Розроблення цифрової ємнісної паливовимірювальної системи підвищеної точності з аналого врівноваженою мостовою схемою - Дипломная работа

Мета роботи - розроблення цифрової ємнісної паливовимірювальної системи підвищеної точності з аналого врівноваженою мостовою схемою. В проекті проведено аналіз існуючих паливовимірювальних систем, розроблені вимоги до нової системи, створено структурну схему і здійснено вибір і розрахунки основних елементів системи, передбачені заходи по забезпеченню охорни праці та навколишнього середовища.Збільшення економічної ефективності польотів повітряних кораблів (ПК) завжди було і залишається актуальним вопросом. Це пояснюється тим, що по-перше, паливо на сучасних ПК розміщують у кесонних баках, розташованих у різних місцях конструкції ПК, і зважуючі на те, що маса палива безперевно змінюється під час польоту, то зрозуміло, що вона суттєво впливає на центровку ПК, а значить на його аеродинамічні характеристики, які треба враховувати для покращення ефективності польотів. До того ж запаси палива складають 45-55% злетної маси ПК, а наявність похибки вимірювання запасу палива призводить до потреби перевозити додатковий запас палива. Це змушує заправляти в літак, при масі потрібного для виконання польоту (40…50) т палива, додатково (700…1000) кг палива, щоб компесувати похибки паливоміра.Мета підвищення надійності та точності паливовимірювальних систем (в подальшому - паливомірів) призвела до виникнення різноманітних за конструкцією та принципом побудови паливомірів.Принцип їх дії зоснован на використанні виштовхуючої сили рідини (палива), що діє на поплавок. Робочий діапазон обертання важеля складає біля 90о. Додаткова похибка датчика важільно-поплавкового рівневимірювача обумовлена відхиленням від розрахункового значення температури середовища і обумовлена температурною зміною щільності рідини і парогазової суміші, зміною обєму поплавка, зміною лінійних розмірів системи бак-датчик.Для забезпечення дистанційності важиль поплавкового паливоміра зєднують з будь-яким електричним перетворювачем лінійного і кутового переміщення (потенціометричним, індуктивним, ємнісним), який зєднується з вимірювальною схемою з показуючим приладом.В акустичних рівневимірювачах поточне положення рівня визначається по часу проходження ультразвукових коливань від джерела до приймача при віддзеркаленні від поверхні розділу двох середовищ. Локація знизу краща, так як в цьому випадку джерело і приймач працює в більш сприятливих умовах, що потребує малої потужності джерела коливань і невеликого підсилення в приймальній частині пристрою.При вимірюванні рівня радіоізотопними рівневимірювачами використовують ефект поглинання радіаційного випромінювання атомами речовини (палива), який пропорційний густині речовини, тобто цей метод оснований на використанні різниці густини речовини, які утворюють межу розділу. Коефіцієнт лінійного поглинання характеризує спільне послаблення випромінювання в результаті всіх видів його взаємодії з речовиною. Суть методу полягає у вимірюванні електричної ємності датчика, яка залечить від рівня палива у баці. При заповненні бака паливом електрична ємність датчика змінюється внаслідок того, що змінюється рівень діелектрика (палива), що знаходиться між електродами конденсатора (датчика). Ємність коаксиального двотрубного датчика без обліку електричних властивостей ізоляційного покриття має вигляд: де eo - діелектрична проникність вакууму d1 - зовнішній діаметр внутрішньої труби; d2-внутрішній діаметр внутрішньої труби; H - висота (довжина) робочої частини датчика; h - рівень палива в датчику; еп - діелектрична проникність палива.Вимірювання запасу палива на сучасних вітчизняних та закордонних повітряних кораблях (ПК) здійснюється переважно електроємнісними паливомірами. На ПК, що експлуатуються в Україні, вимірювання ємності датчиків здійснюється мостовими схемами на підставі трансформаторних модуляційних або немодуляційних мостів з електромеханічним зрівноваженням. Методична похибка вимірювання, що зумовлена нестабільністю ємнісного коефіцієнта палива компенсується за, допомогою терморезистора або спеціального конденсатора, які безперервно знаходяться в паливі. Похибка при цьому може досягати ±1,44%, до того ж початкова ємність датчиків з технологічних причин на може бути отримана з похибкою менш ніж ±1%. Якщо паливомір повинен вимірювати масу палива, то в ємносному датчику виникає методична похибка через відхилення значення діелектричної проникненності палива від стандартного значення при нормальних умовах, а також внаслідок зменьшення температури палива.Для початку розглянемо вимоги, що мають задовольнятись системами вимірювання палива, що проектується.Паливовимірювальна система призначена для вирівнювання та індикації запасу палива в кожному баці, в одному крилі, на літаку під час заправки та в польоті, а також для автоматичного управління заправкою та витратою палива.

Зміст

Реферат

Вступ

1. Аналіз різних за методом вимірювання Паливомірних систем

1.1 Поплавкові паливоміри

1.2 Електромеханічні паливоміри

1.3 Ультразвукові рівневимірювачі

1.4 Радіоізотопні рівневимірювачі

1.5 Електроємнісні рівневимірювачі

1.6 Похибки паливомірів

2. Основні вимоги до паливовимірювальної системи

2.1 Призначення

2.2 Основні функції паливомірної системи

2.3 Технічні вимоги до паливовимірювальнної системи

3. Вибір структурної схеми вимірювальної частини паливоміру

4. Вибір і розрахунки основних елементів вимірювальної системи паливоміру

4.1 Вибір і розрахунки ємнісного датчика рівня палива

4.2 Датчики компенсаторів, їх вибір і розрахунок

4.3 Вибір і розрахунок вимірювальної схеми

4.4 Вибір і розрахунок підсилювача

4.5 Синхронний детектор

4.6 Вибір аналого-цифрового перетворювача

5. Контроль стану паливовимірювальної системи на борту ЛА

6. Оцінка похибки датчика

7. Технічна інструкція з експлуатації паливоміра

7.1 Передпольотна підготовка

7.2 Робота з паливоміром в польоті

7.3 Післяполітний огляд

7.4 Повірка паливоміра

8. Визначення маси палива в баці

9. Охорона праці

9.1 Перелік небезпечних і шкідливих виробничих факторів при технічному обслуговуванні паливоміра

9.2 Розрахунок штучної освітленості в приміщенні, де проводяться роботи з паливоміром

9.3 Пожежна і вибухова безпека в робочій зоні

9.4 Інструкція з техніки безпеки, пожежної та вибухової техніки

10. Охорона навколишнього середовища

Висновки

Список використаної літератури