметрии топливных баков топливной системы, а начало координат совмещено с их центром масс, а также для измерения массовой плотности топлива в баках, объема и массы топлива в баках, а также для сигнализации остатка топлива и выработки управляющих сигналов процессом заправки топлива в баки.

Наиболее близкой к предлагаемому изобретению является топливоизмерительная система типа электроемкостного топливомера СЭТС-370А [1] решающая задачи измерения запаса топлива в баках в единицах объема, суммарного запаса топлива в баках, расположенных симметрично относительно продольной и поперечной осей симметрии топливных баков, в объемных единицах, выработки сигнала, являющегося функцией погрешности положения центра масс топлива относительно его продольной симметрии, сигнализация нормированного остатка топлива в определенных баках, выработка управляющих сигналов процессом заправки баков топливом.

Топливоизмерительная система типа СЭТС-370А имеет подсистему измерения запаса топлива в баках в единицах объема, состоящую из двух одинаковых подсистем, расположенных симметрично относительно продольной и поперечной осей симметрии подвижного объекта, подсистему выработки сигнала, являющегося функцией отклонения центра масс подвижного объекта от его идеального положения, связанного с размещением в нем начала координат системы координат ХОY, оси которой совмещены с продольной и поперечной осями симметрии подвижного объекта, а также подсистему автоматической выработки управляющих сигналов и сигнализации нормированного остатка топлива в баках.

На фиг. 1 показана схема топливоизмерительной системы, рассматриваемой как прототип предлагаемого изобратения; на фиг.2 представлена схема первого измерительного моста в режиме "Измерение", на фиг.3 представлена схема индуктивного измерительного моста, используемого в схеме автоматики рассматриваемой топливоизмерительной системы.

Схема по прототипу содержит подвижный контакт 1 первого переключателя, первый переключатель 2, первую рабочую ламель 3 "Измерение" первого переключателя, первый вывод 4 первого выхода блока питания, блок 5 питания, второй вывод первого выхода блока питания, выводы 9, 10 соответственно групп емкостных датчиков (первой и второй) первой группы емкостных датчиков 11, первый постоянный резистор 15, первый подстроечный переменный резистор 17, второй постоянный резистор 18, первый измерительный мост 14 (измерительная мостовая схема), выходной вал 21 редуктора устройства автоматического уравновешивания первой измерительной мостовой схемы, устройство 22 автоматического уравновешивания первой мостовой измерительной схемы, выводы 23, 24 питающей диагонали первой мостовой измерительной схемы, выводы 29, 30 второго выхода блока 5 питания, выводы 31, 32 измерительной диагонали первой мостовой измерительной схемы, первый усилитель 33, выводы 34, 35 входа первого усилителя, первый электродвигатель 36, вал 37 первого электродвигателя, редуктор 38 устройства автоматического уравновешивания первой мостовой измерительной схемы, подвижный контакт 123 второго переключателя, второй переключатель 124, земляную лину 172 устройства, подвижный контакт 225 третьего переключателя, третий переключатель 226, нормально разомкнутый контакт 22 третьего переключателя, первое реле 228, группу нормально разомкнутых контактов 229 первого реле, группу исполнительных реле 230, первую группу 231 индуктивных мостовых измерительных схем, вторую группу индуктивных мостовых измерительных схем 232, выводы 172, 233 третьего выхода блока питания, связанные с вторичной обмоткой трансформатора, имеющего среднюю точку 234 (вывод), выходы 237, 239 первого и второго индуктивных датчиков соответственно первой и второй подгрупп первой группы емкостных датчиков 11, вывод 241 третьего индуктивного датчика остатка топлива в баке второй подгруппы первой группы емкостых датчиков 11, подвижный и нормально разомкнутый контакты 243, 244 исполнительных реле группы исполнительных реле первой группы индуктивных мостовых измерительных схем, подвижный и нормально разомкнутый контакты 245, 246 исполнительных реле группы исполнительных реле второй группы индуктивных мостовых измерительных схем, катушку постоянной индуктивности группы индуктивных мостовых измерительных схем, индуктивный датчик, реле 249 "Измерение", нормально разомкнутые пары контактов 250, 251 и 252, 253 реле "Измерение", первую рабочую ламель 254 "1-я подгруппа баков" реле 255, "1-я подгруппа баков", нормально замкнутые пары 256, 257 и 258, 259 контактов реле "1-я подгруппа баков", нормально замкнутые пары 260, 261 и 262, 263 контактов реле "2-я подруппа баков", реле 264 "2-я подгруппа баков", нормально замкнутые пары 265, 266 и 267, 268 контактов реле "Контроль", реле 269 "Контроль", первый постоянный конденсатор 270, конденсаторы 271, 272 постоянной емкости сухих баков соответствующих емкостных датчиков первой подгруппы первой группы емкостных датчиков 11, переменные конденсаторы 273, 274 емкостных датчиков первой подгруппы первой группы емкостных датчиков 11, нормально замкнутую пару 275, 276 контактов реле "Суммарный запас топлива в баках", реле 277 "Суммарный запас топлива в баках", третий постоянный резистор 278 первого плеча первого измерительного моста, второй подстроечный переменный резистор 279, вторую пару 280, 281 нормально замкнутых контактов реле "Суммарный запас топлива в баках", первый переменный резистор 282, второй постоянный конденсатор 283, третью пару 284, 285 нормально замкнутых контактов реле "Суммарный запас топлива в баках", стрелку 286, неподвижную шкалу 287, проградуированную в единицах объема, ламель 288 "2-я подгруппа баков" второго переключателя, постоянный и переменный конденсаторы 289, 290 второй подгруппы емкостных датчиков, ламель 291 "Суммарный запас топлива в баках", нормально разомкнутые пары 276, 292; 281, 293 и 285, 294 контактов реле "Суммарный запас топлива в баках" третий и четвертый подстроечные переменные резисторы 295, 296, третий постоянный конденсатор 297, ламель 298 "Контроль", пары нормально разомкнутых контактов 299, 300 и 301, 302 реле "Контроль", четвертый, пятый и шестой постоянные конденсаторы 303-305, нормально разомкнутые пары 306, 307 и 308, 309 контактов реле "1-я подгруппа баков", нормально разомкнутые пары 310, 311 и 312, 313 контактов "2-я подгруппа баков", нормально разомкнутые пары 314, 315 и 316, 317 контактов реле "Суммарные запас топлива в баках", выводы 318, 319 емкостных датчиков первой подгруппы второй группы емкостных датчиков, идентичных емкостным датчикам первой группы 11, вторую группы 320 емкостных датчиков, постоянные конденсаторы 321, 322 сухих баков первой подгруппы емкостных датчиков второй группы, переменные конденсаторы 323, 324 емкостных датчиков первой подгруппы второй группы емкостных датчиков, выводы 325, 326 первого плеча второго измерительного моста, второй измерительный мост 327, выводы 325, 328 четвертого выхода блока 5 питания, питающей диагонали второго измерительного моста и вторичной обмотки трансформатора блока питания, снабженного отводом 329, второй резистор 330, седьмой конденсатор 331, четвертый, пятый, шестой и седьмой постоянные резисторы 332-335, выводы первой подгруппы второй группы емкостных датчиков другого крыла, выводы 337 второй подгруппы второй группы емкостных датчиков другого крыла, выводы 338, 339 емкостных датчиков второй подгруппы второй группы емкостных датчиков 320, постоянный конденсатор 340 сухого датчика и переменный конденсатор 341 емкостного датчика второй подгруппы второй группы емкостных датчиков 320, второй усилитель 342, второй электродвигатель 343, выходной вал 344 второго электродвигателя, подвижный контакт 345, соединенный с первым выводом 4 первого выхода блока питания, диск 346, жестко посаженный на выходной вал второго электродвигателя 344, с которым жестко соединен подвижный контакт 345, выходные контакты 347, 348 (клеммы) устройства, симметрично размещенные относительно подвижного контакта 345 и способные воспринимать с этим контактом соединение при контактировании.

Представленная на фиг.1-3 топливоизмерительная система работает следующим образом. Подсистема измерения запаса топлива в единицах объема работает в режимах "Измерение" и "Контроль". Режим "Измерение" устанавливается перемещением подвижного контакта 1 первого пере- ключателя 2 на первую рабочую ламель "Измерение" 3. При этом соответствующий полюс соответствующего напряжения поступает с первого вывода 4 первого выхода блока 5 питания через подвижный контакт 1 первого переключателя и его ламель "Измерение" 3 на первый полюс обмотки реле "Измерение" 249, второй вывод которой соединен с вторым выводом 6 первого выхода блока 5 питания, который соединен с земляной шиной 172 устройства. Реле "Измерение" 249 срабатывает и замыкает соответствующие нормально разомкнутые пары контактов 250, 251 и 252, 253. Перемещение подвижного контакта 123 второго переключателя 124 на первую рабочую ламель "1-я подгруппа баков" 254 приводит к передаче соответствующего полюса напряжения с вывода 4 первого выхода блока 5 питания через подвижный контакт 123 второго переключателя 124 и ламель "1-я подгруппа баков" 254 на один из выводов реле "1-я подгруппа баков" 255, второй вывод которого соединен с вторым выводом 6 первого выхода блока 5 питания. Реле "1-я подгруппа баков" срабатывает и размыкает нормально замкнутые пары контактов всех подгрупп емкостных датчиков, кроме первой подгруппы емкостных датчиков.

На фиг. 1 представлены две подгруппы и размыкаются пары контактов 256, 257 и 258, 259, отсоединяя выводы 9, 10 второй подгруппы емкостных датчиков от соответствующих контактов реле "Измерение". Таким образом между выводами 9, 10 емкостных датчиков первой подгруппы емкостных датчиков, образованной параллельным соединением выводов 9, 10 первого и второго емкостных датчиков первой группы емкостных датчиков 11, образуется цепь через нормально замкнутые пары контактов 260, 261 и 262, 263 реле "2-я подгруппа баков" 264 и далее через нормально разомкнутые пары контактов 250, 251 и 252, 253 реле "Измерение" 249, а также через нормально замкнутые пары контактов 265, 266 и 267, 268 реле "Контроль" 269 к обкладке первого конденсатора 270, другая обкладка которого подключена к первому выводу 23 третьего плеча первого измерительного моста 14 и к второму выводу 32 этого плеча. Таким образом, в положении "1-я подгрупппа" 254 второго переключателя 124 к выводам 23, 32 третьего плеча первого измерительного моста 17 последовательно с первым конденсатором 270 подключается "1-я подгруппа емкостных датчиков" первой группы емкостных датчиков 11, содержащая параллельно включенные постоянные конденсаторы 271, 272 сухих емкостных датчиков и переменные конденсаторы, емкость которых пропорциональна объему топлива в соответствующих баках, первого и второго емкостных датчиков первой группы емкостных датчиков 11 соответственно 273, 274.

Первое плечо измерительного моста 14 содержит первый резистор 15, его второе плечо содержит последовательно соединенные первый подстроечный переменный резистор 17, подвижный контакт которого соединен с одним из его выводов обмотки, и второй постоянный резистор 18, подключенные к выводам второго плеча через нормально замнутую пару контактов 275, 276 реле "Cумма" 277, в первое плечо последовательно с первым постоянным резистором включен третий постоянный резистор 278, свободные выводы первого и второго плеч соответственно 23, 24 образуют питающую диагональ первого измерительного моста и соединены с соответствующими выводами 29, 30 второго выхода блока питания, четвертое плечо первого измерительного моста 14 выполнено последовательным соединением второго подстроечного переменного резистора 279, подвижный контакт которого соединен с одним из его выводов, через вторую пару нормальное замкнутых контактов 280, 281 реле "Суммарный запас топлива" 277 с первым выводом первого переменного резистора 282, второй вывод которого соединен с выводами первого 15 и третьего 278 резисторов, а его подвижный контакт через второй постоянный конденсатор 283 и третью пару нормально замкнутых контактов 284, 28 соединен с соответствующим выводом 32 третьего плеча мостовой измерительной схемы 14. Измерительная диагональ 31, 32, первый вывод которой соединен с земляной шиной 172 устройства первой мостовой измерительной схемы 14, соединена с выводами входа усилителя 33 устройства автоматического уравновешивания моста 22 соответственно 34, 35, а выход усилителя 33 соединен с управляющей обмоткой электродвигателя 36, выходная ось 37 которого жестко соединена с соответствующим входным валом редуктора 38, выходной вал 21 которого жестко соединен с ротором подвижного контакта первого переменного резистора 282, а также с устройством отсчета показаний, выполненным в виде стрелки 286, жестко на нем закрепленной, и неподвижной шкалы 287, проградуированной в единицах объема.

При изменении запаса топлива в баках первой подгруппы баков изменяется также и емкость конденсаторов 273, 274 емкостных датчиков первой подгруппы первой группы емкостных датчиков 11, измерительный мост 14 выходит из равновесия и на измерительной диагонали 31, 32 первого измерительного моста возникает разность потенциалов такой фазы, что будучи поданной на вход 34, 35 усилителя, вызывает вращение электродвигател 36 в сторону уменьшения сигнала рассогласования в измерительной диагонали первого измерительного моста 14, осуществляя его уравновешивание.

Таким образом, устройство автоматического уравновешивания первого измерительного моста 14 непрерывно отслеживает расход топлива в соответствующих топливных баках, непрерывно осуществляя уравновешивание остатка топлива в соответствующих топливных баках, индицируемых устройством отсчета показаний в единицах объема.

В режиме измерения "2-я подгруппа баков" подвижный контакт 123 второго переключателя 124 устанавливают в положение второй рабочей ламели "2-я подгруппа баков" 288. При этом реле "2-я подгруппа баков" срабатывает, размыкая нормально замкнутые контакты 260, 261 и 262 263, отключая тем самым емкостные датчики 1-й подгруппы от выводов третьего печа первого измерительного моста 14, а реле "1-я группа баков" обесточивается, благодаря чему его контакты 256, 257 и 258, 259 переходят в нормальное нормально замкнутое положение (контакты других реле своего состояния не меняют). Поэтому образуется цепь включения второй подгруппы емкостных датчиков первой группы емкостных датчиков 11 (на фиг.1 это третий емкостный датчик первой группы емкостных датчиков 11) в третью диагональ первого измерительного моста 14, в которую в этом режиме подключаются параллельно соединенные постоянный конденсатор 289 и переменный конденсатор 290 третьего емкостного датчика первой группы емкостных датчиков 11, образующие в примере на фиг.1 2-ю группу емкостных датчиков. Работа измерительной схемы в этом режиме аналогична предыдущей.

В режиме измерения "Суммарный запас топлива" подвижный контакт 123 второго переключателя 124 устанавливают на ламель "Суммарный запас топлива в баках" 291. При этом срабатывает реле "Суммарный запас топлива" 277, замыкая свои нормально разомкнутые контакты соответственно 276, 292; 281, 293 и 285, 294, подключая во второе измерительное плечо первого измерительного моста 14 третий подстроечный переменный резистор 295 вместо первого переменного подстроечного резистора 17, а в четвертое плечо измерительного моста четвертый подстроечный переменный резистор 296 вместо второго подстроечного переменного резистора 279 и третий конденсатор 297 вместо второго конденсатора 283. Поскольку реле "1-я подгруппа баков" и "2-я подгруппа баков" обесточены, то все их контакты оказываются в нормальном нормально замкнутом положении. В результате, как видно из фиг.1, емкостные датчики 1-й и 2-й подгрупп емкостных датчиков первой группы емкостных датчиков 11 оказываются включенными параллельно, что соответствует суммированию их емкостей, а следовательно, и пропорциональных им объемов топлива в баках, а также подключены в третье плечо первой мостовой измерительной схемы 14. Работа измерительной схемы аналогична ранее рассмотренным случаям.

В режиме "Контроль" подвижный контакт 1 первого переключателя 2 устанавливают на ламель "Контроль" 298. При этом срабатывает реле "Контроль" 269, разрывая нормально замкнутые контакты 265, 266 и 267, 268, отключая тем самым емкостные датчики первой группы емкостных датчиков 11 от мостовой измерительной схемы, в то же время замыкаются нормально разомкнутые контакты этого реле соответственно 299, 300 и 301, 302, подготавливая включение в третье плечо первой мостовой измерительной схемы 14, цепи включения контрольных соответственно четвертого 303, пятого 304 или шестого 305 постоянных конденсаторов. Выбор конденсатора, включаемого в третье плечо первой мостовой измерительной схемы 14, осуществляется вторым переключателем 124 режимов работы. При включении подвижного контакта 123 второго переключателя 124 на ламель "1-я подгруппа баков" срабатывает соответствующее реле 255, замыкая нормально разомкнутые пары контактов соответственно 306, 307 и 308, 309, включающие в третье плечо измерительного моста четвертый конденсатор 303 на ламель "2-я подгруппа баков" 288, срабатывает реле 264 и замыкает нормально разомкнутые пары контактов соответственно 310, 311 и 312, 313, подключающие в третье плечо мостовой измерительной схемы 14 пятый постоянный конденсатор 304 на ламель "Суммарный запас топлива" 291, срабатывает реле 277, замыкая нормально разомкнутые пары контактов соответственно 314, 315 и 316, 317, включая тем самым в третье плечо измерительного моста 14 шестой конденсатор 305.

В каждом режиме контроля устройство автоматического уравновешивания 22 мостовой измерительной схемы 14 отрабатывает по устройству отсчета показаний 286-287 определенный запас топлива, по разности которого с номинальным запасом топлива для этого режима контроля судят о погрешности отработки запаса топлива в этом режиме контроля и о техническом состоянии проверяемого оборудования.

Подсистема автоматики управления заправкой топлива в баки и сигнализации остатков топлива в баках работает следующим образом. При перемещении подвижного контакта 225 третьего переключателя, соединенного с третьим входом блока 5 питания, соответствующий полюс соответствующего напряжения поступает на один полюс первого реле 228, второй полюс которого соединен с земляной шиной 172 устройства. Первое реле 228 срабатывает и замыкает нормально разомкнутые пары контактов 229, включенные последовательно с обмоткой соответствующего исполнительного реле 230 группы исполнительных реле, подсоединенных к выходной диагонали соответствующего фазочувствительного выпрямителя 248 (фиг.3) соответствующего индуктивного моста первой 231 или второй 232 групп индуктивных мостовых схем, питающие диагонали которых соединены с выводами четвертого выхода блока питания, один из которых соединен с земляной шиной 172 устройства, а другой 233 соединен в блоке питания с соответствующей вторичной обмоткой трансформатора, имеющего средний вывод 234, соединенный с одним из выводов питающей диагонали фазочувствительных выпрямителей 248 всех индуктивных мостовых схем первой 231 и второй 232 групп индуктивных мостовых схем, незаземленный вывод которого у всех индуктивных мостовых схем соединен через соответствующую катушку 246 постоянной индуктивности с другим выводом питающей диагонали соответствующего фазочувствительного выпрямителя 248 и с соответствующим индуктивным датчиком 247, размещенным в соответствующем емкостном датчике первой группы емкостных датчиков 11, другие выводы которых соединены с земляной шиной 172 устройства, так что первый индуктивный мост из группы индуктивных мостов 231 соединен с выводом 237 индуктивного датчика, размещенного в емкостном датчике первой подгруппы емкостных датчиков Второй индуктивный мост соединен с выводом 239 индуктивного датчика второй подгруппы индуктивных датчиков одного крыла, другие индуктивные мосты первой группы индуктивных мостов 231 соединены с соответствующими аналогичными выводами соответствующих индуктивных датчиков, размещенных в аналогичных емкостных датчиках другого крыла (на фиг.1 не показаны), а первый индуктивный мост второй группы индуктивных мостов сигнализации остатка топлива в баке 232 соединен с выводом 241 индуктивного датчика сигнализации остатка топлива в баке второй группы емкостных датчиков, второй индуктивный мост второй группы индуктивных мостов соединен с соответствующим выводом 241 индуктивного датчика остатка топлива в баке, размещенного в емкостном датчике второй подгруппы емкостных датчиков другого крыла, причем полуобмотки трансформатора блока питания выполняют функцию соответствующих плеч всех индуктивных мостовых схем первой и второй групп индуктивных мостовых схем.

Индуктивные датчики размещены в соответствующих емкостных датчиках первой группы емкостных датчиков на различных высотах в зависимости от их назначения и снабжены поплавковым сердечником, выполненным из магнитопроводящего материала.

При заправке топлива в баки соответствующие поплавковые сердечники, плавая на поверхности топлива, втягиваются в соответствующий индуктивный датчик, резко меняя его индуктивность. В результате соответствующий индуктивный измерительный мост приходит в состояние, когда в его диагонали появляется уровень напряжения, достаточный для питания фазочувствительного выпрямителя и срабатывания соответствующего исполнительного реле 230 группы исполнительных реле. При его срабатывании соответствующие ему нормально разомкнутые контакты 243, 244 замыкаются и соответствующий полюс напряжения от соответствующего выхода блока питания, подключенного к одному из этих контактов, передается на другой из замкнутых контактов и далее поступает на исполнительное устройство, например на клапан закрытия горловины бака, на включение перекачивающего насоса и т.п.

Мостовые измерительные схемы второй группы мостовых измерительных схем работают аналогично, только катушки индуктивного датчика размещены не на уровне заполнения бака, как в предыдущем случае, а на уровне нормированного остатка топлива, а сигнал, поступающий с контактов 245, 246 их исполнительного реле, передается на индикацию нормированного остатка топлива в соответствующей подгруппе топливных баков, например световую и звуковую сигнализацию.

Подсистема измерения отклонения положения центра масс от его идеального положения по одной из координат, а также управления им работает следующим образом. Выходы 318, 319 емкостных датчиков первой и второй подгрупп емкостных датчиков соответственно левого и правого крыльев (на фиг.1 показано оборудование одного крыла, за исключением схемы управления автоматикой и сигнализации нормированного остатка топлива) подключены к делителю напряжения, образованному последовательным соединением четвертого 332, пятого 333, шестого 334 и седьмого 335 постоянных резисторов, включенных на выводы пятого выхода блока питания, имеющие среднюю точку, а емкостные датчики первой и второй подгрупп емкостных датчиков второй группы емкостных датчиков 320, аналогичных емкостным датчикам первой группы емкостных датчиков, включены на соответствующие резисторы делителя напряжения, моделирующие координаты центра масс соответствующих топливных баков первой и второй групп топливных баков, образуя соответствующие вложенные друг в друга мостовые схемы так, что в положении равновесия емкостный датчик соответствующей группы баков оказывается подключенным на напряжение, пропорциональное его координате центра масс. Благодаря этому через соответствующие емкостные датчики первой и второй подгрупп емкостных датчиков протекают токи, пропорциональные произведению объема топлива в группе баков на его координату центра масс, причем все такие произведения алгебраически суммируются в узле соединения, совпадающего с измерительными диагоналями всех образовавшихся таким образом мостовых схем (суммирование токов). Если баки левых и правых крыльев размещены симметрично и отклонение центра масс от его идеального значения мало, то при средней плотности топлива, равномерно распределенной по всем бакам, эти суммарные токи оказываются пропорциональными отклонению от центра масс, поскольку в формуле координаты центра масс, в которой в одной части равенства взять только положительные компоненты, а отрицательные компоненты с противоположным знаком перенести в другую часть равенства, то знаменатели такого выражения в левой и правой частях равенства можно сократить вследствие их приблизительного равенства.

Таким образом, ток, протекающий через узел измерительной диагонали образованной таким образом мостовой схемы, примерно пропорционален отклонению координаты от центра масс, поступая на вход усилителя 342 автоматической системы выравнивания положения центра масс подвижного объекта, создает на его входном сопротивлении напряжение, пропорциональное отклонению центра масс подвижного объекта по данной координате от его идеального положения, которое усиливается усилителем 342 и поступает на управляющую обмотку электродвигателя 343, на выходном валу которого размещен подвижный контакт, размещенный на поверхности диска, жестко закрепленного на валу двигателя. Вращение двигателя ограничено определенным углом, в пределах которого размещены и жестко закреплены выходные контакты 347, 348, на которые передается управляющий сигнал типа постоянного напряжения от контакта 345, закрепленного на диске 346. При этом система выравнивания положения центра масс подвижного объекта работает как релейная система управления, функционирующая в условиях автоколебаний.

Недостатки топливоизмерительной системы типа СЭТС-370А следующие: измерение запаса топлива в баках в объемных единицах, что неудобно для решения задач управления режимами работы силовых установок, характеристики которых зависят от удельного расхода, выраженного в единицах массы топлива, расходуемой в единицу времени; сравнительно высокая погрешность измерения запаса топлива и координаты центра масс подвижного объекта относительно его осей симметрии вследствие асимметричного распределения активно-реактивных сопротивлений в плечах первого измерительного моста; изменение емкости в задающей цепи и активного сопротивления в цепи обратной связи не позволяет полностью уравновесить первую мостовую измерительную схему с помощью автоматического узла автоматического уравновешивания, поскольку активно-реактивный измерительный мост должен быть одновременно уравновешен как по модулю, так и по фазе, но этого нельзя сделать с помощью одной системы автоматического уравновешивания, поскольку условия равновесия по амплитуде и фазе различны. Таким образом, активно-реактивная мостовая измерительная схема, снабженная устройством автоматического уравновешивания, имеет указанную методическую погрешность, которая увеличивает погрешность измерения запаса топлива в баках.

В задаче определения координат центра масс подвижного объекта относительно продольной и поперечной осей симметрири и отклонений от положения центра масс также имеются методические ошибки, которые связаны прежде всего с отсутствием измерения запасов топлива в баках в массовых единицах. Кроме того, релейная система управления уравновешивания положения центра масс подвижного объекта, реализующая колебательный процесс изменения положения реального центра масс подвижного объекта относительно его идеального положения, обладает высоким уровнем предельного значения погрешности.

Цель изобретения заключается в уменьшении погрешности определения и обеспечения центра масс подвижного объекта и в уменьшении погрешности определения запаса топлива в баках, а также расширение функций, сводящееся к дополнительному определению массовой плотности и массы топлива в баках с их индикацией.

Цель достигается тем, что в известную топливоизмерительную систему, содержащую первый и второй выключатели, переключательные элементы, первую мостовую измерительную схему, снабженную узлом автоматического уравновешивания, снабженным стрелочным индикатором, содержащим последовательно соединенные усилитель, электродвигатель и редуктор, первую группу емкостных датчиков, источник питания, группу индуктивных датчиков, размещенных в емкостных датчиках первой группы емкостных датчиков, третий переключатель, реле, группу индуктивных мостовых измерительных схем, питающая диагональ которых соединена с соответствующей парой выводов блока питания, соединенных с вторичной обмоткой трансформатора блока питания, один из выводов которой соединен с земляной шиной устройства, имеющей среднюю точку, соединенную с одним из выводов питающей диагонали фазочувствительных выпрямителей группы индуктивных мостовых измерительных схем, другой вывод которой соединен через постоянную индуктивность всех индуктивных мостовых измерительных схем, два плеча которых являются полуобмотками вторичной обмотки соответствующего трансформатора блока питания, с соответствующим другим выводом питающей диагонали соответствующего фазочувствительного выпрямителя группы мостовых индуктивных схем и с одним из выводов соответствующего индуктивного датчика для каждой индуктивной мостовой измерительной схемы группы, другие выводы которых соединены с земляной шиной устройства, к выходной диагонали каждого фазочувствительного выпрямителя группы индуктивных мостовых измерительных схем присоединено последовательное соединение пары нормально разомкнутых контактов первого реле и обмотка исполнительного реле, первый вывод другого выхода блока питания соединен с подвижным контактом третьего переключателя, нормально разомкнутый контакт которого соединен с одним выводом обмотки первого реле, другой вывод которой соединен с другим выводом другого входа блока питания и заземлен, подвижные контакты первого и второго переключателей соединены с соответствующим выводом первого выхода блока питания, второе плечо первого измерительного моста содержит последовательно соединенные первый постоянный резистор первой группы постоянных резисторов, третье плечо первого измерительного моста содержит последовательно соединенные второй постоянный резистор и второй подстроечный переменный резистор, дополнительно введены первая и вторая группы мостовых измерительных схем, каждая из которых снабжена узлом автоматического уравновешивания, десять групп измерительных ключей, пять групп постоянных резисторов, шесть групп подстроечных переменных резисторов, две группы постоянных конденсаторов, семь групп переменных конденсаторов, группа тахогенераторов, шесть групп выходных линейных элементов, например переменных резисторов, три проводящие шины, три группы пар шин, термокомпенсирующая цепочка, две группы термокомпенсирующих цепочек, вторая и третья группы емкостных датчиков, два индикатора, два логических элемента И-НЕ, четыре операционных усилителя, жгут соединительных проводов, две рукоятки, снабженные жестко связанными с ними стрелочными указателями, две шкалы, проградуированные в единицах сопротивления, две линейко-релейные системы автоматического управления положением центра масс подвижного объекта, причем первая и вторая группы измерительных схем, снабженные узлами автоматического уравновешивания, вторая и третья группы емкостных датчиков и связанные с ними группы элементов имеют число компонент, разное числу баков в топливной системе подвижного объекта, измерительные каналы первой группы измерительных схем снабжены во втором плече последовательно соединенным подстроечным переменным резистором первой группы подстроечных переменных резисторов, элементы третьего плеча выполнены из постоянных резисторов и подстроечных переменных резисторов из вторых групп соответственно постоянных и подстроечных переменных резисторов, к выводам четвертого плеча присоединены обкладки параллельно включенных первого и второго переменных конденсаторов соответственно из первой и второй групп переменных конденсаторов, выводы первого плеча соединены соответственно с первой и второй шинами соответствующей пары первой группы пар шин, соединенных с информационными выводами соответственно первого и второго измерительных ключей соответствующей пары первой группы пар измерительных ключей, информационные входы которых соединены с соответствующими выводами соответствующего емкостного датчика первой группы емкостных датчиков, управляющие входы которых объединены и соединены с первой рабочей ламелью первого переключателя, соответствующие выводы питающих диагоналей измерительных схем первой группы измерительных схем соединены между собой и соединены через первую термокомпенсирующую цепочку с соответствующими выводами второго выхода блока питания, выводы измерительной диагонали каждой измерительной схемы первой группы измерительных схем соединены с соответствующими выводами входа усилителя соответствующего узла автоматического уравновешивания первой группы узлов автоматического уравновешивания, на выходной оси каждого из которых жестко закреплены роторы соответствующих переменных конденсаторов второй группы переменных конденсаторов и четыре линейных выходных элемента, например переменные резисторы соответственно первой, второй, третьей и четвертой групп линейных выходных элементов, первая и вторая шины мостовых измерительных схем первой группы измерительных схем соединены также с выходами измерительных ключей соответствующей второй группы пары измерительных ключей, входы которых соединены с первой и второй обкладками соответствующего переменного конденсатора третьей группы переменных конденсаторов, имеющих несколько фиксированных положений, управляющие входы которых объединены и соединены с второй рабочей ламелью первого переключателя, каналы измерения второй группы мостовых измерительных схем имеют соответственно две пары шин соответственно второй и третьей групп пар шин, первая из которых присоединена к выводам первого плеча, вторая к выводам второго плеча, к первой из них присоединены выводы соответствующей пары группы третьих пар измерительных ключей, к входам которых присоединены соответствующие выводы соответствующего емкостного датчика второй группы емкостных датчиков, к третьей группе пар шин присоединены соответствующие выходы пар четвертой и пятой групп измерительных ключей, к входам первой из которых присоединены выводы соответствующего емкостного датчика третьей группы емкостных датчиков, к входам второй из которых присоединены соответствующие обкладки переменного конденсатора четвертой группы переменных конденсаторов, управляющие входы соответствующих измерительных ключей третьей, четвертой и пятой групп измерительных ключей объединены и соединены с первой рабочей ламелью первого переключателя, в питающую диагональ соответствующего измерительного моста второй группы измерительных мостов включена соответствующая термокомпенсирующая цепочка первой группы термокомпенсирующих цепочек, а сама питающая диагональ включена через соответствующую термокомпенсирующую цепочку второй группы термокомпенсирующих цепочек к соответствующим выводам третьего входа блока питания, в третье плечо измерительного моста второй группы мостовых измерительных мостов включены обкладки переменного конденсатора пятой группы переменных конденсаторов, а в четвертое плечо этого моста включен постоянный конденсатор первой группы постоянных конденсаторов, к соответствующим шинам пар шин второй и третьей групп пар шин присоединены выходы соответственно измерительных ключей первой и второй пар четвертой группы пар измерительных ключей, к информационным входам которых присоединены обкладки соответственно постоянного конденсатора второй группы постоянных конденсаторов и переменный конденсатор с фиксированным числом положений шестой группы переменных конденсаторов, причем управляющие входы измерительных ключей первой и второй пар четвертой группы пар измерительных ключей объединены и присоединены к второй рабочей ламели первого переключателя, измерительная диагональ соответствующей мостовой измерительной схемы второй группы мостовых измерительных схем соединена с выводами входа соответствующего усилителя соответствующего устройства автоматического уравновешивания второй группы устройств автоматического уравновешивания, на выходном валу редуктора которого жестко закреплены роторы соответствующих переменных конденсаторов четвертой и пятой групп переменных конденсаторов, а также два линейных выходных элемента, например переменные резисторы, соответственно пятой и шестой групп линейных выходных элементов, обмотки статора которых присоединены к выводам четвертого и пятого выходов блока питания, выходы линейных выходных элементов пятой группы линейных выходных элементов соединены с входом линейного выходного элемента первой группы линейных выходных элементов соответствующего канала измерения первой группы мостовых измерительных схем, выходы линейных выходных элементов шестой группы линейных выходных элементов соединены с входами линейных выходных элементов второй группы линейных выходных элементов соответствующего канала первой группы мостовых измерительных схем, линейные выходные элементы соответственно третьей и четвертой групп упорядочены и выход предшест- вующего выходного элемента соединен с входом последующего выходного элемента, образуя последовательное соединение линейных выходных элементов в соответствующей группе линейных выходных элементов, выходы измерительных ключей седьмой и восьмой групп измерительных ключей, число которых в группах равно числу каналов измерения в первой группе измерительных каналов, присоединены соответственно к первой и второй проводящим шинам, соединенным с соответствующими выводами первого индикатора, их информационные входы соединены попарно соответственно с первым и вторым выводами выходов соответствующих линейных выходных элементов первой группы, которые упорядочены и соединены своими выходами последовательно с помощью измерительных ключей восьмой группы измерительных ключей, управляющий вход первого измерительного ключа шестой группы измерительных ключей соединен с выходом первого логического элемента И-НЕ, первый вход которого, как и управляющий вход первого измерительного ключа седьмой группы измерительных ключей, соединен с первой рабочей ламелью второго переключателя, управляющие входы последующих измерительных ключей шестой и седьмой групп, за исключением последних из них, соединены попарно со следующей рабочей ламелью второго переключателя, управляющий вход последнего измерительного ключа седьмой группы измерительных ключей соединен с выходом второго логического элемента И-НЕ, первый вход которого, как и управляющий вход последнего измерительного ключа шестой группы измерительных ключей, соединен со следующей ламелью второго переключателя, а управляющие входы измерительных ключей восьмой группы измерительных ключей и вторые входы первого и второго логических элементов И-НЕ объединены и соединены со следующей (последней) рабочей ламелью второго переключателя, второй индикатор соединен первым выводом с первым выводом выходов линейных выходных элементов пятой группы линейных выходных элементов, а вторым выводом с третьей проводящей шиной, соединенной с выходами измерительных ключей девятой группы измерительных ключей, информационные входы которых соединены с вторым выводом выхода соответствующего линейного выходного элемента пятой группы линейных выходных элементов, а их управляющие входы соединены с соответствующей номеру линейного выходного элемента пятой группы линейных выходных элементов рабочей ламелью второго переключателя, первые вводы входов первого и второго операционных усилителей соединены с земляной шиной устройства, с соответствующим первым выводом выхода второй группы линейных выходных элементов, а через первый и второй постоянные резисторы пятой группы постоянных резисторов также и с первым входом соответственно первого и второго операционных усилителей, вторые вводы входов соответствующих линейных выходных элементов второй группы линейных выходных элементов соединены через соответствующий подстроечный переменный резистор шестой группы подстроечных переменных резисторов с неинвертирующим входом первого и (или) второго операционного усилителя, если соответствующий канал измерения соответствует положительной координате центра масс соответствующего ему топливного бака, и с инвертирующим входом, если соответствующий канал измерения соответствует отрицательной координате центра масс соответствующего топливного бака относительно продольной и (или) поперечной оси симметрии подвижного объекта, неинвертирующие входы первого и второго операционных усилителей, соединены соответственно с первыми выводами второго и третьего постоянных резисторов пятой группы постоянных резисторов, а их инвертирующие входы с первыми выводами соответственно четвертого и пятого постоянных резисторов пятой группы постоянных резисторов, вторые выводы которых соединены с вторым выводом выхода соответственно первого и второго операционных усилителей, первые выводы выхода которых соединены с земляной шиной устройства, первые вводы входов третьего и четвертого операционных усилителей соединены через соответственно шестой и седьмой постоянные резисторы пятой группы постоянных резисторов с первыми входами этих операционных усилителей, а между вторыми выводами выводов первого и второго операционных усилителей и вторыми вводами входов соответственно третьего и четвертого операционных усилителей включены соответственно последовательно соединенные линейные выходные элементы соответственно третьей и четвертой групп линейных выходных элементов, вторые вводы входов третьего и четвертого операционных усилителей соединены соответственно с соответствующим входом операционных усилителей и с первыми выводами соответствующих переменных подстроечных резисторов шестой группы переменных подстроечных резисторов, вторые выводы которых и их подвижные контакты, снабженные жестко с ними связанными рукояткой со стрелкой, указывающей относительно неподвижной шкалы его сопротивление, соединены с вторыми выводами выходов соответствующих операционных усилителей, вторые выводы выходов которых соединены с земляной шиной устройства, а выходы второго и четвертого операционных усилителей соединены соответственно с первой и второй релейно-линейными системами автоматического управления центром масс подвижного объекта.

На фиг.4, 5 показана предлагаемая топливоизмерительная система; на фиг.5 и 7 представлены измерительные мосты первой и второй групп мостовых измерительных схем, снабженных соответственно устройствами автоматического уравновешивания первой и второй групп устройств автоматического уравновешивания (выходные элементы не показаны).

Топливоизмерительная система содержит подвижный контакт 1 первого переключателя, первый переключатель 2, первую рабочую ламель 3 "Измерение" первого переключателя, второй вывод 4 первого выхода блока 5 питания, первый вывод 6 первого выхода блока питания, пару 7, 8 измерительных ключей первой группы измерительных ключей, выводы 9, 10 выхода емкостных датчиков первой группы емкостных датчиков, пару шин 12, 13 первой группы пар шин, первую группу 11 емкостных датчиков, измерительную схему 14 первой группы мостовых измерительных схем, постоянный резистор 15 первой группы постоянных резисторов, подстроечный переменный резистор 16 первой группы подстроечных переменных резисторов, подстроечный переменный резистор 17 второй группы подстроечных переменных резисторов, постоянный резистор 18 второй группы постоянных резисторов, переменный конденсатор 19 первой группы переменных конденсаторов, переменный конденсатор 20 второй группы переменных конденсаторов, выходной вал 21 устройства 22 автоматического уравновешивания первой группы устройств автоматического уравновешивания, выводы 23, 24 питающей диагонали мостовой измерительной схемы первой группы мостовых измерительных схем, первую термокомпенсирующую цепочку 25, первый терморезистор 26, постоянный резистор 27 первой термокомпенсирующей цепочки, переменный подстроечный резистор 28 первой термокомпенсирующей цепочки, выводы 29, 30 второго выхода блока питания, выводы 31, 32 измерительной диагонали мостовой измерительной схемы первой группы мостовых измерительных схем, усилитель 33 узла автоматического уравновешивания первой группы, выводы 34, 35 первого входа усилителя, электродвигатель 36, выходной вал 37 электродвигателя, редуктор 38, тахогенератор 39 группы тахогенераторов, выход 40 тахогенератора, третий ввод 41 входа усилителя, переменные резисторы 42-45 первой, второй, третьей и четвертой групп переменных резисторов, ламель 46 "Контроль" первого переключателя, измерительные ключи 47, 48 второй группы измерительных ключей, конденсатор 49 третьей группы переменных конденсаторов с фиксированным количеством положений, пару 50, 51 третьей группы пар измерительных ключей, выводы 52, 53 емкостных датчиков второй группы емкостных датчиков, емкостные датчики 54 второй группы емкостных датчиков; вторую пару 55, 56 шин второй группы пар шин, измерительный мост 57 второй группы измерительных мостовых схем, первую пару 58, 59 четвертой группы пар измерительных ключей, вторую пару 60, 61 четвертой группы пар имерительных ключей, выводы 62, 63 емкостных датчиков третьей группы емкостных датчиков, емкостный датчик 64 третьей группы емкостных датчиков, пару 65, 66 шин третьей группы пар шин, выводы 67, 68 питающей диагонали мостовых измерительных схем, группу 69 первых термокомпенсирующих цепочек, первый терморезистор 70, подстроечный терморезистор 71 группы подстроечных переменных резисторов первой термокомпенсирующей цепочки, группу 72 вторых термокомпенсирующих цепочек, второй терморезистор 73, четвертый резистор 74 второй термокомпенсирующей цепочки, подстроечный переменный резистор 75 пятой группы подстроечных переменных резисторов, выводы 76, 77 третьего выхода блока питания, выводы 78, 79 измерительной диагонали мостовой измерительной схемы второй группы мостовых измерительных схем, выводы 80, 81 входа усилителей второй группы устройств автоматического уравновешивания мостовых измерительных схем второй группы мостовых измерительных схем, устройство 82 автоматического уравновешивания второй группы устройств автоматического уравновешивания мостовых измерительных схем, усилитель 83 второй группы устройств автоматического уравновешивания второй группы мостовых измерительных схем, электродвигатель 84 и его выходной вал 85 второй группы устройств автоматического уравновешивания второй группы мостовых измерительных схем, редуктор 86 устройства автоматического уравновешивания второй группы устройств автоматического уравновешивания второй группы мостовых измерительных схем, группу 87 вторых тахогенераторов, выходной вал 88 редуктора группы вторых устройств автоматического уравновешивания группы вторых мостовых измерительных схем, первый 89 и второй 90 переменные конденсаторы четвертой группы переменных конденсаторов, постоянный конденсатор 91 первой группы постоянных конденсаторов, вывод 92 выхода тахогенератора группы вторых тахогенераторов, дополнительный вход 93 усилителя группы вторых устройств автоматического уравновешивания, первый 94 и второй 95 линейные выходные элементы, например переменные резисторы, пятой группы линейных выходных элементов, выводы 96, 97 входов первого линейного выходного элемента пятой группы линейных выходных элементов, выводы 98, 99 четвертого выхода блока питания, выводы 96, 100 выхода первого линейного выходного элемента пятой группы линейных выходных элементов, выводы 101, 102 входа линейных выходных элементов, например переменных резисторов, первой группы линейных выходных элементов, выводы 101, 103 выхода линейных выходных элементов первой группы линейных выходных элементов, выводы 104, 105 пятого выхода блока 5 питания, выводы 106, 107 входа второго линейного выходного элемента пятой группы линейных выходных элементов, выводы 106, 108 выхода линейного выходного элемента пятой группы линейных выходных элементов, выводы 109, 110 входа линейного выходного элемента второй группы линейных выходных элементов, выводы 109, 111 выходов линейных выходных элементов второй группы линейных выходных элементов, выводы 112, 113 выходов линейных выходных элементов третьей группы линейных выходных элементов, выводы 114, 115 выходов линейных выходных элементов четвертой группы линейных выходных элементов, измерительные ключи 116, 117 пятой группы измерительных ключей, постоянный конденсатор 118 второй группы постоянных конденсаторов, измерительные ключи 119-120 шестой пары измерительных ключей, переменный конденсатор 121 пятой группы переменных конденсаторов, жгут 122 из просодов, подвижный контакт 123 второго переключателя, второй переключатель 124, выводы 125, 126 шестого блока 5 питания, первый 126 и второй 127 провода жгута 122, третий и четвертый провода 128, 129 жгута 122, первые измерительные ключи 130, 131 соответственно седьмой и восьмой групп измерительных ключей, пятый 132 и шестой 133 провода жгута 122, вторые измерительные ключи 134, 135 соответственно седьмой и восьмой групп измерительных ключей, седьмой 136 и восьмой 137 провода жгута 122, третьи измерительные ключи 138, 139 соответственно седьмой и восьмой групп измерительных ключей, первую 140 и вторую 141 проводящие шины, первый индикатор 142 (массы топлива в баках), первый и второй измерительные ключи 143, 144 девятой группы измерительных ключей, первый логический элемент И-НЕ 145, второй логический элемент И-НЕ 146, второй индикатор 147 (массовой плотности топлива), девятый провод 148 жгута 122, десятый 149, одиннадцатый 150 и двенадцатый 151 провода жгута 122, первый 152, второй 153 и третий 154 измерительные ключи десятой группы измерительных ключей, третью проводящую шину 155 устройства, тринадцатый 156, четырнадцатый 157 и пятнадцатый 158 провода жгута 122, первый вывод 159 входов первого операционного усилителя, первый операционный усилитель 160, первый вывод 161 входов второго операционного усилителя, второй операционный усилитель 162, шестнадцатый 163, семнадцатый 164 и восемнадцатый 165 провода жгута 122, первый и второй вводы 166 167 неинвертирующего входа первого операционного усилителя, первый и второй вводы 168, 169 неинвертирующего входа второго операционного усилителя, первые вводы 170, 171 неинвертирующего входа соответственно первого и второго операционных усилителей, земляную шину 172 устройства, первый и второй резисторы 173, 174 пятой группы постоянных резисторов, первые входы 175, 176 соответственно первого и второго операционных усилителей, первый и второй подстроечные переменные резисторы 177, 178 шестой группы подстроечных переменных резисторов, неинвертирующий вход 179 первого операционного усилителя, третий подстроечный переменный резистор 180 шестой группы подстроечных переменных резисторов, инвертирующий вход 181 первого операционного усилителя, первый вывод 182 выхода первого операционного усилителя, третий и четвертый резисторы 183, 184 пятой группы постоянных резисторов, второй вывод 185 выхода первого операционного усилителя, четвертый и пятый подстроечные переменные резисторы 186, 187 шестой группы подстроечных переменных резисторов, неинвертирующий вход 188 второго операционного усилителя, шестой подстроечный переменный резистор 189 шестой группы подстроечных переменных резисторов, инвертирующий вход 190 второго операционного усилителя, первый вывод 191 выхода второго операционного усилителя, пятый и шестой резисторы 192, 193 пятой группы постоянных резисторов, второй вывод 194 выхода второго операционного усилителя, первые вводы 195, 196 входов соответственно третьего и четвертого операционных усилителей, третий и четвертый операционные усилители 197, 198, седьмой и восьмой резисторы 199, 200 пятой группы постоянных резисторов, первые входы 201, 202 третьего и четвертого операционных усилителей, девятнадцатый и двадцатый провода 203, 204 жгута 122, двадцать первый и двадцать второй провода 205, 206 жгута 122, вторые вводы 207, 208 неинвертирующих входов третьего и четвертого операционных усилителей, неинвертирующий вход 209 третьего операционного усилителя, седьмой переменный подстроечный резистор 210 шестой группы переменных подстроечных резисторов, первый вывод 211 выхода третьего операционного усилителя, подвижный контакт 212 седьмого переменного подстроечного резистора шестой группы переменных подстроечных резисторов, второй вывод 213 выхода третьего операционного усилителя, неинвертирующий вход 214 четвертого операционного усилителя, восьмой переменный подстроечный резистор 215 шестой группы переменных подстроечных резисторов, первый вывод 216 выхода четвертого операционного усилителя, подвижный контакт 217 восьмого переменного подстроечного усилителя шестой группы переменных подстроечных резисторов, второй вывод 218 выхода четвертого операционного усилителя, первый и второй стрелочные индексы 219 и 220, первую и вторую рукоятки 221, 222, первую и вторую шкалы 223, 224, проградуированные в единицах сопротивления, третий переключатель 225, выводы 226, 227 седьмого выхода блока питания, первое реле 228, нормально разомкнутые контакты 229 первого реле, исполнительные реле 230 группы исполнительных реле, индуктивную мостовую 231 схему первой группы индуктивных мостовых схем, индуктивную мостовую схему 232 второй группы индуктивных мостовых схем (сигнализации остатка топлива в баках), выводы 233, 234 восьмого выхода блока 5 питания, вывод 235 первой переменной индуктивности первой группы переменных индуктивностей, двадцать третий провод 236 жгута 122, вывод 237 второй переменной индуктивности первой группы переменных индуктивностей, двадцать четвертый провод 238 жгута 122, вывод 239 третьей переменной индуктивности первой группы переменных индуктивных датчиков, двадцать пятый провод 240 жгута 122, вывод 241 первой индуктивности остатка топлива в баке, двадцать шестой провод 242 жгута 122, подвижный контакт 243 исполнительных реле первой группы индуктивных измерительных схем, нормально разомкнутые контакты 244 исполнительных реле первой группы индуктивных измерительных схем, подвижный контакт 245 исполнительных реле индуктивных измерительных схем второй группы индуктивных измерительных схем, нормально разомкнутые контакты 246 исполнительных реле второй группы индуктивных измерительных схем, первую и вторую линейные системы 247, 248 автоматического управления, первое и второе пороговые устройства 249, 250.

Предлагаемая топливоизмерительная система, представленная на фиг.4 и 5, работает следующим образом. Топливоизмерительная система решает следующие задачи: измерение массовой плотности топлива в баках топливной системы и ее индикация, измерение объема топлива в баках и выработка сигналов массы топлива в баках и суммарной массы топлива в баках с ее индикацией, измерение координат центра масс топливной системы и выработка управляющих сигналов на включение насосов перекачки топлива из данного бака в другие баки топливной системы, а также сигнализация заданного остатка топлива в баке.

Хотя измерение массовой плотности топлива и массы топлива в баках играет самостоятельное значение, эти измерения объединены общей задачей измерения координат центра масс топливной системы, включающей совокупность баков, распределенных (размещенных) на некоторой поверхности или в пространстве.

Решение этой задачи непрерывно требует также непрерывного измерения массы топлива во всех баках параллельно во времени, а уровень допустимой погрешности решения задачи определения координат центра масс топливной системы непрерывно во времени определяет также уровень допустимой погрешности решения задачи измерения объема топлива в баках, массовой плотности и массы топлива в баках с их индикацией оператору. Поскольку массовая плотность топлива может колебаться в достаточно широких пределах порядка 0,7-0,85 кг/см², а заправка топлива осуществляется при неполностью заполненных баках, то массовая плотность топлива в разных баках может в значительной степени отличаться друг от друга. Поэтому для решения задачи определения массы топлива в баках с достаточно малым уровнем погрешности необходимо также параллельное измерение массовой плотности топлива во всех баках топливной системы параллельно во времени (имеется ввиду также и то обстоятельство, что массовая плотность топлива меняется во времени в связи с тем, что легкая его фаза стремится находиться в верхней части баков, а тяжелая фаза в нижней части баков, что приводит к неравномерности массовой плотности топлива как откачиваемой в силовые установки, так и остающейся массы топлива в баках во времени).

Поэтому предлагаемая топливоизмерительная система выполнена многоканальной, содержащей столько каналов измерения массовой плотности топлива, объема и массы топлива, сколько имеется баков в топливной системе (на фиг.4 показано три канала измерения, хотя их может быть произвольное количество в зависимости от числа баков в топливной системе).

Каналы измерения объема топлива в баке, массовой плотности топлива в баках и массы топлива в баках выполнены идентичными. Поэтому достаточно рассмотреть работу топливоизмерительной системы на одном канале измерения.

Предварительно на топливоизмерительную систему (на ее цепи питания) подают от внешних источников напряжения переменное напряжение с амплитудой 36В или 11 В повышенной частоты, например частоты 400 Гц, а также постоянные напряжения 27В, 12,6В (цепи питания и их включения на фиг.4, 5 не показаны, поскольку они стандартизованы для используемой элементной базы).

Подсистемы измерения объема топлива в баках, массовой плотности топлива и массы топлива в баках, представленные на фиг.4 (схемы отдельных каналов этих подсистем без выходных элементов см. на фиг.6 схема канала измерения объема топлива в баке и на фиг.7 схема канала измерения массовой плотности топлива), могут работать в режиме "Измерение" и "Контроль".

Режим измерения устанавливают перемещением ротора подвижного контакта 1 первого переключателя 2 в положение "Измерение". При этом соответствующий полюс соответствующего постоянного напряжения при замыкании подвижного контакта 1 переключателя 2 передается на ламель 3 "Измерение" этого переключателя с первого выхода 4 блока 5 питания (второй полюс источника питания заземлен на выходе 6 блока питания) и далее поступает на управляющие входы первой пары измерительных ключей 7, 8 первой группы измерительных ключей каналов измерения объема топлива в баках. Измерительные ключи 7, 8 переходят в проводящее состояние с малым сопротивлением и присоединяют выводы 9, 10 обкладок соответствующего емкостного датчика 11 соответствующего топливного бака первой группы емкостных датчиков, изменение емкости которых относительно начальной емкости сухого бака пропорционально изменению объема топлива в соответствующем баке, к соответствующим шинам 12, 13 первой группы пар шин каналов измерения объема топлива в баках, которые в свою очередь присоединены в первое плечо первого измерительного моста.

Второе плечо этого измерительного моста выполнено в виде последовательного соединения первого резистора 15 и первого переменного подстроечного резистора 16, третье плечо выполнено в виде последовательного соединения второго подстроечного резистора 17 и второго резистора 18, а четвертое плечо выполнено в виде параллельного соединения первого 19 и второго 20 переменных конденсаторов, последний из которых является конденсатором обратной связи, ротор которого жестко закреплен на выходной оси 21 узла 22 автоматического уравновешивания первого измерительного моста 14 (см. фиг.6). Питающая диагональ первой мостовой измерительной схемы 14 своими выводами 23, 24 через первую термокомпенсирующую цепочку 25, общую для всех каналов измерения объема топлива в баках, состоящую из параллельного соединения первого терморезистора с последовательно соединенным третьим резистором и третьего подстроечного переменного резистора 28, соединена с выводами 29, 30 второго выхода блока 5 питания. Узел 22 автоматического уравновешивания выполнен в виде последовательного соединения усилителя 33 переменного тока, первый 34 и второй 35 входы которого соединены с соответствующими точками 31, 32 мостовой измерительной схемы, выход которого через дополнительный конденсатор (на фиг.6 не показан) соединен с управляющей обмоткой электродвигателя 36 переменного тока, выход которого (выходной вал) 37 жестко соединен с входным валом редуктора 38, на выходном валу 21 которого жестко насажен вал ротора конденсатора 20 обратной связи. На валу двигателя 38 жестко присоединен вал тахогенератора 39, выход 40 которого соединен с третьим входом 41 усилителя 33 узла 22 автоматического уравновешивания первого измерительного моста.

При изменении уровня топлива в соответствующем баке изменяется емкость емкостного датчика 11, вызывая нарушение равновесия первого измерительного моста 14. При этом на диагонали 31, 32 появляется разность потенциалов, проявляющаяся на входах усилителя 33 переменного тока соответственно 34 как некоторое переменное напряжение. Это напряжение усиливается усилителем 33 и подается на управляющую обмотку электродвигателя 36 в такой фазе, что двигатель 36 вращается в сторону, в которой изменение емкости конденсатора 20 обратной связи происходит в сторону уравновешивания измерительного моста. В момент уравновешивания измерительного моста 14 электродвигатель 36 останавливается, фиксируя положение равновесия измерительного моста 14. Наличие на выходе 40 тахогенератора 39 узла автоматического уравновешивания сигнала, пропорционального скорости вращения электродвигателя 36, и передача этого сигнала на третий вход 41 усилителя 33 узла 22 уравновешивания мостовой измерительной схемы приводит к улучшению качества управления уравновешиванием измерительной схемы (уменьшением времени переходного процесса при уравновешивании мостовой измерительной схемы).

Можно показать, что напряжение на измерительной диагонали измерительного моста может быть определено по выражению U_40-42 U_≈ ˙ Z ˙ (Z₁ ˙ Z₃ Z₂ ˙ Z₄), (1) где U_≈ напряжение питания на питающей диагонали измерительного моста; Z некоторое активно-реактивное (комплексное сопротивление; Z₁, Z₂, Z₃ и Z₄ полные комплексные сопротивления цепей первого, второго, третьего и четвертого измерительных плеч мостовой измерительной схемы канала измерения объема топлива в баке.

В предлагаемой измерительной схеме моста полные сопротивления выбирают по следующим соотношениям: Z₁= Z₂= R₁₅+R₁₆; Z₃= R₁₇+R₁₈; Z₄= (2) В положении равновесия измерительного моста имеет место соотношение вида Z₁ ˙ Z₃ Z₂ ˙ Z₄ (3) При подстановке полных сопротивлений предлагаемой измерительной схемы (2) в условие равновесия моста (3) получаем: Z₂ Z₃, (4) откуда угол поворота выходной оси редуктора узла отработки (уравновешивания) в положении равновесия измерительного моста оказывается равным α = · V KV (5) т.е. пропорционален объему топлива в баке в отличие от прототипа, где уравновешивание осуществляется с помощью переменного резистора, благодаря чему требуется уравновешивание как по амплитуде, так и по фазе.

Поскольку с помощью активной цепи нельзя осуществить уравновешивание емкостного моста как по амплитуде, так и по фазе, то в прототипе имеет место некоторое неуравновешивание по амплитуде, т.е. относительно высокий уровень погрешности уравновешивания измерительного моста. В предлагаемой измерительной схеме при уравновешивании изменения емкостной составляющей одного плеча и емкостной составляющей другого плеча измерительного моста уравновешивание измерительного моста осуществляется параллельно как по амплитуде, так и по фазе. Это означает, что в предлагаемом измерительном месте может быть достигнуто принципиальное уменьшение погрешности уравновешивания измерительного моста по сравнению с прототипом.

Для уменьшения габаритов емкостей 19 и 20 моста измерения объема топлива использованы два параллельно соединенных переменных конденсатора, первый из которых используют для уравновешивания измерительного моста при сухом баке, а второй при этом обеспечивает уравновешивание изменения емкости, пропорциональной измеряемому объему топлива в баке, т.е. может иметь емкость, примерно вдвое меньшую, чем максимальная емкость емкостного датчика 11 измерения запаса топлива в баке.

Резисторы 16, 17 позволяют подстраивать показания измерения запаса топлива при сухих и полных баках, устанавливая на соответствующие показания по шкале запаса топлива в единицах объема, что позволяет скомпенсировать инструментальные погрешности измерительной схемы, несколько уменьшая и погрешность измерения.

Емкости мостовых схем термозависимы. В предлагаемой измерительной схеме термозависимость показаний будет практически отсутствовать, если конденсаторы плеча отработки сигнала мостовой измерительной схемы будут иметь такой же температурный коэффициент изменения емкости при изменении температуры, что и конденсаторы емкостных датчиков первой группы емкостных датчиков. Однако при равенстве номинальных температурных коэффициентов у конденсаторов датчика и конденсаторов плеча уравновешивания моста могут быть некоторые расхождения в температурных изменениях емкости конденсаторов из-за технологического рассеивания параметров. Для компенсации этой остаточной погрешности, зависящей от температуры, в цепи питания мостовой измерительной схемы предусмотрена термокомпенсирующая цепочка.

При положительных температурных коэффициентах изменения емкости с ростом температуры увеличивается емкость конденсаторов, размещенных в плечах измерительного моста, уменьшая сопротивление соответствующей цепи, т.е. увеличивая протекающий через него ток. Терморезистор термокомпенсирующей цепочки увеличивает свое сопротивление при положительном температурном коэффициенте, что несколько уменьшает общий ток измерительной цепи, что и компенсирует термозависимое изменение емкости соответствующего конденсатора. Эффективность использования терморезистора 26 регулируют изменением сопротивления переменного подстроечного резистора 28, добиваясь максимального уменьшения термозависимости измерительной схемы измерения запаса топлива.

Устройство уравновешивания мостовой измерительной схемы измерения объема топлива в баках снабжено четырьмя выходными переменными резисторами соответственно первым 42, вторым 43, третьим 44 и четвертым 45, первые два из которых запитаны от соответствующих выходных резисторов подсистемы измерения массовой плотности топлива, благодаря чему напряжения, снимаемые с их подвижных контактов, оказываются равными
U_вых= U_ρ· K ·V K_м·M (6) где K_ρ, Kv₁ масштабные коэффициенты воспроизведения соответственно массовой плотности топлива и объема топлива в баках;
K_м масштабный коэффициент воспроизведения массы топлива в выходных сигналах первого 42 и второго 43 выходных резисторов каналов измерения объема топлива в баках.

Таким образом, с выходов первого 42 и второго 43 выходных переменных резисторов каналов измерения объема топлива топливоизмерительной системы снимаются сигналы, пропорциональные массе топлива в соответствующих баках, а выходные резисторы (третий 44 и четвертый 45) этих каналов измерения имеют сопротивления, пропорциональные объему топлива в соответствующих баках.

Режим "Контроль" устанавливается переключением ротора 1 первого переключателя 2 в положение "Контроль". При этом соответствующий полюс соответствующего постоянного напряжения передается с подвижного контакта 1 первого переключателя на ламель 46 "Контроль", поступая на этот контакт с первого выхода 4 блока 5 питания и далее проходя на управляющие входы второй пары 47, 48 измерительных ключей второй группы измерительных ключей каналов измерения объема и массы топлива в баках топливоизмерительной системы. При этом управляющий сигнал снимается с управляющих входов пары 7,8 измерительных ключей этих каналов измерения и они переходят в закрытое состояние, характеризующееся большим сопротивлением, практически отключающим емкостный датчик от первого плеча измерительного моста объема и массы топлива в баках.

Одновременно с этим срабатывают измерительные ключи 47, 48 второй группы измерительных ключей каналов измерения объема и массы топлива в баках, переходя в открытое состояние, характеризуемое малым сопротивлением, и подключая тем самым обкладки контрольной емкости переменного конденсатора 49 первой группы переменных конденсаторов к соответствующей паре шин 12, 13 первой группы пар шин, а, следовательно, подключая конденсатор 49 в первое плечо измерительного моста каналов измерения объема и массы топлива в баках.

Конденсатор 49 выполнен как переменный конденсатор с несколькими фиксированными положениями, устанавливающими в каждом положении определенную емкость конденсатора. Это позволяет увидеть по соответствующему индикатору отработку нескольких положений объема топлива в соответствующем баке, по характеру отработки которых (по уровню погрешности отработки соответствующего положения объема и характеру перехода к новому положению равновесия) оператор судит о работоспособности каналов измерения запаса топлива в баках. Контроль работоспособности каналов измерения объема топлива и массы топлива в баках осуществляется параллельно для всех каналов топливоизмерительной системы, что сокращает время контроля. Такая организация контроля позволяет решить достоверно не только задачу определения работоспособности каналов измерения объема и массы топлива в баках топливоизмерительной системы по измерениям нескольких точек статической характеристики этих каналов, но и решить задачу локализации возможной неисправности с точностью до канала измерения массы топлива или массовой плотности топлива. Действительно, при одновременном наблюдении показаний объема и массы топлива в баках удовлетворительная отработка массы топлива в баках во всех положениях контрольного конденсатора 49 говорит о полной работоспособности всех каналов измерения массовой плотности топлива, объема и массы топлива, а также питающего напряжениями эти устройства блок 5 питания. Если контроль показаний объема топлива в баках дает результаты, подтверждающие работоспособность каналов измерения объема топлива, а какой-либо из каналов измерения массы топлива в баках подтверждает неработоспособность соответствующего канала измерения массы топлива в баках, то неисправность локализуется в объеме оборудования, содержащем соответствующую подсистему измерения массовой плотности топлива, выходной переменный резистор соответствующего канала измерения объема и массы топлива в баке или запитывающий эти устройства блок питания.

Дополнительный контроль каналов измерения массовой плотности топлива позволяет установить более подробную локализацию места неисправности. Действительно, если контроль каналов измерения массовой плотности топлива выявляет их полную работоспособность, то отказ локализуется в выходном элементе соответствующего "отказавшего" канала измерения объема и массы топлива в соответствующем баке. Если отказ подтверждается для того же канала измерения массовой плотности топлива, который осуществляет питание соответствующего канала измерения объема и массы топлива в баке, который идентифицирован при контроле его как отказавший, то наиболее вероятно, что отказ локализован в соответствующем канале измерения массовой плотности топлива, а вероятность отказа выходного переменного резистора соответствующего канала измерения объема топлива и массы топлива в баке, где условно зарегистрирована ситуация отказа, резко понижается (если отказ в соответствующем канале массовой плотности топлива после выполнения операций восстановления, например, путем замены соответствующего канала измерения массовой плотности топлива, устранен, то повторный контроль этого канала даст подтверждение работоспособности этого канала, а повторный контроль выходного переменного резистора соответствующего канала измерения объема и массы топлива в баке, состояние работоспособности которого установлено предыдущей проверкой, локализует отказ соответствующего выходного элемента (переменного резистора канала измерения объема и массы топлива в соответствующем баке. Если состояние отказа по результатам контроля каналов массовой плотности топлива устанавливает условно отказ всех каналов измерения массовой плотности топлива, то наиболее вероятен отказ соответствующих цепей блока питания, осуществляющих питание цепей каналов измерения массовой плотности топлива. Контроль этих цепей позволяет локализовать отказ в блоке питания, а после восстановления работоспособности этих цепей повторный контроль каналов измерения массовой плотности топлива выявит отказ конкретного канала измерения массовой плотности топлива, если он объективно имеется.

Таким образом, принятая схема формирования измерений массовой плотности топлива, объема и массы топлива в баках способствует увеличению контролепригодности и локализуемости отказов с точностью до каналов измерения массовой плотности топлива, каналов измерения объема и массы топлива в баках, их цепей питания и даже отдельных выходных элементов каналов измерения объема и массы топлива в баках, что очень важно в системах параллельного измерения массовой плотности, объема и массы топлива в баках, характеризующейся большим количеством оборудования, а следовательно, и значительной вероятностью отказов топливоизмерительной системы в целом при относительно низкой интенсивности отказов отдельных каналов измерения топливоизмерительной системы, поскольку отказы отдельных каналов топливоизмерительной системы суммируются в общем потоке их отказов.

Каналы измерения массовой плотности топлива (фиг.4, 7) выполнены идентичными и построены на основе использования емкостных датчиков измерения объема столба топлива в баках второй дополнительной группы емкостных датчиков, емкостных датчиков массы столба топлива в баках третьей дополнительной группы емкостных датчиков и каналов измерения массовой плотности топлива в баках по числу баков в топливной системе, построенных на основе использования дополнительных мостовой реактивной измерительной схемы измерения массовой плотности топлива в баке и устройства автоматического уравновешивания второй дополнительной мостовой измерительной схемы массовой плотности топлива, содержащего исполнительный двигатель, выходная ось которого жестко соединена с роторами выходных элементов каналов измерения массовой плотности топлива, например переменных резисторов, угол поворота которых пропорционален массовой плотности топлива в соответствующем топливном баке топливной системы, запитанных постоянным напряжением (стабилизированным), так что напряжение, снимаемое с подвижных контактов выходных элементов относительно начала обмотки их статорной обмотки, оказывается пропорциональным массовой плотности топлива в баке и используется для питания соответствующих выходных элементов, например переменных резисторов, каналов измерения объема топлива в соответствующем баке, так что их выходное напряжение оказывается пропорциональным массе топлива в соответствующем топливном баке.

Каналы измерения массовой плотности топлива работают параллельно во времени с каналами измерения объема и массы топлива в баках и с другим оборудованием топливоизмерительной системы.

В режиме "Измерение" работа каналов измерения массовой плотности топлива (число которых равно числу баков в топливной системе) начинается с передачи соответствующего полюса соответствующего напряжения через подвижный контакт 1, жестко соединенный с ротором первого переключателя 2, и контактную ламель "Измерение" 3 с первого выхода 4 блока 5 питания (второй вывод 6 первого выхода 4 блока питания заземлен на общую земляную шину устройства) на управляющие входы соответствующих пар 50, 51 третьей группы пар измерительных ключей 50, 51, которые при этом открываются, переходя в состояние с малым проходным сопротивлением, обеспечивая подключение выводов 52, 53 соответствующего емкостного датчика 54 второй дополнительной группы емкостных датчиков (по числу топливных баков и соответствующих им каналов измерения массовой плотности топлива в баках) 54 измерения столба топлива в соответствующих баках к соответствующим входам измерительных ключей 50, 51 третьей группы пар измерительных ключей 50, 51, к соответствующим шинам 55, 56 второй группы пар шин 55, 56, включенных к соответствующим выводам первого плеча соответствующего дополнительного второго измерительного моста 57 массовой плотности топлива второй группы измерительных мостов. Одновременно с этим сигнал "Измерение" поступает на управляющие входы первой пары 58, 59 и второй пары 60, 61 измерительных ключей четвертой группы измерительных ключей, которые переходят в открытое состояние, характеризуемое малым проходным сопротивлением, первая пара из которых присоединяет выводы 62, 63 обкладок конденсатора соответствующего емкостного датчика 64 третьей дополнительной группы емкостных датчиков (по одному на каждый топливный бак топливной системы) 64 измерения массы столба топлива в баке к соответствующим шинам 65, 66 третьей группы пар шин 65, 66 каналов измерения массовой плотности топлива в баках, которые присоединены к соответствующим выводам второго плеча соответствующей второй дополнительной мостовой схемы 57 второй группы мостовых измерительных схем 57, выходы второй пары из которых также присоединены к соответствующим шинам 65, 66 третьей группы пар шин устройства.

Питающая диагональ каждой дополнительной измерительной схемы группы вторых дополнительных измерительных схем своими выводами 67, 68 соединена с первой термокомпенсирующей цепочкой 69, состоящей из последовательно соединенных терморезистора 70 и подстроечного переменного резистора 71 (см. фиг. 7), а также через вторую термокомпенсирующую цепочку 72, состоящую из параллельного соединения последовательно соединенных второго терморезистора 73, четвертого резистора 74 и пятого подстроечного переменного резистора 75 соответствующих групп вторых терморезисторов, четвертых резисторов и пятых подстроечных переменных резисторов, содержащих число элементов в каждой группе соответствующих элементов, равное общему количеству баков в топливной системе (фиг. 7), соединена с выводами 76, 77 третьего выхода блока 5 питания.

Второй дополнительный измерительный мост каналов измерения массовой плотности топлива выполнен реактивным, во всех четырех плечах которого размещены конденсаторы. Поэтому, если конденсаторы плеч дополнительного измерительного моста подобраны так, что конденсаторы, размещенные в смежных плечах по одну сторону измерительной диагонали дополнительного измерительно моста, имеют одинаковые номинальные температурные коэффициенты, а их номинальные значения примерно одинаковы, то такой реактивный мост не имеет систематической составляющей и вообще температурной составляющей погрешности. Последняя возникает только вследствие рассеяния номиналов параметров элементов плеч дополнительного измерительного моста относительно номинальных значений. Это расстояние параметров элементов плеч моста вызывает только наличие случайной составляющей температурной погрешности дополнительного измерительного моста, которая в значительной мере и компенсируется первой и второй термокомпенсирующими цепочками 69 и 72, предусмотренными в каждом канале дополнительных измерительных мостов массовой плотности топлива в баках.

Если температурные коэффициенты соответствующих конденсаторов, установленные в плечи дополнительного измерительного моста, имеют положительные температурные коэффициенты, то их разность для смежных конденсаторов приводит к уменьшению соответствующего сопротивления моста (увеличивается проводимость цепи) и, как следствие, к увеличению токов, протекающих через эти цепи. Однако термокомпенсирующие цепочки при положительном коэффициенте температурнорго увеличения сопротивления терморезисторов 70 и 73 первой 69 и второй 72 термокомпенсирующих цепочек увеличивают свое сопротивление, что приводит к компенсирующему уменьшению токов, протекающих как в эти цепочки, так и в цепи плеч дополнительного измерительного моста, что и компенсирует увеличение токов при изменении температуры в положительную сторону относительно номинальной температуры работы дополнительного измерительного моста.

При изменении температуры среды, при которой работает дополнительный измерительный мост, относительно номинальной температуры в область отрицательных смещений температуры, во всех элементах схемы дополнительной мостовой схемы и первой и второй термокомпенсирующих цепочек происходят противоположные изменения режимов работы элементов, обеспечивающие термокомпенсацию и в отрицательной области изменений температуры. Эффективность проявлений цепей термокомпенсации регулируется с помощью подстроечных переменных резисторов соответственно 71 и 75 соответствующих групп подстроечных переменных резисторов, которые инструментально по показаниям соответствующих контрольных приборов при настройке дополнительной мостовой измерительной схемы настраивают на минимальную термозависимость статической характеристики дополнительного измерительного моста от колебаний температуры среды.

При изменении массовой плотности топлива в топливных баках происходит изменение емкостей датчиков 54 второй и датчиков 64 третьей дополнительных групп емкостных датчиков, приводящие к появлению в измерительной диагонали дополнительной мостовой схемы разности потенциалов, которая через ее выходные выводы 78, 79 поступает на соответствующие выводы 80, 81 входа дополнительного устройства автоматического уравновешивания 82 (его усилителя переменного тока 83, см. фиг.7), усиливается и поступает на управляющую обмотку электродвигателя 84, выходной вал 85 которого жестко соединен с входным валом редуктора 86 и валом тахогенератора 87. Фаза управляющего напряжения, поступающего на управляющую обмотку двигателя 84, такова, что двигатель вращает выходную ось 88 редуктора 86 узла 82 автоматического уравновешивания в ту сторону, чтобы разность потенциалов на выводах 78, 79 измерительной диагонали дополнительного измерительного моста 57 стремилась к нулю. На выходной оси 88 редуктора 86 жестко насажены роторы первого 89 и второго 90 переменных конденсаторов четвертой группы переменных конденсаторов, обкладки первого из которых присоединены к соответствующим входам второй пары измерительных ключей 60, 61 четвертой группы измерительных клю- чей, а следовательно, через пару шин 65, 66 также и во второе плечо дополнительного измерительного моста 57, обкладки второго из которых вклюены в третье плечо дополнительного измерительного моста 57, в четвертое плечо которого включен постоянный конденсатор 91 первой группы постоянных конденсаторов. Таким образом, дополнительный второй измерительный мост выполнен реактивно-емкостным.

Вращение двигателя 84 устройства 82 автоматического уравновешивания дополнительной измерительной схемы 57 происходит до тех пор, пока не произойдет уравновешивание дополнительного измерительного моста 57. Качеству уравновешивания дополнительного измерительного моста способствует введение сигнала тахогенератора 85 (фиг.7) через дополнительный выход 92 узла 82 автоматического уравновешивания, второй измерительной мостовой схемы 57 на дополнительный вход 93 усилителя 83 этого узла (влияние работы тахогенератора во втором измерительном мосте аналогично тому же влиянию тахогенератора в первом измерительном мосте, которое описано ранее).

Если положить полные сопротивления плеч второго измерительного моста 57 соответственно равными
Z₁= Z₂=
Z₃= ,Z₄= (7)
то подстановка их значений в условие равновесия измерительной схемы (3) приводит к выводу, что равновесие второй измерительной схемы 57 наступает при условии, что
K_v˙V˙K_α ˙α K_p˙g˙M˙C_сухv, (8) откуда угол поворота выходной оси редуктора 86 второго дополнительного узла 82 автоматического уравновешивания дополнительной измерительной схемы 57 в положении ее равновесия определится по выражению
α · K_ρ·ρ (9) где C_сухv емкость сухого датчика 54 второй дополнительной группы емкостных датчиков 54; V объем столба топлива в топливном баке; М масса столба топлива в топливном баке; α угол поворота выходной оси редуктора устройства автоматического уравновешивания дополнительного измерительного моста; K_v, K_α, K_p, K_ρ коэффициенты пропорциональности; g- ускорение силы тяжести.

Таким образом, угол поворота выходной оси редуктора устройства автоматического уравновешивания дополнительной мостовой измерительной схемы в положении равновесия оказывается равным массовой плотности топлива ρ.

Если выходные линейные элементы, например переменные резисторы, установить на выходе узла автоматического уравновешивания дополнительной измерительной схемы и запитать их стабилизированным постоянным напряжением, то на выходе этих элементов получим напряжение, пропорциональное массовой плотности топлива в соответствующем баке.

В предлагаемом устройстве на выходной оси 88 дополнительного узла 57 автоматического уравновешивания дополнительной измерительной схемы жестко закреплены роторы первого 94 и второго 95 линейных выходных элементов пятой группы линейных выходных элементов, например переменных резисторов. Выводы 96, 97 входов первого линейного выходного элемента пятой группы выходных элементов устройства соединены с соответствующими выводами 98, 99 четвертого выхода блока питания устройства, а выводы 96, 100 их выходов соединены с соотетствующими выводами 101, 102 входа соответствующего выходного элемента 42 каналов измерения объема и массы топлива в баке, а на их выходных клеммах 101, 103 появляется напряжение, пропорциональное массе топлива в соответствующем баке.

Аналогично выводы 104, 105 пятого выхода блока питания соединены с соответствующими выводами 106, 107 входа второго линейного выходного элемента 95 пятой группы выходных элементов каналов измерения массовой плотности топлива, а выводы 106, 108 его выхода соединены с соответствующими выводами 109, 110 входа соответствующего линейного выходного элемента второй группы выходных элементов 43 канала измерения объема и массы топлива в баке, а их выводы 109, 111 выходов этих элементов представляют на выходе канала измерения объема и массы топлива в баках напряжение, пропорциональное массе топлива в соответствующем баке.

Выводы 112, 113 выходов линейных выходных элементов 44 третьей группы выходных элементов и выводы 114, 115 линейных выходных элементов 45 четвертой группы линейных выходных элементов каналов измерения объема топлива в баках, например переменных резисторов, в каждой группе выходных линейных элементов соединены последовательно, так что их полное сопротивление, снимаемое соответственно с выводов 112, 113 и 114, 115 крайних выводов соответствующих последовательных соединений, равно суммарному объему топлива во всех баках топливоизмерительной системы.

В режиме "Контроль" подвижный контакт 1 первого переключателя 2 передает соответствующий полюс соответствующего напряжения с вывода 4 блока 5 питания и вывода 6 первого выхода блока питания (вывод 6 соединен с земляной шиной устройства) на контактную ламель "Контроль" 46. При этом сигнал с контактной ламели "Измерение" 3 пропадает, благодаря чему измерительные ключи 50, 51 третьей группы измерительных ключей, а также первой пары 58, 59 и второй пары 60, 61 четвертой группы измерительных ключей переходят в закрытое состояние, характеризуемое большим проходным сопротивлением, практически отключая элементы, используемые в первом и втором плечах дополнительной мостовой измерительной схемы 57 в режиме "Измерение", а вместо них срабатывают измерительные ключи 116, 117 пятой группы пар измерительных ключей, присоединяя к шинам 55, 56 второй группы шин, а следовательно, и к соответствующим выводам первого плеча дополнительного измерительного моста 57 постоянный конденсатор 118 второй группы постоянных конденсаторов, а также измерительные ключи 119, 120 шестой группы пар измерительных ключей, присоединяя к шинам 65, 66 третьей группы пар шин, а следовательно, также и во второе плечо дополнительной измерительной мостовой схемы 57 переменный конденсатор 121 пятой группы переменных конденсаторов, имеющий несколько фиксированных положений. Оператор просматривает точность установления индикатора массовой плотности топлива для фиксированных положений конденсатора 121 пятой группы конденсаторов, определяет погрешность отработки для каждого такого положения и выносит решение о работоспособности или о наличии отказов в каналах измерения массовой плотности топлива, используя ранее рассмотренную логику анализа результатов измерений состояния каналов массовой плотности топлива в режиме "Контроль", при этом режим контроля каналов массовой плотности топлива реализуется параллельно для всех каналов. По окончании контроля каналов массовой плотности топлива оператор переводит первый переключатель на ламель 3 "Измерение", переводя устройства топливоизмерительной системы в режим "Измерение".

Необходимые выходы блока 5 питания, каналов измерения массовой плотности топлива и каналов измерения объема и массы топлива в баках, представленные на фиг.4, 6 и 7, соответствующим жгутом 122 соединены с входами других устройств топливоизмерительной системы, представленными на фиг.5. На фиг.5 представлены каналы индикации массовой плотности топлива и массы топлива в баках (индикация объемов топлива в баках предусмотрена технологическими шкалами, проградуированными в единицах объема и стрелкой, жестко закрепленной на выходной оси 21 редуктора 38 (фиг. 6) устройства 22 автоматического уравновешивания моста измерения объема топлив в баках 14; при необходимости может быть организована индикация запаса топлива в баках в единицах объема аналогично индикации массовой плотности топлива и массы топлива в баках, каналы двумерного плоского измерения координат центра масс топливной системы относительно ее продольной и поперечной осей симметрии, а также подсистема выработки управляющих сигналов перекачки топлива из баков в другие баки и сигнализации наперед заданного остатка топлива в определенных баках топливной системы.

Рассмотрим работу каналов индикации массовой плотности топлива в баках и массы топлива в баках.

Индикация массы топлива осуществляется в любом топливном баке топливной системы или суммарной массы запаса топлива во всех баках топливной системы.

Выбор режима работы устройства индикации массы топлива осуществляется переключением подвижного контакта 123, жестко связанного с поворачивающимся ротором второго переключателя 124, на одну из контактных ламелей "1-й бак", "2-й бак", "3-й бак", "Суммарный запас топлива" (в топливоизмерительной системе, приведенной на фиг.4, 5 предусмотрено наличие трех баков в топливной системе, но в общем случае рассматривается возможность произвольного числа баков в топливной системе). При этом соответствующий полюс соответствующего напряжения с выводов 125, 6 шестого выхода блока 5 питания топливоизмерительной системы (фиг.4) с помощью первого 126 и второго 127 проводов жгута 122 подводится к выводу подвижного контакта 1 второго переключателя 124 и через него поступает на соответствующую ламель "1-й бак", "2-й бак", "3-й бак", "Суммарный запас топлива" этого переключателя в зависимости от того, в какое положение установит этот переключатель оператор (второй провод 127 жгута 122 заземлен и подведен к соответствующей цепи питания измерительных ключей устройств индикации, на фиг.5 эти цепи не показаны).

Выводы 109, 111 выходов линейных выходных элементов 43 второй группы выходных элементов каналов измерения массы топлива в баках соединены для первого канала с помощью третьего и четвертого проводов соответственно 128, 129 жгута 122 к информационным входам первых измерительных ключей соответственно 130 и 131 соответственно седьмой и восьмой групп измерительных ключей, для второго канала с помощью пятого и шестого соответственно 132, 133 проводов жгута 122 присоединены соответственно к информационным входам вторых измерительных ключей соответственно 134, 135 соответственно седьмой и восьмой групп измерительных ключей, для третьего канала с помощью седьмого и восьмого соответственно 136, 137 проводов жгута 122 присоединены соответственно к информационным входам третьих измерительных ключей соответственно 138, 139 соответственно седьмой и восьмой групп измерительных ключей, информационные выходы измерительных ключей седьмой и восьмой групп измерительных ключей соединены соответственно с первой 140 и второй 141 проводящими шинами, которые соединены с соответствующими выводами первого индикатора 142 массы топлива в баках.

Для организации измерения суммарной массы топлива в баках соответствующие каналы измерения объема и массы топлива в баках условно упорядочивают, принимая один из них за первый канал, а один из них за последний канал. При этом выходы вторых линейных выходных элементов 43 этих каналов с учетом упорядочения каналов соединены последовательно, так что условное начало выхода второго линейного выходного элемента 43 "первого канала" измерения объема и массы топлива в баках принимается за начало этой последовательной цепи и считается началом этой последовательной цепи, второй вывод выхода 111 второго линейного выходного элемента 43 предшествующего канала измерения соединен с условным началом 109 выхода второго линейного выходного элемента 43 смежного в последовательной цепи последующего канала измерения с помощью соответствующего измерительного ключа девятой группы измерительных ключей, а второй вывод 111 выхода второго линейного выходного элемента 43 последнего в последовательной цепи соединения вторых выходных элементов каналов измерения объема и массы топлива в баках принимается за второй вывод образованной последовательной цепи.

В приведенном на фиг. 5 примере исполнения топливоизмерительного устройства при наличии трех каналов измерения объема и массы топлива в баках принято, что начало последовательной цепи выходов вторых выходных элементов 43 каналов измерения объема и массы топлива в баках подано на информационный вход первого измерительного ключа 130 седьмой группы измерительных ключей, второй вывод 111 второго линейного выходного элемента 43 первого канала измерения объема и массы топлива в баках (информационный вход первого измерительного ключа 131 восьмой группы измерительных ключей) соединен через информационные вход и выход первого измерительного ключа 143 девятой группы измерительных ключей с первым выводом 109 выхода второго линейного выходного элемента второго канала измерения объема и массы топлива в баках (с информационным входом второго измерительного ключа 134 седьмой группы измерительных ключей), его второй вывод 111 выхода (информационный вход второго измерительного ключа 135 восьмой группы измерительных ключей) соединен через второй измерительный ключ 144 девятой группы измерительных ключей с первым выводом 109 выхода второго линейного выходного элемента 43 третьего канала измерения объема и массы топлива в баках (информационный вход третьего измерительного ключа 138 седьмой группы измерительных ключей), а второй вывод 111 второго линейного выходного элемента 43 третьего канала измерения объема и массы топлива в баках является вторым выводом последовательного соединения выходов вторых выходных линейных элементов каналов измерения объема и массы топликва в баках и соответствует информационному входу третьего измерительного ключа 139 восьмой группы измерительных ключей.

Управляющий вход первого измерительного ключа 130 седьмой группы измерительных ключей соединен с выходом первого логического элемента И-НЕ 145, первый вход которого соединен с ламелью "1-й бак" второго переключателя 124, второй вход которого соединен с ламелью "Сумма топлива в баках" этого переключателя (нормально разомкнутые контакты пятипозиционного второго переключателя 124 на фиг.5 не обозначены цифрами в связи со стандартным условным обозначением, ширина линий между которыми не позволяет разместить трехзначные цифровые обозначения, принято, что пять позиций слева направо соответствуют положениям второго переключателя 124 нейтральная ламель, "1-й бак", "2-й бак", "3-й бак", "Сумма топлива в баках", управляющие входы первого измерительного ключа 131 восьмой группы измерительных ключей соединены с ламелью "1-й бак", управляющие входы вторых измерительных ключей 134, 135 седьмой и восьмой групп измерительных ключей соединены с ламелью "2-й бак" второго переключателя 124, управляющий вход третьего измерительного ключа 138 седьмой группы измерительных ключей соединен с ламелью "3-й бак" второго переключателя 124, управляющий вход третьего измерительного ключа 139 восьмой группы измерительных ключей соединен с выходом второго логического элемента И-НЕ 146, первый вход которого соединен с ламелью "3-й бак", а второй вход которого соединен с ламелью "Сумма топлива в баках", управляющие входы измерительных ключей девятой группы измерительных ключей соединены с ламелью "Сумма топлива в баках" второго переключателя 124.

При таком включении второго переключателя 14 и измерительных ключей седьмой, восьмой и девятой групп измерительных ключей первый индикатор 142 индицирует запас топлива в соответствующем баке при положении подвижного контакта 123 этого переключателя на соответствующих ламелях "1-й бак", "2-й бак", "3-й бак" и суммарный запас топлива в баках в массовых единицах при положении ротора второго переключателя 124 в положении "Сумма топлива в баках".

Индикатор массовой плотности топлива (второй индикатор) 147 соединен своим первым выводом с помощью девятого провода 148 жгута 122 с первым выводом 96 выходов первых выходных элементов 94 каналов измерения массовой плотности топлива, вторые выводы 100 которых соединены с помощью соответственно десятого 149, одиннадцатого 150 и двенадцатого 151 проводов жгута 122 с информационными входами соответственно первого 152, второго 153 и третьего 154 измерительных ключей десятой группы измерительных ключей, управляющие входы которых соединены соответственно с ламелями "1-й бак", "2-й бак", и "3-й бак" второго переключателя 124, а информационные выходы которых соединены соответственно с третьей проводящей шиной 155 устройства, соединенной с вторым выводом второго индикатора 147 массовой плотности топлива.

Очевидно, что при такой организации связей подсистемы индикации массовой плотности топлива при установлении подвижного контакта 123 второго переключателя 124 на одну из ламелей "1-й бак", "2-й бак" или "3-й бак" к выводам второго переключателя 147 подключаются выводы 96, 100 первого выходного линейного элемента 94 пятой группы линейных выходных элементов того канала измерения массовой плотности топлива, который соответствует выбранному с помощью второго переключателя 124 номеру бака топливной системы, массовую плотность топлива которого и измеряют данный канал измерения массовой плотности топлива в баках.

Подсистема измерения координат центра масс системы баков топливной системы относительно выбранной системы двух координат, обычно совмещаемых с продольной и поперечной осями симметрии системы баков топливной системы с размещением начала координат в центре пересчения этих осей симметрии, в предлагаемой топливоизмерительной системе работает следующим образом. Баки топливной системы в системе координат ХОY имеют определенные координаты по оси абсцисс Х_i и оси ординат Y_i, которые могут иметь как положительный знак "+", так и отрицательный знак "-". Первые выводы 101 линейных выходных элементов 42 первой группы линейных выходных элементов каналов измерения объема и массы топлива в баках проводами соответственно тринадцатого 156, четырнадцатого 157 и пятнадцатого проводов 158 жгута 122 подведены к первому выводу первого входа 159 первого операционного усилителя 160, работающему по координате Х, и к первому выводу первого входа 161 второго операционного усилителя 162, работающему по каналу Y. Современные операционные усилители имеют коэффициенты усиления порядка десятков и сотен тысяч, выполнены на интегральных схемах, например интегральных схемах типа КIVT402А, КIVТ402Б (Cправочник по полупроводниковым диодам, транзисторам и интегральным схемам. М. Энергия, 1976. Под общ. ред. Н.Н.Горюнова, изд. 4-ое, с. 604-606). На фиг. 5 приведены только принципиальные элементы, необходимые для работы операционного усилителя в режиме сумматора; для операционого усилителя типа КIVT402А, КIVТ 402Б первым входом является клемма 7, инвертирующим входом-клемма 9, неинвертирующим входом-клемма 10, клеммы 7, 5 выхода, а клеммы подвода питания 7,1, имеющих как инвертирующий, так и неинвертирующий входы. Если вторые выводы 103 первых выходных элементов 42 первой группы линейных выходных элементов каналов измерения объема и массы топлива с помощью проводов соответственно шестнадцатого 163, семнадцатого 164 и восемнадцатого 165 жгута 122 соединены с вторыми неинвертирующими выводами входа соответственно первого 160 и второго 162 операционных усилителей, если соответствующие выходным элементам 42 первой группы линейных выходных элементов каналы измерения объема и массы топлива в баках соответствуют положительным значениям координат центра масс соответствующих им топливных баков в системе координат ХОY, или третьими инвертирующими выводами входов соответственно первого 160 и второго 162 операционных усилителей, если соответствующие выходным элементам 42 первой группы линейных выходных элементов каналы измерения объема и массы топлива в баках соответствуют отрицательным значениям координат центра масс сответствующих им топливных баков в системе координат ХОY, то на выходе соответствующего операционного усилителя будут воспроизведены зависимости соответственно
U_X= X_i·M_i-XMK_m или
U_Y= Y_i·M_i-YMK_m, (10) воспроизводящие зависимости
XX_i·M_i-XM_j или (11)
YY_i·M_i-YM_j где Х_i, Y_i координаты центра масс i-го бака в системе координат ХОY, которые могут быть как положительными, так и отрицательными; M_i масса топлива в i-м баке; К_м масштабные коэффициенты.

На инвертирующие и неинвертирующие входы операционных усилителей типа КIVT 402А, КIVТ 402Б подают напряжения одной полярности, поскольку инвертирование сигнала на выходе осуществляется в этих операционных усилителях за счет различного числа каскадов усиления по каналам инвертирующего и неинвертирующего входов, а учет знаков соответствующих моделируемых переменных Х или Y осуществляется за счет сложения выходных напряжений этих операционных усилителей, возбуждаемых на их выходе соответствующими входными сигналами, с учетом знаков соответствующих моделируемых переменных Х и Y.

В примере реализации измерения координат Х и Y топливных баков топливной системы, привeденной на фиг.5, принято, что первый и второй топливные баки имеют положительные координаты Х и Y, а третий бак имеет отрицательные координаты Х и Y. Поэтому шестнадцатый 163 и семнадцатый 164 провода жгута 122, соединенные с вторыми выводами 103 выходов линейных выходных элементов 42 первой группы линейных выходных элементов первого и второго каналов измерения объема и массы топлива в баках, соединены соответственно с первым 166 и вторым 167 вводами неинвертирующего входа первого операционного усилителя 160 координаты Х и соответственно первым 168 и вторым 169 вводами неинвертирующего входа второго операционного усилителя 162 координаты Y, а восемнадцатый провод 165 соединен с первыми вводами соответственно 170, 171 операционных усилителей соответственно 160 координаты Х и 162 координаты Y. Первые выводы соответственно 159 и 161 первых входов соответственно первого 160 и второго 162 операционных усилителей присоединены к земляной шине 172 подсистемы измерения координат центрa масс топливных баков топливной системы и через соответственно первый 173 и второй 174 резисторы пятой группы постоянных резисторов соединены соответственно с первым входом 175 первого операционного усилителя 160 (клемма 7) и первым входом 176 второго операционного усилителя 162. Первый 166 и второй 167 вводы неинвертирующего входа первого операционного усилителя 160 соединены соответственно через первый 177 и второй 178 подстроечные переменные резисторы шестой группы подстроечных переменных резисторов с неинвертирующим входом первого операционного усилителя 160, а первый ввод инвертирующего входа первого операционного усилителя 170 через третий подстроечный переменный резистор 180 шестой группы переменных подстроечных резисторов соединен с инвертирующим входом 181 первого операционного усилителя 160, первый вывод 182 выхода которого соединен с земляной шиной 172 подсистемы измерения координат центра масс. Неинвертирующий вход 179 первого операционного усилителя 160 соединен через третий резистор 183, а инверстирующий вход 181 усилителя 160 соединен через четвертый резистор 184 пятой группы постоянных резисторов с вторым выводом 185 выхода первого операционного усилителя 160.

Аналогично первый 168 и второй 169 вводы неинвертирующего входа второго операционного усилителя 162 соединены соответственно через четвертый 186 и пятый 187 переменные подстроечные резисторы шестой группы переменных подстроечных резисторов с неинвертирующим входом 188 второго операционного усилителя 163, первый ввод инвертирующего входа 171 второго операционного усилителя 162 соединен через шестой переменный подстроечный резистор 189 шестой группы переменных подстроечных резисторов с инвертирующим входом второго операционного усилителя 162, первый вывод 191 выхода которого соединен с земляной шиной устройства 172, неинвертирующий 188 и инвертирующий 190 входы которого соединены соответственно через пятый 192 и шестой 193 постоянные резисторы пятой группы постоянных резисторов с вторым выводом 194 выхода второго операционного усилителя 162.

Первые вводы входов 195, 196 третьего 197 и четвертого 198 операционных усилителей соединены с земляной шиной устройства 172 и через соответственно седьмой 199 и восьмой 200 постоянные резисторы пятой группы постоянных резисторов соединены с первыми входами соответственно 201 и 202 третьего 197 и четвертого 198 операционных усилителей.

Девятнадцатый 203 и двадцатый 204 провода жгута 122 соединяют соответственно начала последовательных соединений третьей 44 и четвертой 45 групп линейных выходных элементов каналов измерения объема и массы топлива в баках с вторыми выводами выходов соответственно 185 первого и 194 второго операционных усилителей, а двадцать первый 205 и двадцать второй 206 провода жгута 122 соединяют концы этих последовательных соединений третьей 44 и четвертой 45 групп линейных выходных элементов каналов измерения объема и массы топлива в баках (соответственно первые выводы выходов 112) соответственно с вторыми вводами неинвертирующего входа третьего 197 и четвертого 198 операционных усилителей соответственно 207 и 208, второй ввод 207 входа третьего операционного усилителя 197 соединен с его неинвертирующим входом и с первым выводом седьмого переменного подстроечного резистора 210 шестой группы переменных подстроечных резисторов, первый вывод выхода 211 третьего операционного усилителя 197 соединен с земляной шиной устройства 172, второй вывод седьмого постоянного резистора 210 пятой группы постоянных резисторов и его подвижный контакт 212 соединены с вторым выводом выхода и выходом 213 третьего операционного усилителя 197, второй ввод входа 208 четвертого операционного усилителя 198 соединен с его неинвертирующим входом 214 и с первым выводом восьмого переменного подстроечного резистора шестой группы переменных подстроечных резисторов 215, первый вывод выхода 216 четвертого операционного усилителя 198 соединен с его первым выходом и земляной шиной устройства 172, второй вывод восьмого переменного подстроечного резистора 215 шестой группы переменных подстроечных резисторов и его подвижный контакт 217 соединены с вторым выходом и его выводом 218 четвертого операционного усилителя 198, первый 219 и второй 220 стрелочные индексы, жестко связанные с роторами соответственно подвижного контакта 212 седьмого 210 и подвижного контакта 217 восьмого 21 переменных подстроечных резисторов шестой группы переменных подстроечных резисторов, жестко связанных соответственно с первой 221 и второй 222 рукоятками, жестко связанными с соответствующими подвижными контактами 212 и 217, указывающие относительно неподвижных шкал соответственно 223 и 224, проградуированных в единицах сопротивления, установленные соответствующими рукоятками 221 и 222 на седьмом 210 и восьмом 215 переменных подстроечных резисторах шестой группы переменных подстроечных резисторов.

Подсистема измерения отклонений координат центра масс подвижного объекта от идеального положения центра масс на продольной и поперечной осях его симметрии в координатах ХОY работает следующим образом. С первых вводов входов соответственно 159 первого операционного усилителя 160 и 161 второго операционного усилителя 162 с помощью шестнадцатого 163, семнадцатого 164 и восемнадцатого 165 проводов жгута 122 передаются потенциалы вторых выводов выходов 103 линейных выходных элементов первой группы линейных выходных элементов 42 каналов измерения массы топлива в баках, имеющих положительные координаты центров масс по координатам Х и (или) Y (в примере топливоизмерительной системы, приведенной на фиг.4, 5 принято, что первый и второй каналы измерения запаса топлива соответствуют бакам, имеющим положительные координаты центров масс Х и Y, а третий канал измерения имеет отрицательные координаты как Х, так и Y соответственно на первые вводы неинвертирующих входов 166, 167 первого операционного усилителя 160 и первые вводы неинвертирующих входов 168, 169 второго операционного усилителя 162, а для имеющих отрицательные координаты Х и (или) Y на соответствующие вторые вводы инвертирующих входов 170 первого операционного усилителя 160 и (или) 171 второго операционного усилителя 162 (первые выводы выходов линейных выходных элементов первой группы линейных выходных элементов 42 каналов измерения массы топлива в баках соответственно с помощью второго 156, четвертого 157 и шестого 158 проводов жгута 122 подведены к подсистеме измерения отклонений координат центра масс подвижного объекта от его идеального положения и соединены с земляной шиной 172 устройства). Потенциалы первого ввода входа 159 первого операционного усилителя 160 и первого ввода входа 161 второго операционного усилителя с помощью соответственно первого 173 и второго 174 постоянных резисторов пятой группы постоянных резисторов передаются на первые входы соответственно 175 и 176 соответственно первого 160 и второго 162 операционных усилителей. Потенциалы первых вводов 166, 167 входов первого операционного усилителя, соответствующие топливным бакам, имеющим положительные координаты Х, передаются с помощью соответственно первого 177 и второго 178 подстроечных переменных резисторов шестой группы подстроечных переменных резисторов на неинвертирующий вход 179 первого операционного усилителя 160, а потенциалы вторых вводов входов 170 первого операционного усилителя 160 с помощью третьего подстроечного переменного резистора 180 передаются на его инвертирующий вход 181. Вывод первого выхода 182 первого операционного усилителя 160 заземлен, а третий 183 и четвертый 184 резисторы пятой группы постоянных резисторов осуществляют обратную связь второго выхода 185 первого операционного усилителя 160 соответственно на его неинвертирующий 179 и инвертирующий 181 входы. В результате того, что во входных цепях инвертирующего и неинвертирующего входов первого операционного усилителя токи образуются под воздействием входных напряжений, пропорциональных массам топлива в соответствующих баках, а коэффициенты передачи соответствующих каналов первого операционного усилителя 160 пропорциональны модулям координат отклонений центра масс соответствующих им топливных баков, на выходных клеммах 182, 185 первого операционного усилителя получим напряжение вида
U_x= X_i·M_i-XMK_m (12) где М_i, M_j массы топлива в баках, имеющих соответственно положительные и отрицательные координаты относительно центра масс по коориднате Х, -Х_i, X_j соответственно положительные и отрицательные координаты центра масс по координате Х; n₁, n₂ количество топливных баков, имеющих соответственно положительные и отрицательные координаты центра масс по координате Х. Очевидно, что выражение (12) можно также записать в виде
U_x= KX_i·M_i, X_i= (13)
Аналогично потенциалы вторых выводов выходов 103 выходных элементов первой группы выходных элементов 42 каналов измерения массы топлива в баках, имеющие положительные координаты Y относительно центра масс подвижного объекта, через соответствующие ранее указанные провода жгута 122 и вводы 168, 169 неинвертирующего входа второго операционного усилителя 162, через четвертый 186 и пятый 187 переменные подстроечные резисторы шестой группы переменных перестроечных резисторов на неинвертирующий вход 188 этого операционного усилителя, а имеющие отрицательные координаты Y относительно центра масс подвижного объекта через шестой переменный подстроечный резистор 189 шестой группы переменных подстроечных резисторов на инвертирующий вход 190 второго операционного усилителя 162. Первый вывод выхода 191 второго операционного усилителя 162 соединен с его первым выходом. Постоянные резисторы 192, 193 пятой группы постоянных резисторов вводят напряжение обратной связи с второго выхода вывода 194, соединенного с вторым выходом второго операционного усилителя 162 соответственно на неинвертирующий 188 и инвертирующий 190 входы операционного усилителя 162. Коэффициенты передачи соответствующих входных каналов второго операционного усилителя 162 установлены пропорциональными координатам центров масс соответствующих топливных баков (их абсолютным величинам). В результате на выходных клеммах 191, 194 второго операционного усилителя 162 получаем напряжение, пропорциональное координате центра масс топливных баков по координате Y в виде
U_Y= Y_i·M_i-YMK_m, (14) где M_i, M_j координаты центра масс соответствующих топливных баков по координате Y, относящиеся к топливным бакам, имеющие соответственно положительные и отрицательные координаты Y; К_м- масштабный коэффициент. Очевидно, что выражение (14) можно записать также в виде
U_Y= KY_i·M_i, Y_i= (15)
Потенциалы первых вводов входов соответственно 195 и 196 третьего 197 и четвертого 198 операционных усилителей передаются с помощью седьмого 199 и восьмого 200 постоянных резисторов пятой группы постоянных резисторов на их первые входы. Пары соответственно девятнадцатого 203 и двадцатого 204, а также двадцать первого 205 и двадцать второго 206 проводов жгута 122 подсоединяют между соответственно вторыми выводами выхода 185, 194 первого 160 и второго 162 операционных усилителей и вторыми вводами входов соответственно 207, 208 третьего 197 и четвертого 198 операционных усилителей последовательно соединенные линейные выходные элементы соответственно третьей 44 и четвертой 45 групп линейных выходных элементов каналов измерения массы топлива в баках, суммарные сопротивления которых пропорциональны суммарному запасу топлива во всех баках в единицах объема. На неинвертирующий вход 209 третьего операционного усилителя 197 сигнал поступает как с второго входа 207, так и с седьмого переменного подстроечного резистора 210 шестой группы переменных подстроечных резисторов относительно первого вывода выхода 211, соединенного с земляной шиной устройства 172, в зависимости от положения подвижного контакта 212 резистора обратной связи 210, второй вывод которого и подвижный контакт 212 соединены с вторым выводом выхода 213 третьего операционного усилителя 197. Коэффициент передачи третьего операционного усилителя 197 определяется по выражению
K₃= R/ · K V_i= R/ · K V_Σ R_ос/R₂ (16)
где R_осх сопротивление резистора обратной связи 210; R_Σ суммарное сопротивление третьей группы линейных выходных элементов 44 каналов измерения объема и массы топлива в баках, а выходное напряжение третьего операционного усилителя 197 можно определить по выражению
U= · (17)
Аналогично неинвертирующий вход 214 четвертого операционного усилителя воспринимает сигнал с второго ввода входа 208 и с восьмого переменного подстроечного резистора 215 относительно соединенного с землей первого вывода выхода 216, подвижный контакт которого 217 и второй вывод соединены с вторым выводом и вторым выходом 218 четвертого операционного усилителя 198. Коэффициент передачи этого усилителя можно определить по выражению
K₄= (18) где R_осY сопротивление резистора обратной связи 215; R_Σ суммарное сопротивление последовательно соединенных линейных выходных элементов четвертой группы линейных выходных элементов каналов измерения объема топлива в баках, а выходное напряжение четвертого операционного усилителя 198 можно определить по выражению
U= (19)
В случае нашего примера, представленного на фиг.1, соответствующие выражения по каналам Х и Y (14) (15) можно представить в виде соответственно
· V₁+ · K_ρ·ρ₂· V₂- (20) и
V₁+ K_ρρ₂· V₂- (21) где R₁₇₇, R₁₇₈, R₁₈₀ сопротивления каналов прямой цепи первого операционного усилителя 160, R₁₈₃, R₁₈₄ сопротивления каналов цепей обратной связи первого операционного усилителя 160; R₁₈₆, R₁₈₇, R₁₈₉ сопротивления каналов прямой цепи второго операционного усилителя 162; R₁₉₂, R₁₉₃ сопротивления цепей обратной связи второго операционного усилителя 162, а выражения (17), (19) можно представить в виде
U= XM₃ (22) и
U= (23)
Очевидно, что, имея показания объемов и массы топлива в баках, а также массовой плотности топлива для всей его массы, можно подсчитать среднюю массовую плотность топлива для всей его массы (она измеряется вторыми мостами измерения и режима "Суммарный запас топлива в баках"
· V (24)
где M_Σ,V_Σ соответственно суммарные масса и объем топлива в баках топливной системы.

Если положить, что средняя массовая плотность топлива моделируется выражением (24), то можно определить сопротивления R_ос R₂₁₀ и R_ос R₂₁₅ обратной связи 210 и 215 третьего 197 и четвертого 198 операционных усилителей, которые необходимо установить для того, чтобы напряжения на их выходах воспроизводили в масштабе напряжения K_U соответствующие координаты центра масс U_х и U_y по выражению
R_ос= (26)
Для установки этих сопротивлений предусмотрены устройства отсчета показаний в виде рукояток 221, 222, жестко связанных со стрелочными индексами 219, 220 и жестко закрепленных на соответствующих роторах подвижных контактов 212 и 217 седьмого 210 и восьмого 215 переменных подстроечных резисторах шестой группы переменных подстроечных резисторов, устанавливающих относительно неподвижных шкал 213, 214, проградуированных в единицах сопротивления, необходимые сопротивления резисторов 210 и 215 обратной связи третьего 197 и четвертого 198 операционных усилителей. Установив необходимые значения сопротивлений 210 и 215 обратной связи третьего 197 и четвертого 198 операционных усилителей, получим на их выходах точные значения координат центра масс в масштабе напряжения К_u, определяемые по выражениям
U= K_U· U= K_U· (27)
что в масштабе напряжения К_u соответствует моделированию координат центра масс Х и Y, определяемых по известному соотношению
X
(28)
Y
Подсистема автоматики и управления заправкой топлива и сигнализации нормированных остатков топлива имеет следующую структуру: подвижный контакт третьего переключателя 225 соединен с первым выводом 226 седьмого выхода блока 5 питания, его нормально замкнутый контакт соединен с одним выводом обмотки первого реле 228, второй вывод которого соединен с вторым выводом 227 седьмого выхода блока 5 питания и с земляной шиной 172 устройства, первое реле имеет группу нормально разомкнутых контактов 229, каждый из которых соединен последовательно с обмоткой соответствующего исполнительного реле группы исполнительных реле 230 и подключен к исполнительной диагонали фазочувствительного выпрямителя соответствующего индуктивного моста первой 231 и второй 232 групп индуктивных мостовых измерительных схем, питающие диагонали которых соединены с выводами 172, 233 восьмого выхода блока 5 питания, соединенными в блоке питания с вторичной обмоткой трансформатора, снабженного средним выводом 234, соединенным с одними из выводов питающей диагонали фазочувствительного выпрямителя каждой из мостовых индуктивных измерительных схем первой 231 и второй 232 групп, а незаземленный ввод восьмого выхода 233 блока питания соединен через соответствующую катушку постоянной индуктивности группы катушек постоянной индуктивности с другим выводом питающей диагонали соответствующего фазочувствительного выпрямителя соответствующей индуктивной мостовой измерительной схемы первой 231 или второй 232 групп индуктивных мостовых измерительных схем и с соответствующим выводом соответствующего индуктивного датчика соответствующих емкостных датчиков первой группы емкостных датчиков 11, так что каждая индуктивная мостовая измерительная схема первой группы 231 соединена с выводом соответствующего индуктивного датчика первой группы индуктивных датчиков, размещенного в соответствующем емкостном датчике первой группы емкостных датчиков 11, которые могут быть объединены в подгруппы по несколько емкостных датчиков путем параллельного соединения выводов емкостных датчиков, образующих данную подгруппу емкостных датчиков (на фиг. 1 первая индуктивная мостовая измерительная схема первой группы 231 соединена с выводом 235 индуктивного датчика первого емкостного датчика первой группы емкостных датчиков 11, вторая индуктивная мостовая схема первой группы 231 соединена с выводом 237 второго индуктивного датчика второго емкостного датчика первой группы емкостных датчиков, третья индуктивная мостовая измерительная схема первой группы 231 соединена с выходом 239 третьего индуктивного датчика третьего емкостного датчика первой группы емкостных датчиков 11), каждая индуктивная мостовая схема второй группы индуктивных мостовых схем 232 соединена с выводом соответствующего индуктивного датчика второй группы индуктивных датчиков (на фиг.1 первая индуктивная мостовая схема второй группы 232 соединена с выводом 241 индуктивного датчика второй группы индуктивных датчиков третьего емкостного датчика первой группы емкостных датчиков 11) с помощью соединительных проводов соответственно двадцать третьего 236, двадцать четвертого 238, двадцать пятого 240 и двадцать шестого 242 проводов жгута 122.

Исполнительные реле 230 индуктивных мостовых измерительных схем первой 231 и второй 232 групп индуктивных мостовых измерительных схем снабжены парами нормально разомкнутых контактов, из которых один из них, например подвижный, соединен с соответствующим выводом блока 5 питания, например, с его первым выводом 4, а соответствующий ему нормально разомкнутый контакт соединен с соответствующим управляемым им исполнительным устройством, например клапаном заглушки горловины топливного бака, устройством включения перекачивающего топливо насоса, для индуктивных мостовых измерительных схем первой группы 231 и с устройством сигнализации остатка топлива в баке для индуктивных мостовых измерительных схем второй группы индуктивных мостовых измерительных схем 232.

Подсистема автоматики управления заправкой топливом баков и сигнализации остатка топлива в баках работает следующим образом: при включении третьего переключателя 225 с выводов 226, 227 седьмого выхода блока питания на обмотку первого реле 228 подается напряжение и оно срабатывает. При этом замыкаются нормально разомкнутые контакты 229 этого реле и подключают обмотки исполнительных реле 230 группы исполнительных реле 230 к исполнительной диагонали фазочувствительного выпрямителя индуктивных мостовых измерительных схем первой 231 и второй 232 групп индуктивных мостовых измерительных схем, питающая диагональ которых запитана с выводов 172, 233 восьмого выхода блока 5 питания, подключенных в блоке 5 питания к вторичной обмотке трансформатора, имеющего средний вывод 234, полуобмотки которого выполняют функцию двух плеч всех индуктивных мостовых измерительных схем первой 231 и второй 232 групп индуктивных мостовых измерительных схем, одно из плеч которых составляжют индуктивные датчики первой группы индуктивных датчиков, вывод 235 первого из которых соединен двадцать третьим проводом 236 с первой индуктивной мостовой измерительной схемой первой группы 231, вывод второй из которых 237 соединен двадцать четвертым проводом 238 с второй индуктивной измерительной схемой первой группы, вывод третьего из которых (последнего в первой группе) 239 соединен двадцать пятым проводом 240 жгута 122 с третьей индуктивной мостовой измерительной схемой первой группы 231, вывод индуктивного датчика второй группы индуктивных датчиков 241 соединен двадцать шестым проводом 242 жгута 122 с соответствующей индуктивной измерительной схемой второй группы индуктивных измерительных схем 232. Индуктивные датчики первой и второй групп индуктивных датчиков размещены в емкостных датчиках первой группы емкостных датчиков, их вторые выводы заземлены в этих датчиках и соединены с земляной шиной 172 устройства. Индуктивные датчики первой и второй групп индуктивных датчиков выполнены в виде обмоток цилиндрических катушек, размещенных на необходимой высоте вдоль высоты соответствующего емкостного датчика первой группы емкостных датчиков 11, снабжены центральным полым поплавковым сердечником, выполненным из магнитопроводящего материала. При изменении уровня топлива до нужного уровня соответствующий поплавковый сердечник втягивается внутрь катушки соответствующего индуктивного датчика, резко меняя его индуктивность. В результате этого соответствующий индуктивный измерительный мост выходит из равновесия и на его диагонали возникает разность потенциалов, достаточная для того, чтобы напряжение на выходе соответствующего фазочувствительного выпрямителя оказывалось бы достаточным для срабатывания исполнительного реле 230. Тогда один из нормально разомкнутых контактов соответствующей пары нормально разомкнутых контактов 243, подключенный к соответствующему выводу блока 5 питания, например к первому выводу 4, передает это напряжение на другой нормально разомкнутый контакт, откуда и поступает на соответствующую исполнительную цепь, например на устройство управления включением заглушки горловины бака при его заправке или для включения соответствующего топливоперекачивающего насоса для передачи топлива из данного бака в другой бак, не имеющий своей горловины для индуктивных измерительных мостов первой группы индуктивных измерительных мостов 231, а для индуктивных измерительных мостов второй группы 232 на устройство управления включением соответствующей сигнализации (световой, звуковой и др.) нормированного остатка топлива.

Наибольший объем оборудования, обеспечивающий максимальную точность (минимальную погрешность) измерения и отработки центра масс подвижного объекта, может быть уменьшен соответствующим объединением емкостных датчиков первой группы емкостных датчиков 11 в подгруппы емкостных датчиков, содержащих несколько параллельно включенных емкостных датчиков первой группы емкостных датчиков 11. Однако такое изменение состава топливоизмерительной системы с необходимостью приводит к увеличению погрешностей измерения и отработки координат центра масс подвижного объекта.

Подсистема управления центром масс подвижного объекта состоит из двух одинаковых линейных систем управления соответственно 247 и 248 по каналам Х и Y и двух пороговых устройств 249, 250, так что первые из них подключены к выходу третьего операционного усилителя 197, а вторые к выходу четвертого операционного усилителя 198. Линейные системы управления осуществляют управление двумя видами исполнительных устройств большой производительности и малой производительности, пороговые устройства при превышении порога срабатывания вырабатывают сигналы управления на включение исполнительных устройств большой производительности, а устройства малой производительности при этом могут быть и выключены. При переходе порога в обратном направлении сигнал включения устройств большой производительности отключается, отключая тем самым и исполнительные устройства большой производительности, но одновременно с этим появляется сигнал, что погрешность отработки соответствующей координаты центра масс меньше установленного порога. Это является сигналом включения исполнительных устройств малой производительности с линейным ростом производительности в функции от уровня погрешности отработки координат центра масс подвижного объекта. Такая организация управления центром масс подвижного объекта позволяет осуществить управление положением центра масс подвижного объекта с наперед заданным уровнем погрешности. Задание этого уровня определяет и уровень погрешности исполнительных устройств, а следовательно, и их стоимость, поскольку чем точнее используются устройства в системе управления центром масс подвижного объекта, тем они дороже, причем зависимость стоимости устройств системы управления от уровня погрешности их работы носит гиперболический характер, позволяя разработчику и заказчику установить приемлемые отношения уровня стоимости разработки устройств системы управления.

Техническая эффективность предлагаемого решения заключается в следующем: решена задача точного измерения положения центра масс подвижного объекта и точного управления им за счет введения измерения массовой плотности топлива в баках и измерения запаса топлива как в объемных, так и в массовых единицах, а предлагаемое техническое решение топливоизмерительной системы позволяет в принципе решить эту задачу с наперед заданным уровнем погрешности, выбор которого связан с уровнем затрат на проектирование и производство предлагаемой топливоизмерительной и управляющей системы; решена задача точного измерения массы топлива в баках и суммарной массы топлива в баках путем дополнительного измерения массовой плотности топлива в баках, что обеспечивает также расширение функций предлагаемого устройства по сравнению с прототипом; достигнуто удобство в обращении и простота индикации информации, которая может опираться на современные тенденции развития техники индикации информации; уменьшен уровень погрешности измерения объема топлива в баках и массовой плотности топлива в баках, а, следовательно, и измерения координат центра масс подвижного объекта за счет использования предлагаемых симметричных реактивных и активно-реактивных мостовых измерительных схем вместо несимметричных мостовых измерительных схем, используемых в прототипе, что приводит к автоматическому параллельному уравновешиванию мостовых измерительных схем в предлагаемом устройстве как по амплитуде, так и по фазе, в то время как в прототипе наблюдается методическая погрешность мостовой измерительной схемы, связанная с тем, что при использовании несимметричного активно-реактивного моста необходимо различное удовлетворение условий равновесия как по амплитуде, так и по фазе, которые в силу их различия, не могут быть удовлетворены с помощью одного устройства автоматического уравновешивания мостовой измерительной схемы; достигнуто расширение функций устройства за счет введения измерения и индикации помимо запасов топлива в единицах объема, а также и запасов топлива в единицах массы, а также массовой плотности топлива в баках с их индикацией при относительной простоте устройства индикации; значительно увеличено быстродействие системы по сравнению с прототипом в решении задачи измерения и управления положением центра масс подвижного объекта, что существенно снижает уровень погрешностей при решении этой задачи за счет отсутствия погрешностей запаздывания информации, присущей системам последовательного действия.

Предлагаемый комплекс топливоизмерительной и управляющей системы целесообразно использовать на высокоскоростных и (или) мощных подвижных объектах, где важно точное определение и управление положением центра масс подвижного объекта, для достижения которых и необходима параллельная обработка информации о запасе топлива в баках и суммарном запасе топлива в баках в массовых единицах.

Экономическая эффективность предлагаемого устройства увеличивается за счет использования преемственности измерения запаса топлива в единицах объема, что не требует дополнительных затрат на проектирование и производство соответствующих каналов измерения, требующих лишь относительно небольшой доработки.

Экономическая эффективность использования предлагаемого устройства определяется потребностью в ее использовании в практике народного хозяйства, однако экономическая эффективность его использования и сроки окупаемости зависят от правильно установленных стоимости проектирования, производства и эксплуатации, последняя из которых может быть осуществлена только за счет правильной оценки стоимости эксплуатации путем повышения разовой цены его использования (точная система стоит дороже, но если она необходима, то и стоимость ее эксплуатации должна быть существенно выше, чем стоимость эксплуатации прототипа).

Формула изобретения

ТОПЛИВОИЗМЕРИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА, содержащее первую мостовую измерительную схему с узлом автоматического уравновешивания, первую группу емкостных датчиков, первую и вторую группы индуктивных измерительных схем, первый третий переключатели, постоянные резисторы и конденсаторы, переключающие элементы и блок питания, первый выход которого соединен с подвижными контактами первого третьего переключателей, в первое плечо первой мостовой измерительной схемы включен емкостный датчик первой группы емкостных датчиков, в ее второе плечо постоянный резистор, а в третье плечо - последовательно соединенные второй постоянный резистор и подстроечный резистор, подвижный контакт которого соединен с одним из выводов его обмотки, замыкающий контакт третьего переключателя соединен с одним из выводов обмотки первого реле, другой вывод которого соединен с общей шиной питания, подключенной к блоку питания, через замыкающие контакты первого реле подключены к фазочувствительным выпрямителям измерительной диагонали соответствующих индуктивных мостовых измерительных схем обмотки соответственно первой и второй групп исполнительные реле, в соответствующие плечи которых подключены соответствующие индуктивные датчики, соответствующие катушки индуктивностей и полуобмотки вторичной обмотки трансформатора блока питания, отличающееся тем, что, с целью уменьшения уровня погрешности, расширения функциональных возможностей за счет измерения уровня топлива и повышения быстродействия устройства, в него введены первая и вторая группы мостовых измерительных схем с узлами автоматического уравновешивания по числу топливных баков в устройстве, десять групп измерительных ключей, пять групп постоянных и шесть групп подстроечных резисторов, две группы постоянных и семь групп переменных конденсаторов, группа тахогенераторов, шесть групп выходных линейных элементов, три шины, три группы пар шин, термокомпенсирующая цепочка и группа термокомпенсирующих цепочек, вторая и третья группы емкостных датчиков, два логических элемента И- НЕ, четыре операционных усилителя, две линейные системы управления и два пороговых устройства, причем во вторые плечи первой группы мостовых измерительных схем включены подстроечные резисторы первой группы последовательно с соответствующим первым постоянным резистором первой группы, а в третьи плечи последовательно соединенные постоянные резисторы вторых групп, к выводам четвертого плеча подключены обкладки параллельно соединенных первого и второго переменных конденсаторов из первой и второй групп, ротор одного из которых жестко связан с выходным валом редуктора соответствующего узла автоматического уравновешивания, выводы первого плеча соединены соответственно с первой и второй шинами первой их группы, соединенными с информационными выходами первого и второго измерительных ключей первой пары этих ключей, информационные входы которых соединены с выходами соответствующего емкостного датчика первой группы, а управляющие входы объединены и соединены с первой рабочей ламелью первого переключателя, питающие диагонали мостовых измерительных схем первой группы соединены между собой и через первую термокомпенсирующую цепочку с вторым выходом блока питания, а выводы измерительной диагонали каждой из этих схем подключены к соответствующему узлу автоматического уравновешивания, на выходной оси каждого из которых закреплены роторы соответствующих переменных конденсаторов второй группы переменных конденсаторов и четыре линейных выходных элемента, вторая ламель первого переключателя соединена с управляющими входами второй группы пар измерительных ключей, выходы которых соединены с первой и второй шинами соответствующих мостовых измерительных схем первой группы, входы которых соединены с первой и второй обкладками соответствующего переменного конденсатора, имеющего несколько фиксированных положений, третьей группы переменных конденсаторов, первая рабочая ламель первого переключателя соединена с управляющими входами соответствующей пары третьей группы пар измерительных ключей, входы которых соединены с соответствующими выводами выхода соответствующего емкостного датчика второй группы, выходы которых присоединены с первой и второй шинам второй группы пар шин, присоединенных к выводам первого плеча канала измерения соответствующей мостовой измерительной схемы второй группы мостовых измерительных схем, во втором плече которых размещены первая и вторая пары четвертой группы пар измерительных ключей, входы первой из которых соединены с выводами выхода соответствующего емкостного датчика третьей группы емкостных датчиков, управляющие входы которых объединены и соединены с первой ламелью первого переключателя, выходы первых из которых присоединены к первой, а выходы вторых к второй шинам третьей группы пар шин, присоединенных к выводам второго плеча мостовой измерительной схемы второй группы, в питающие диагонали которых включена соответствующая термокомпенсирующая цепочка группы первых термокомпенсирующих цепочек, а сама питающая диагональ каждой мостовой измерительной схемы второй группы мостовых измерительных схем соединена через термокомпенсирующую цепочку второй группы термокомпенсирующих цепочек с соответствующими выводами третьего выхода блока питания, измерительные диагонали измерительных мостов второй группы соединены с соответствующими узлами автоматического уравновешивания второй группы, на выходном валу которого жестко закреплены роторы первого и второго переменных конденсаторов четвертой группы переменных конденсаторов, обкладки первого из которых присоединены к измерительным входам второй пары измерительных ключей четвертой группы измерительных ключей, обкладки второго
к выводам третьего плеча соответствующей мостовой измерительной схемы второй группы, в четвертое плечо которой включен соответствующий постоянный конденсатор первой группы постоянных конденсаторов, причем устройство автоматического уравновешивания мостовых измерительных схем, содержащее последовательно соединенные усилитель, электродвигатель и редуктор, снабжено тахогенератором, ротор которого жестко соединен с валом электродвигателя или промежуточной оси редуктора, выход которого соединен с одним из входов усилителя, на выходных валах редукторов устройств уравновешивания мостовых измерительных схем второй группы жестко закреплены роторы соответствующих первого и второго линейных элементов пятой группы линейных выходных элементов, выводы обмоток статоров которых соединены с выводами четвертого и пятого выходов блока питания, выводы выходов которых соединены с выводами входов соответствующих линейных выходных элементов первой и второй групп линейных выходных элементов, линейные выходные элементы соответственно третьей и четвертой групп упорядочены и выход предшествующего выходного элемента в каждой группе соединен с входом последующего выходного элемента, образуя последовательное соединение выходных элементов в соответствующей группе линейных выходных элементов, выходы измерительных ключей пятой группы пар измерительных ключей соединены с шинами второй группы пар шин, их информационные входы с обкладками соответствующего постоянного конденсатора второй группы постоянных конденсаторов, выходы измерительных ключей шестой группы пар измерительных ключей с соответствующими шинами третьей группы пар шин, их информационные входы с обкладками соответствующего переменного конденсатора пятой группы переменных конденсаторов, управляющие входы пятой и шестой пар измерительных ключей объединены и соединены с второй ламелью первого переключателя, выходы измерительных ключей седьмой и восьмой групп измерительных ключей, число которых в этих группах равно числу каналов измерения в первой группе измерительных каналов, присоединены соответственно к первой и второй проводящим шинам, соединенным с соответствующими выводами первого индикатора, их информационные входы подсоединены попарно к одному измерительному ключу из каждой группы и упорядочены с первым и вторым выводами выходов соответствующих линейных выходных элементов второй группы, которые упорядочены, как и измерительные ключи девятой группы измерительных ключей, информационный вход первого из которых соединен с вторым выводом выхода первого линейного выходного элемента второй группы, информационный выход которого соединен с первым выводом входа второго линейного выходного элемента второй группы, информационный вход измерительного ключа девятой группы соединен с вторым выводом выхода предшествующего линейного выходного элемента второй группы, а его информационный выход с соответствующим выводом входа последующего линейного выходного элемента второй группы, информационный вход последнего измерительного ключа девятой группы соединен с вторым выводом выхода предпоследнего линейного выходного элемента второй группы, а его информационный выход с соответствующим выводом входа последнего линейного выходного элемента второй группы так, что измерительные ключи девятой группы образуют последовательное соединение линейных выходных элементов второй группы, управляющий вход первого измерительного ключа шестой группы соединен с выходом первого логического элемента И-НЕ, первый вход которого, как и управляющий вход первого измерительного ключа восьмой группы, соединен с первой ламелью второго переключателя, управляющие входы последующих измерительных ключей седьмой и восьмой групп, за исключением последнего измерительного ключа восьмой группы, соединены попарно с соответствующей в порядке упорядочения ламелью второго переключателя, управляющий вход последнего измерительного ключа восьмой группы соединен с выходом второго логического элемента И-НЕ, первый вход которого соединен с предпоследней рабочей ламелью второго переключателя, вторые входы логических элементов И-НЕ и управляющие входы измерительных ключей девятой группы соединены с последней рабочей ламелью второго переключателя, общие выводы выходов первых линейных выходных элементов пятой группы объединены и соединены с первым выводом входа второго индикатора, вторые выводы выходов первых линейных выходных элементов пятой группы упорядочены и соединены с информационными входами соответствующих измерительных ключей десятой группы измерительных ключей, управляющие входы которых соединены с соответствующими их порядковому номеру ламелями второго переключателя, а их выходы и второй вывод входа второго индикатора с третьей управляющей шиной устройства, первые вводы входов первого и второго операционных усилителей соединены с общей шиной питания и с соответствующими первыми выводами выхода линейных выходных элементов первой группы через соответственно первый и второй постоянные резисторы пятой группы, вторые выводы выходов которых соединены через соответствующие подстроечные резисторы шестой группы с неинвертирующими или инвертирующими входами операционных усилителей, которые соединены также с первыми выводами третьего и четвертого постоянных резисторов пятой группы для первого операционного усилителя и пятого и шестого постоянных резисторов пятой группы для второго операционного усилителя, вторые выводы которых соединены с вторыми выводами выходов этих операционных усилителей, первые выводы выходов которых соединены с общей шиной питания, первые вводы входов третьего и четвертого операционных усилителей соединены через соответственно седьмой и восьмой постоянные резисторы пятой группы постоянных резисторов с общей шиной питания устройства, а между вторыми выводами выходов первого и второго операционных усилителей и вторыми вводами входов соответственно третьего и четвертого операционных усилителей включены соответственно последовательно соединенные линейные выходные элементы третьей и четвертой групп, вторые вводы входов третьего и четвертого операционных усилителей соединены также соответственно с выводами седьмого и восьмого переменных подстроечных резисторов шестой группы, вторые выводы которых и их подвижные контакты соединены соответственно с вторыми выводами выходов этих операционных усилителей, первые выводы выходов которых соединены с общей шиной питания, а выходы третьего и четвертого операционных усилителей соединены соответственно попарно с первой и второй линейными системами автоматического управления координатами центра масс транспортного средства и с первым и вторым пороговыми устройствами, соответственно по одному устройству на каждую координату центра масс транспортного средства, причем седьмой и восьмой переменные подстроечные резисторы шестой группы снабжены жестко связанными с подвижными контактами стрелками и неподвижными шкалами, проградуированными в единицах массовой плотности топлива, причем инвертирующие и неинвертирующие входы операционных усилителей перед их использованием симметрируют.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7