Электрические емкостные топливомеры

В последнее время все большее распространение получают емкостные топливомеры, основанные на применении моста переменного тока (фиг. 45). Мост составлен из индуктивностей 1 (обмотки трансформатора), постоянной емкости 2 и переменной емкости датчика 3, представляющего собой конденсатор. В диагональ моста через выпрямитель включается гальванометр 4. Напряжение в диагонали моста усиливается электронным усилителем. Питается мостик переменным током повышенной частоты (400-1500 гц) от лампового генератора, который, в свою очередь, получает питание от бортовой сети самолета через вибропреобразователь.

Фиг. 45. Принципиальная схема емкостного топливомера: 1 - индуктивности, 2 - постоянная емкость; 3 - переменная емкость датчика; 4 - гальванометр

При равновесном состоянии моста, которое соответствует моменту, когда топлива в баках нет (или когда топливо полностью заполняет бак), ток в диагонали моста отсутствует и стрелка при-
бора стоит на нуле. Заполнение бака топливом (или во втором случае расходование топлива) приводит к изменению емкости конденсатора, так как диэлектрические постоянные жидкости и воздуха различны. Изменение емкости датчика (увеличивающейся по мере заполнения бака топливом) приводит к разбалансированности моста.

В диагонали появляется ток, величина которого пропорциональна емкости датчика, а следовательно, и уровню топлива в баке. Наибольшее отклонение стрелки соответствует полностью заполненному баку.

Датчик емкостного топливомера, изображенный на фиг. 46, представляет собой цилиндрический конденсатор с внутренним 1 и внешним 2 электродами (в высоких и узких баках внешним электродом может служить стенка бака), между которыми имеется изоляционный слой. Между изоляционным слоем и внешним электродом находится жидкость, уровень которой измеряется.

Фиг. 46. Схема датчика емкостного топливомера: 1 - внутренний электрод, 2- внешний электрод; 3 - изоляция; 4 – топливо; Е₁ Е₂ Е₃ - диэлектрические постоянные жидкости материала изолятора и смеси паров жидкости и воздуха; h - полная высота цилиндра датчика; х - высота уровня жидкости

Преимуществами емкостного датчика являются простота конструкции, а также малые размеры, позволяющие в одном баке установить несколько датчиков и снимать с них осредненные показания. Показания емкостного топливомера незначительно зависят от кренов или от изменения углов тангажа самолета. Кроме того, на показания таких приборов меньше влияет изменение температуры окружающего воздуха, так как при ее изменении одновременно меняются объем топлива и диэлектрическая постоянная.

Емкостный датчик может быть с успехом применен в случаях, когда жидкость является электропроводящей или химически активной (что особенно важно для жидкостных реактивных двигателей, у которых необходимо контролировать запас окислителя).

К недостаткам емкостных топливомеров нужно отнести влияние на точность измерения емкости соединительных проводов, вследствие чего приходится применять специальные экранированные провода или специальные схемы включения; недостатком является также сравнительная сложность указателя.

Указатель емкостного топливомера может быть выполнен в виде магнитоэлектрического указателя, присоединенного через выпрямитель, или в виде непосредственно присоединенного ферродинамического указателя.

В последнее время стали применять электроемкостные топливомеры, основанные на применении самобалансирующихся мостов переменного тока.

В таких приборах в качестве указателей применяются асинхронные электродвигатели, работающие от усиленных сигналов напряжения, снимаемых с диагонали мостика.