Наиболее широкое применение в авиации нашли (см.рис 34):
- электрические термометры сопротивления:
Рисунок 34. Электрические термометры сопротивления
от –270 °С до +1000 °С
- термоэлектрические (см рис 35):
Рисунок 35. Термометры термоэлектрические
от –260 °С до +2500 °С
- биметаллические (см.рис 36):
Рисунок 36. Биметаллические термометры
от –60 °С до +250 °С
При соприкосновении термометрического чувствительного элемента со средой в установившемся режиме, температура термопреобразователя отличается от температуры среды, т.е. измерение температуры всегда сопровождается систематической методической погрешностью. Так при измерении температуры газов, движущихся с большими
скоростями, возникают погрешности, обусловленные торможением потока в зоне датчика и переходом при этом кинетической энергии газа в тепловую.
Тахометры
Авиационные измерители частоты вращения и вибрации.
Применяют для измерения частоты вращения винта двигателя, вала компрессора,
|
|
турбины и т.д. Вращательное движение характеризуется частотой вращения и угловой
скоростью ω. Точность измерения 0,5–1,0%.
По принципу действия тахометры бывают:
центробежные, стробоскопические, резонансные, магнитоиндукционные, постоянного тока, частотно-импульсные, поплавковые, фрикционные, жидкостные.
Методы измерения:
1. Абсолютный – непосредственно измеряется число оборотов за единицу времени;
2. Косвенный – используется преобразователи различного принципа действия.
В авиации наибольшее применение нашли магнитоиндукционные тахометры.
Достоинство – простота и линейность статической характеристики.
В наземном оборудовании применяются стробоскопические и электронные
тахометры.
Рисунок 37. Магнитоиндукционный тахометр
Состоит: 1 – тонкостенный электропроводящий полый цилиндр; 2 – вращаемый магнит; 3 – магнитопровод; 4 – спиральная пружина.
При вращении магнита с частотой, пропорциональной частоте вращения, в цилиндре (чувствительном элементе) за счёт магнитной индукции наводятся вихревые токи, которые создают своё магнитное поле.
Взаимодействие магнитных полей чувствительного элемента и постоянного магнита создаёт вращающий момент, приводящий к повороту оси чувствительного элемента, пропорционально частоте вращения.
Рассмотрим электрокинематическую схему тахометра с диском типа ИТЭ–1 (см.рис 38).
Рисунок 38. Электрокинематическую схема тахометра
Напряжение от генератора 1, частота которого пропорциональна частоте вращения ротора генератора ω, подаётся на статор 2 синхронного двигателя и создаёт вращающееся магнитное поле. Это приводит к намагничиванию дисков 3, который выполнены из материала с большой коэрцитивной силы. Из-за большого гистерезиса материала полюса дисков отстают на некоторый угол от вращающего магнитного поля создавая вращающий момент. При частоте вращения близкой к синхронной, постоянные магниты 4 успевают взаимодействовать с полем статора, воспринимая полную нагрузку по закручиванию пружины. При резком изменении частоты вращения, гистерезисные диски опять взаимодействуют и помогают подвижной системе войти в синхронное
|
|
вращение. Ротор двигателя вращает магниты 5 измерительного узла с термомагнитным шунтом 6. В результате взаимодействие полей магнитов и диска 7, последним поворачивается и закручивает противодействующую пружину 8.
По стрелке 11 чувствительного элемента ведётся отсчёт частоты вращения. При резких колебания частоты вращения подвижной системы, в диске 9 демпфера наводятся вихревые токи магнитное поле которых, взаимодействует с полем постоянных магнитов 10, успокаивает
подвижную систему, устраняя резкие колебания стрелки.
Магнитоиндукционные тахометры не имеют методических погрешностей, а инструментальная погрешность при нормальных условиях
определяется трением в подшипниках измерительной системы и погрешностью градуировки шкалы. Дополнительная погрешность возникает из-за изменения температуры и при переходных процессах. Температурная погрешность вызывается
изменением линейных размеров и характеристик магнитов, чувствительного элемента, линейных размеров пружины и модуля упругости её материала, индукции в рабочем зазоре и электрического сопротивления диска (цилиндра). Эти погрешности появляются с
различными знаками, что приводит к частичной взаимной компенсации при их суммировании. Для уменьшения температурной погрешности в измерительном узле тахометра устанавливается термомагнитный шунт. При возрастании температуры
уменьшается магнитная проницаемость шунта, в результате возрастает магнитное сопротивление шунта, тем самым контролируется изменение индукции в зазоре, что позволяет значительно уменьшить дополнительную температурную погрешность. При
нормальных условиях такие тахометры позволяют измерить частоту вращения с точностью в пределах:
от 10% до 60% ––––––––– ± 1,0%;
от 60% до 100% –––––––– ± 0,5%;
от 100% до 110% ––––––– ± 1,0%.
При установке на самолёт для каждого тахометра определяется реальная
погрешность, которая вписывается в паспорт, и при эксплуатации тахометры подлежат периодической проверке.