Краткие общие сведения о мембранных приборах

Для измерения высоты, скорости и вертикальной скорости полета в авиации широко применяются мембранные приборы, работа которых основана на измерении с помощью гофрированной коробки (манометрической или анероидной) некоторой разности давлений, функционально связанной с измеряемой величиной.

Манометрическая коробка представляет собой гофрированные мембраны, спаянные (или сваренные) по концам (фиг. 52). Обычно к нижнему жесткому (плоскому) центру присоединяется штуцер, связанный с областью, в которой измеряется давление.

Фиг. 52. Упругие элементы манометрических приборов: а – анероидная коробка: р₁ = const; б – манометрическая коробка р₂ ≠ const

Верхний жесткий центр связан с передаточным механизмом, передвигающим стрелку. При наличии разности между давлениями внутри и снаружи коробки обе мембраны стремятся расшириться, если давление внутри больше, чем снаружи, или сжаться, если давление внутри меньше, чем снаружи.

Так как нижний жесткий центр неподвижен, то перемещение верхнего жесткого центра равно сумме прогибов обеих мембран.

Если внутренняя полость мембранной коробки герметична, т. е. в ней нет отверстий для доступа воздуха, и воздух из нее откачан, то такая коробка называется анероидной.

Зависимость прогиба коробки от действующей разности давлений называется характеристикой коробки.

Прогиб мембраны зависит от материала, толщины, формы, глубины и числа волн гофра. Характеристика мембраны может быть прямолинейной, затухающей и возрастающей (фиг. 53).

Фиг. 53. Характеристика гофрированных мембран. 1 - возрастающая; 2 - прямолинейная; 3 - затухающая

Деформация коробки передается через передаточный механизм стрелке прибора, причем незначительные поступательные перемещения (ход) упругого элемента преобразуются в заметные вращательные движения указывающей стрелки. В некоторых приборах для увеличения хода увеличивают число спаянных мембран, т. е. число коробок. Передаточный механизм выполняется так, что допускает регулирование прибора изменением длин рычагов, углов между ними и т. д.

Благодаря этому возможно применение стандартных шкал с заранее нанесенными делениями. Чаще всего в авиационных приборах применяют кривошипно-шатунные, шарнирные, поводковые и зубчатые передаточные механизмы. Во всех случаях, когда это возможно, пользуются унифицированным механизмом, что упрощает изготовление, ремонт и эксплуатацию приборов.