Інформаційно-вимірювальна система літака. Авіаційні прилади, інформаційно-вимірювальні системи та комплекси, авіаційне приладове обладнання. Терміни, визначення та скорочення

«АВІАЦІЙНІ ПРИЛАДИ ТА ІНФОРМАЦІЙНО-ВИМІРЮВАЛЬНІ СИСТЕМИ Посібник з вивчення дисципліни та завдання на курсовий проект...»

ДЕРЖАВНА СЛУЖБА ЦИВІЛЬНОЇ АВІАЦІЇ

МОСКІВСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ

ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

ЦИВІЛЬНОЇ АВІАЦІЇ

Кафедра технічної експлуатації авіаційних

електросистем та пілотажно-навігаційних комплексів

В.В. Глухів, В.М. Габець, Ю.С. Соловйов

АВІАЦІЙНІ ПРИЛАДИ

ТА ІНФОРМАЦІЙНО-ВИМІРЮВАЛЬНІ СИСТЕМИ

Авіаційні прилади та інформаційно-вимірювальні системи Г??

Посібник з вивчення дисципліни та завдання на курсовий проект – М.:

МДТУ ГА, 2004. - 32 с.

Цей посібник видається відповідно до навчального плану для студентів 5 курсу спеціальності 13.10.00 заочного навчання.

Завдання №1 на курсовий проект розроблено доц. Габцом В.М., завдання № 2 та додаток – доц. Соловйовим Ю.С.

Розглянуто та схвалено на засіданнях кафедри 25.04.2004 р. та методичної ради 16.05.2004 р.

ВСТУП

Дана дисципліна є однією зі спеціальних дисциплін, що є основою для формування спеціаліста з технічної експлуатації авіаційних електросистем та пілотажно-навігаційних комплексів.

Завдання вивчення дисципліни

В результаті вивчення дисципліни «АПІІІС» студенти повинні знати:

основи теорії, принципи дії, конструктивні особливості та основні експлуатаційні характеристики АПіІІС; принципи розрахунку та конструювання; основні напрями та перспективи розвитку АПіІІС.

Вміти: знімати показання АПіІІС, які мають візуальні індикатори;

експериментально визначати статичні та динамічні характеристики блоків, вузлів та каналів АПіІІС; аналізувати електрокінематичні схеми та причини відмов та несправностей АПіІІС.

Мати досвід використання засобів контролю технічного стану авіаційних приладів та інформаційно-вимірювальних систем.

Мати уявлення про авіаційні прилади та інформаційно-вимірювальні системи, що експлуатуються на літаках закордонних авіакомпаній.

Дисципліна складається із семи розділів:

1. Принципи побудови та основи теорії АПіІІС.

2. Прилади контролю роботи авіадвигунів та агрегатів ПС.

3. Висотне та кисневе обладнання ЗС.

4. Вимірювачі барометричної висоти польоту.

5. Вимірювачі швидкості польоту та числа М.

6. Інформаційно-вимірювальні системи та комплекси висотношвидкісних параметрів.

7. Основи прикладної теорії гіроскопа.

Теоретичну частину дисципліни студенти вивчають самостійно із виконанням двох контрольних робіт на основі рекомендованої літератури.

Практична частина дисципліни включає виконання лабораторних робітта курсового проекту.

КОНТРОЛЬНІ РОБОТИ

Перша контрольна робота виконується за розділами 1 та 2, друга контрольна робота – за розділами 3, 4, 5 та 6.

Розділи дисципліни, що вивчається, представлені в справжніх методичні вказівкиі складаються з тем із питаннями для самоперевірки.

Контрольна роботаполягає у письмових відповідях на питання для самоперевірки згідно з завданням. У контрольній роботі спочатку необхідно записати зміст питання, а потім викласти відповідь по суті.

Контрольна робота повинна бути виконана в машинописному вигляді або рукописному вигляді чорним або синім чорнилом чітко і без помарок. На аркушах необхідно залишати поля для зауважень рецензента.

Усі структурні, функціональні та принципові схеми та графіки мають бути виконані відповідно до вимог ЄСКД та ГОСТ. Наприкінці контрольної роботи необхідно навести перелік використаної літератури та поставити особистий підпис. Контрольна робота без підпису не підлягає рецензуванню та повертається студенту.

Варіант контрольного завдання формується із питань для самоперевірки так: необхідно дати відповіді одне із питань для самоперевірки з кожної темі відповідного розділу. Номери питань визначаються останньою цифрою шифру студента відповідно до табл. 1. Якщо номер питання теми не відповідає останній цифрі шифру студента, вибирається номер питання теми, вказаний у дужках.

–  –  –

1. Воробйов В.Г. та ін Авіаційні прилади, інформаційно-вимірювальні системи та комплекси: Навч. для вузів/За ред. В.Г. Воробйова. М.:

Транспорт, 1992. 399 с.

–  –  –

2. Воробйов В.Г., Зиль В.П., Кузнєцов С.В. Комплекси цифрового пілотажно-навігаційного обладнання. Частина 1. Навчальний посібник. - М.:

МДТУГА, 1998. 140 с.

3. Воробйов В.Г., Зиль В.П., Кузнєцов С.В. Комплекси цифрового пілотажно-навігаційного обладнання. Частина 2. Навчальний посібник. - М.:

МДТУГА, 1998. 116 с.

4. Гришанов Н.Г. Висотне обладнання літаків цивільної авіації. - М.: Машинобудування, 1971. - 264 с.

Література для курсового проектування

5. Глухів В.В. та ін Авіаційні прилади та вимірювальні системи.

Навчальний посібник. Частина 2. - М.: МІІГА, 1984. - 56 с.

6. Габець В.М. Проектування датчиків кутових швидкостейз електричною пружиною: Посібник з курсового проектування з дисципліни «Авіаційні прилади, інформаційно-вимірювальні системи та комплекси». - М.: МДТУ ГА, 2002. - 24 с.

7. Соловйов Ю.С. Розрахунок маятникового компенсаційного акселерометра:

Допомога з курсового проектування з дисципліни «Авіаційні прилади та інформаційно-вимірювальні системи». - М.: МДТУ ГА, 2002. - 24 с.

8. Нестерова Н.П. та ін Елементи приладових пристроїв. Курсове проектування. Навчальний посібник. Частина 1. Розрахунки. - М.: Вища школа, 1978. - 328 с.

9. Нестерова Н.П. та ін Елементи приладових пристроїв. Курсове проектування. Навчальний посібник. Частина 2. Конструювання. - М.: Вища школа, 1978. - 320 с.

10. Розробка та оформлення конструкторської документації радіоелектронної апаратури: Довідник / За ред. Е.Т.Романичової. - М.: Радіо і зв'язок, 1989.

–  –  –

Призначення та етапи розвитку авіаційних приладів та інформаційно-вимірювальних систем.

Параметри, що характеризують режим польоту ПС, та параметри, що визначають режим роботи силової установки.

Класифікація АПіІІС за призначенням, принципом дії та способом управління. Умови експлуатації та вимоги до приладового обладнання відповідно до НЛГЗ-3.

Методичні вказівки

Необхідно ознайомитися з роллю АПіІІС в управлінні польотом та забезпеченні безпеки польотів. Розглянути параметри польоту, що характеризують рух центру мас ЗС і рух навколо центру мас.

Виявити зовнішні впливи, що впливають на умови роботи авіаційного обладнання та діапазони їх зміни в умовах польоту.

–  –  –

1. Перелічити параметри, що характеризують рух центру мас ЗС і рух навколо центру мас, і вимірювальні прилади та системи.

2. Перерахувати параметри, що визначають режим роботи силової установки, та вимірювальні прилади та системи.

3. Дати класифікацію АПіІІС за призначенням.

4.Вказати діапазони зміни температури та тиску навколишнього середовища та пояснити їх вплив на роботу авіаційного обладнання.

5. Перелічити механічні впливи, що впливають на роботу приладового обладнання, та вказати діапазони їх зміни.

Тема 2. Принципи побудови та основні характеристики АПіІІС.

Узагальнені структурні схеми авіаційних приладів та інформаційно-вимірювальних систем. Вимірювальні ланцюги прямого перетворення та врівноважує перетворення. Принципи побудови цифрових вимірювальних ланцюгів.

Основні статичні та динамічні характеристики АПіІІС: чутливість, передатна функція, частотна характеристика.

Класифікація похибок: методичні та інструментальні, статичні та динамічні, систематичні та випадкові.

Методичні вказівки

Розглянути узагальнені структурні схеми авіаційного приладу та інформаційно-вимірювальної системи.

Визначити чутливість та передавальні функції типових ланцюгів прямого та врівноважуючого перетворення.

Класифікувати похибки та дати їм визначення. Зв'язати похибку з її появи. Вказати методи компенсації похибок.

–  –  –

1. Дати визначення авіаційному приладу, датчику та інформаційно-вимірювальній системі. Навести приклади.

2. Дати визначення чутливості, коефіцієнта передачі, передавальної функції. Навести приклади.

3. Навести приклади аналогових приладів, побудованих за принципом прямого перетворення та астатичного врівноважуючого перетворення.

4. Дати визначення методичної та інструментальної похибок. Навести приклади.

5. Пояснити динамічну похибку, дати її визначення. Навести приклад.

Тема 3. Види сигналів в інформаційних каналах АПіІВС

Структурна схемаінформаційного каналу Типи функціональних зв'язків: аналогові, дискретно-аналогові, дискретні. Види та рівні електричних сигналів функціональних зв'язків в АПіІІС.

Модуляція, квантування, дискретизація та кодування сигналів. Перетворення сигналів динамічними ланками.

–  –  –

Потрібно усвідомити призначення елементів структурної схеми інформаційного каналу. Розглянути типи та особливості функціональних зв'язків між пристроями та системами: аналогові, дискретно-аналогові, дискретні.

Вивчити види та рівні електричних сигналів для аналогового, дискретно-аналогового та дискретного типу функціональних зв'язків відповідно до ГОСТ 18977-79.

Ознайомитись з видами гармонійної та імпульсної модуляції. Розглянути процеси квантування і дискретизації і похибки, що виникають при цьому.

При вивченні питань кодування особливу увагуприділити двійковому коду (ДК) та двійково-десятковому коду (ДДК), який широко використовується для інформаційного обміну в базових комплексах цифрового пілотажно-навігаційного обладнання (БКСПНО).

–  –  –

1.Розглянути структурну схему інформаційного каналу.

2. Перерахувати види та рівні електричних сигналів для аналогового та дискретно-аналогового типів функціональних зв'язків.

3. Подати у вигляді таблиці десяткові числа від 11 до 15 у двійковому коді (ДК) та двійково-десятковому коді (ДДК).

4. Перерахувати види та рівні електричних сигналів для дискретного типу функціонального зв'язку.

5. Описати процес квантування та навести оцінки похибки квантування.

Розділ 2. Прилади контролю роботи авіадвигунів та агрегатів ПС

–  –  –

Методи вимірювання тиску та розрідження. Класифікація манометрів за типом вимірюваного тиску. Принцип дії та конструктивні особливості електромеханічних манометрів типу ЕДМУ, ЕМ та ДІМ. Інформаційний комплекс тисків типу ІКД27. Похибки манометрів та способи їх компенсації. Характерні несправності та відмови.

Сигналізатор тиску. Вимірники крутного моменту та тяги.

Частотні перетворювачі тиску.

Методичні вказівки

Виявити принципи класифікації манометрів. Розглянути основні види чутливих пружних елементів манометрів. Вивчити принцип дії та конструктивні особливості дистанційних електромеханічних манометрів. Розглянути похибки манометрів та методи їх компенсації.

Познайомитись з особливостями експлуатації авіаційних манометрів.

З'ясувати сферу застосування частотних перетворювачів тиску.

–  –  –

1. Вказати переваги та недоліки різних типівманометрів.

2. Розглянути щонайменше двох схем електромеханічних авіаційних манометрів. Дати опис принципу дії схем.

3. Розглянути похибки манометрів та способи їх компенсації.

4. Навести принципову схему сигналізатора тиску.

5. Пояснити принцип дії частотного перетворювача тиску.

Тема 5. Авіаційні термометри

Методи вимірювання температури на борту ПС. Характеристики терморезисторів, які застосовуються в електричних термометрах опору. Принцип дії, важливі схеми, особливості конструкції, похибки термометрів опору.

Термоелектричні термометри. Характеристики термопар. Принцип дії, важливі схеми, особливості конструкції, похибки термоелектричних термометрів. Характерні несправності термометрів опору та термоелектричних термометрів.

Особливості біметалічних термометрів.

Методичні вказівки

Необхідно класифікувати методи вимірювання температури різних середовищ, що зустрічаються на ПС. Визначити розрахункові залежності опору від температури для металевих та напівпровідникових терморезисторів.

Ознайомитись з характеристиками найбільш застосовних терморезисторів.

Вивчити принципові схеми термометрів опору типу ТНВ і ТУЕР Розглянути похибки термометрів опору та методи їх компенсації.

Під час вивчення термоелектричних термометрів виявити характеристики термопар залежно від матеріалів електродів. Вивчити електричні схемитермоелектричних термометрів типу ТВГ, ТСТ, ТЦТ та компенсаційного типу. При розгляді похибок термоелектричних термометрів особливу увагу приділити методам компенсації методичної температурної похибки за рахунок зміни температури холодного спаю.

–  –  –

1. Дати порівняльну оцінку методів вимірювання температури на борту ПС.

2. Розглянути принцип дії та електричну схему термометра опору типу ТУЕ-48.

3. Вказати методичні та інструментальні похибки термометрів опору та методи їх компенсації.

4. Розглянути принцип дії та електричну схему термоелектричного термометра компенсаційного типу.

5. Вказати методичні та інструментальні похибки термоелектричних термометрів та методи їх компенсації.

Тема 6. Авіаційні тахометри

Методи виміру частоти обертання валу авіадвигуна. Магнітоіндукційні тахометри: принцип дії, принципові схеми, конструктивні різновиди. Рівняння шкали магнітоіндукційного тахометра. Похибки та способи їх компенсації. Характерні несправності.

Методичні вказівки

Авіаційні тахометри дають основну інформацію про частоту обертання валу авіадвигуна. Тому від цього приладу потрібна підвищена надійність і точність, що пояснює широке застосування дистанційних магнітоіндукційних тахометрів з використанням системи "електричного" валу.

Пропрацювати принцип дій та конструктивні особливості цього типу тахометра. Пояснити його основні похибки та способи їх компенсації.

Література: с. 68-77.

Запитання для самоперевірки

1. Навести перелік методів вимірювання частоти обертання валу двигуна та дати їм критичну оцінку за точністю та надійністю. Розглянути принцип роботи магнітоіндукційного тахометра.

3. Вказати принцип виникнення крутного моменту в магнітоіндукційному тахометрі.

4. Поясніть, як забезпечується синхронність обертання валу датчика з валом двигуна покажчика.

5. Розглянути температурні похибки магнітоіндукційного тахометра та методи їх компенсації.

Тема 7. Паливовимірювальні системи

Методи виміру кількості палива. Поплавкові паливоміри. Електроємнісні паливоміри: принципи дії, принципові схеми, особливості конструкції. Похибки та можливі несправності. Автомати програмної витрати та заправки палива. Автомати центрування. Принцип дії, будову, особливості використання.

Методи виміру витрати палива. Турбінні витратоміри. Принцип дії, важливі схеми, особливості конструкції. Похибки та можливі несправності. Перелік контрольованих параметрів та КПА.

Методичні вказівки

На сучасних ПС використовуються електродистанційні поплавкові та електроємнісні паливоміри. Необхідно звернути увагу на герметизацію датчиків паливної системи, залежність показань паливомірів від температури. Розглянути методичну температурну похибку електроємнісних паливомірів та методи її компенсації. Вивчити принципову схему вимірювальної частини електроємнісного паливоміру на основі самобалансуючих мостів змінного струму. Розібрати особливості отримання інформації про сумарний та критичний залишок палива в баках, звернути увагу на принципи контролю паливомірів.

При вивченні різних типів витратомірів миттєвої та сумарної витрати необхідно розглянути різні варіанти схемних рішень та їх основні похибки. Розглянути конструктивні особливості турбінних витратомірів, що набули найбільшого поширення. Звернути увагу на появу похибки при зміні температури навколишнього середовища та методи її компенсації. Потрібно дати аналіз роботи блоків поправки на щільність.

Література: с. 78-93.

Запитання для самоперевірки

1. Поплавковий паливомір та сутність його методичних похибок.

2. Розглянути принципову схему електроємнісного паливоміру. Пояснити вплив температури на електроємнісний датчик та паливо в баках, вказати методи компенсації температурних похибок.

3. Навести принципову схему сигналізатора рівня палива баку.

4. Розглянути принципову схему каналу миттєвої витрати палива турбінного витратоміра.

5. Розглянути принципову схему каналу сумарного запасу палива турбінного витратоміра.

–  –  –

Параметри вібрацій. Віброметри швидкості та прискорення. Конструктивні особливості, похибки, КПА. Амортизація приладів та систем.

Покажчики положення закрилків, стабілізатора, важелів керування двигуном тощо.

Комбіновані вказівники.

–  –  –

Для контролю рівня вібрацій та вібраційних навантажень застосовують вимірювачі вібрацій, датчики яких встановлюють у місцях вимірювання вібрацій. Розглянути типи датчиків вимірювання вібрацій. Встановити зв'язок величини вібраційних перевантажень, що у двигунах та інших системах ПС, зі ступенем зносу їх механічних елементів. Розглянути методи боротьби з вібрацією, визначити позитивну властивість вібрацій.

Вивчити основні принципи побудови покажчиків положення окремих елементів літака (закрилків, стабілізатора, важелів керування двигуном та ін.), розглянути дистанційні передачі та типи покажчиків.

Розкрити сутність методів зменшення числа приладів, що показують.

Показати, що суттєвим спрощенням контролю стану систем ЗС є застосування систем сигналізації та комбінованих приладів, що являють собою об'єднання кількох покажчиків в одному корпусі. Визначити перспективи використання електронних комбінованих приладів.

–  –  –

1. Розглянути принцип дії датчика вимірювання вібрації.

2. Визначити величину віброперевантаження та частоту власних коливань датчика вібрацій.

3. Навести перелік покажчиків заданого положення елементів конструкції ПС. Дати принципову схему покажчика становища, описати принцип дії.

4. Пояснити принцип роботи особливості комбінованого приладу контролю параметрів авіадвигуна.

5. Розглянути структурну схему віброметра швидкості.

Розділ 3. Висотне та кисневе обладнання ВС

–  –  –

Особливості впливу висотних польотів на організм людини, засоби захисту від впливу. Види герметичних кабін. Контрольно-сигнальна та регулююча апаратура герметичних кабін.

–  –  –

Вивчити вплив змін параметрів атмосфери організм людини.

Познайомитися з поняттями про аероболізм та кисневе голодування. Роль парціального тиску кисню в окислювальних процесах та кисневому постачанні організму. Процес утворення вуглекислоти, її роль дихальному процесі. Нормальні та мінімально допустимі величини парціального тиску кисню у вдихуваному та альвеолярному повітрі. Вологість повітря, її роль у дихальному процесі та теплообміні людського організму з навколишнім середовищем. Поняття про медичний та технічний кисень, правила поводження з киснем.

Фізіолого-гігієнічні вимоги до герметичних кабін ЗС. Класифікація герметичних кабін: вентиляційні, регенераційні, регенераційно-вентиляційні.

Мікроклімат та його характеристики, вимоги до параметрів мікроклімату.

Герметичність кабін та норми допустимого витоку повітря.

Комплект висотного обладнання для герметичних кабін (ГК).

Системи кондиціювання повітря у герметичних кабінах ПС. Параметри повітря ГК, що піддаються кондиціювання. Класифікація літакових систем кондиціювання повітря та їх схеми.

Регулює тиск повітря в кабіні ВС за висотою. Типи регуляторів, що застосовуються на сучасних ЗС.

Регулювання температури повітря ГК. Регулятори температури, що застосовуються у герметичних кабінах ПС.

–  –  –

1. Описати вплив змін параметрів атмосфери на організм людини.

Перерахувати технічні засоби, які забезпечують нормальну життєдіяльність екіпажу та пасажирів за умов висотного польоту.

2. Дати класифікацію герметичних кабін, перерахувати вимоги до характеристик мікроклімату.

3. Розглянути принципову схему регулятора тиску повітря у кабіні.

4. Навести кінематичну схему УВПД-15 та описати принцип дії.

5. Розглянути принципову схему покажчика витрат повітря з корекцією типу УРВК.

Тема 10. Кисневе обладнання ВС Кисень, його властивості та застосування.

Киснева система НД. Склад типового комплекту кисневого обладнання та особливості використання на борту ПС.

Принцип дії, пристрій, особливості експлуатації кисневих редукторів, покажчиків запасу кисню, індикаторів кисневих систем, кисневих приладів із надлишковим тиском, експлуатаційні характеристики балонів високого та низького тиску, рідинних газифікаторів.

–  –  –

Визначити призначення кисневого обладнання, типовий комплект кисневого обладнання, вивчити схеми різних системкисневого обладнання, типи регуляторів подачі кисню, їх експлуатаційні характеристики

–  –  –

1. Розкрити призначення кисневого обладнання на борту ПС, навести структурні схеми кисневого обладнання низького та високого тиску.

2. Відмінні риси роботи трьох систем кисневого харчування. Накреслити їхні структурні схеми.

3. Розкрити призначення кисневих приладів із надлишковим тиском. Описати роботу регулятора надлишкового тиску за схемою.

4. Описати роботу покажчиків запасу газоподібного та рідкого кисню.

5. Описати роботу індикаторів кисневих систем перервної та безперервної подачі кисню.

Розділ 4. Вимірники барометричної висоти польоту Тема 11.

Вимірники барометричної висоти польоту Методи виміру висоти польоту. Приймачі повітряних тисків та системи живлення аерометричних приладів. Теорія барометричних висотомірів.

Висотоміри механічні та електромеханічні. Коректори та коректоризадатчики висоти.

Методичні вказівки Необхідно ознайомитись із будовою земної атмосфери та її параметрами, що відповідають стандартній атмосфері (СА). Основні закономірності для побудови барометричних висотомірів слід одержати у вигляді стандартної барометричної та гіпсометричної формул. При вивченні барометричних висотомірів слід приділити особливу увагу методичним і інструментальним похибкам і методам їх компенсації.

Розібрати принципи роботи, схеми механічних та електромеханічних вимірювачів висоти польоту.

–  –  –

1. Види висот. Методи виміру висоти польоту. Стандартна атмосфера. Барометричні та гіпсометричні формули.

2. Схема механічного висотоміру. Методичні та інструментальні похибки та методи їх компенсації.

3. Принцип роботи та схема електромеханічного висотоміра. Похибки та методи їх компенсації.

4. Принцип роботи та схема коректора висоти типу KB,

5. Коректор-задатчик висоти типу КЗВ. Схема, принцип дії.

–  –  –

Види швидкостей польоту. Основні залежності. Навігаційний трикутник швидкостей. Вимірники індикаторної (приладової) та істинної повітряної швидкості польоту. Комбіновані вказівники швидкості. Вказівники числа М.

Варіометри.

–  –  –

Вимірники швидкості польоту необхідно вивчати на основі вирішальних залежностей та методів їхньої конструктивної реалізації в приладах. Вивчити методи компенсації інструментальних та методичних похибок, кінематичні та електрокінематичні схеми приладів.

–  –  –

1. Види швидкостей польоту. Навігаційний трикутник швидкостей.

2. Принцип дії вимірників індикаторної швидкості польоту.

3. Принцип дії вимірювача істинної швидкості польоту електричним виходом. Навести основні залежності його роботи.

4. Принцип дії комбінованого покажчика швидкості.

5. Принцип дії вимірювача числа М.

6. Принцип дії варіометрів.

Розділ 6. Інформаційно-вимірювальні системи та комплекси висотно-швидкісних параметрів Тема 13.

Інформаційні вимірювальні системи та комплекси висотношвидкісних параметрів Системи повітряних сигналів. Інформаційні комплекси висотношвидкісних параметрів. Принципи побудови. Функціональні схеми. Основні функціональні залежності. Автомат кутів атаки та сигналізації навантаження (АУАСП).

–  –  –

На початку вивчення теми потрібно з'ясувати необхідність застосування та переваги комплексного визначення висотношвидкісних параметрів.

Проаналізувати роботу різних типів повітряних сигналів, основні функціональні залежності. Вивчити функціональні схеми систем повітряних сигналів із цифровими обчислювачами та їх переваги.

Проаналізувати особливості побудови інформаційних комплексів висотношвидкісних параметрів.

Література: [l], с. 170-197; с. 7-9; с. 50-55.

–  –  –

1. Структурна схема СВС-ПН. Призначення елементів. Основні функціональні залежності обчислення швидкості, висоти, числа М.

2. Система СВС з обчислювальними пристроями, суміщеними з покажчиками. Реалізація потенціометричної схеми віднімання у каналі індикації висоти.

3. Система СВС з обчислювальними пристроями, суміщеними з покажчиками. Реалізація потенціометричної схеми розподілу в каналі індикації числа М.

4. Система СВС з обчислювальними пристроями, суміщеними з покажчиками. Реалізація реостатної бруківки схеми множення в каналі індикації швидкості.

5. Функціональна схема СВС із цифровим обчислювачем. Призначення головних блоків.

6. Функціональна схема СВС з урахуванням мікропроцесорів з каналом інформаційного обмена. Переваги. Призначення головних блоків.

7. Функціональна схема ІКВСП із трьома СВС. Принцип дії.

–  –  –

Фізичні засади гіроскопічних явищ. Рівняння руху гіроскопа з трьома ступенями свободи. Основні властивості та характеристики гіроскопів із трьома ступенями свободи. Особливості технічної реалізації гіроскопів.

–  –  –

Вивчення гіроскопа слід розпочати з визначення коріолісового прискорення та виведення рівняння гіроскопічного моменту. Потім необхідно вивчити рівняння руху гіроскопа з трьома ступенями свободи та розглянути його рух під дією імпульсу моменту та під дією постійно діючих моментів зовнішніх сил. На основі цих висновків визначити основні властивості гіроскопа з трьома ступенями свободи.

–  –  –

1. Дати поняття коріолісового прискорення та гіроскопічного моменту.

2. Навести висновок рівнянь руху гіроскопа з трьома ступенями свободи.

3. Визначити рух гіроскопа під впливом імпульсу моменту.

4. Визначити рух гіроскопа під впливом постійно діючого моменту зовнішніх сил.

5. Визначити основні властивості гіроскопа із трьома ступенями свободи.

ПЕРЕЛІК лабораторних робіт

1. Дослідження диференціального індуктивного манометра типу ДІМ.

2. Дослідження магнітоіндукційного тахометра ІТЕ.

3. Дослідження термометра опору ТУЕ-48.

4. Дослідження барометричного висотоміра ВЕМ-72.

5. Дослідження системи повітряних сигналів СВС-85

6. Дослідження триступеневого астатичного гіроскопа.

МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ З КУРСОВОГО ПРОЕКТУВАННЯ

–  –  –

Курсове проектування виконується з метою набуття інженерних навичок щодо виконання самостійної розрахунково-конструкторської роботи.

У процесі проектування студенти використовують матеріал, отриманий щодо загальнотехнічних і спеціальних дисциплін, а також застосовують довідкову та навчальну літературу для розрахунку та конструювання авіаційного приладового обладнання з урахуванням особливостей експлуатації в ГА.

Обсяг та зміст курсового проекту

Номер завдання та варіант вихідних даних курсового проекту студентами заочної форми навчання обираються відповідно до двох останніх цифр номера залікової книжки. При цьому номер завдання вибирається за останньою цифрою залікової книжки, а номер варіанта вихідних даних – за передостанньою цифрою. Студенти, у яких номер залікової книжки закінчується на цифри 1, 3, 5, 7, 9, виконують курсовий проект за завданням № 1 на тему «Датчик кутових швидкостей із електричною пружиною», а студенти, у яких номер залікової книжки закінчується на цифри 0 , 2, 4, 6, 8 виконують курсовий проект за завданням № 2 на тему «Маятниковий компенсаційний акселерометр».

За погодженням із завідувачем кафедри може бути видано індивідуальне завдання з тематики науково-дослідної роботи кафедри, модернізації лабораторної бази кафедри або відповідно до профілю роботи студента.

Курсовий проект складається з пояснювальної записки та конструкторськографічної розробки. Розрахункова частина викладається в пояснювальній записці, яка повинна бути виконана в машинописному вигляді або рукописному вигляді чорним або синім чорнилом (пастою) на одній стороні аркуша формату А4 (210297). За змістом вона має відповідати завданню на проект та мати нумерацію сторінок, нумеровані посилання на літературні джерела.

Пояснювальна записка включає:

1. Технічні дані проектованого приладу (датчика).

2. Вибір, обґрунтування та опис принципу дії та конструкції приладу (датчика).

3. Відповідно до завдання на проект, виконані розрахунки. У записці повинні бути визначені похибки, обумовлені в завданні, і показано, що прилад (датчик), що проектується, задовольняє технічним вимогам. Складні розрахунки доцільно проводити на ПЕОМ.

4. Аналіз питань, включених у завдання на курсовий проект.

5. Висновки (висновок).

6. Список літератури.

Графічна частина курсового проекту виконується одному листі формату А1 у повній відповідності до ЕСКД. На першій половині аркуша – складальний креслення формату А2 приладу (датчика), що розробляється, на другій половині аркуша – складальний креслення формату А3 найбільш відповідального вузла і креслення двох деталей формату А4, що входять до складу вузла. Структурна та принципові схеми приладу (датчика) наводяться в пояснювальній записці.

Захист курсового проекту

Виконаний курсовий проект, підписаний студентом та допущений керівником до захисту, подається на розгляд комісії, до складу якої входить не менше двох викладачів. Студент повідомляє про виконану роботу та відповідає на запитання членів комісії.

Критерієм оцінки, що виставляється, є знання матеріалу за проектованим приладом (датчиком), оригінальність прийнятих рішень, якість оформлення пояснювальної записки та графічної частини, а також правильність і повнота відповідей.

Після захисту курсового проекту креслення складається «гармонікою» згідно з вимогами ГОСТ 2.501–88, щоб основний напис креслення опинився на лицьовій стороні складеного листа в нижньому правому кутку.

–  –  –

Номер завдання 2 Тема проекту Маятниковий акселерометр.

Технічні дані- Подані в табл.5.

ні Час перехідного процесу трохи більше 0,01 з.

Перерегулювання трохи більше 20 %.

Конструктивна Розробити конструкцію маятникового компенсаційного акселерометра.

Аналіз Проаналізувати шляхи підвищення точності та характерні несправності маятникового компенсаційного акселерометра.

Література , , , , .

–  –  –

ВСТУП

Завдання вивчення дисципліни

КОНТРОЛЬНІ РОБОТИ

ЛІТЕРАТУРА

ПРОГРАМА ТА МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ

Розділ 1. Принципи побудови та основи теорії АПіІВС

Розділ 2. Прилади контролю роботи авіадвигунів та агрегатів ПС.

8 Розділ 3. Висотне та кисневе обладнання ПС

Розділ 4. Вимірники барометричної висоти польоту

Розділ 5. Вимірники швидкості польоту та числа М

Розділ 6. Інформаційно-вимірювальні системи та комплекси висотношвидкісних параметрів

Розділ 7. Основи прикладної теорії гіроскопа

ПЕРЕЛІК лабораторних робіт

МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ З КУРСОВОГО ПРОЕКТУВАННЯ.... 19

Захист курсового проекту

Завдання на курсовий проект

ДОДАТОК

Схожі роботи:

««NAUKARASTUDENT.RU» Електронний науково-практичний журнал Графік виходу: щомісячно Мови: російська, англійська, німецька, французька ISSN: 2311-8814 ЕЛ № ФС 77 57839 від 25 квітня 2014 року Козлов П.Є. Засновник: Соколова О.С. Місце видання: м. Уфа, Російська Федерація Прийом статей на e-mail: [email protected]Місце видання: м. Уфа, Російська Федерація Каххаров А.А. Особливості викладання накреслювальної...»

« «Тамбовський державний технічний університет» В. В. Биковський, Є. В. Биковська, І. В. Редькін СУЧАСНИЙ СТАН І ПРОГНОЗ РОЗВИТКУ РЕГІОНАЛЬНИХ ЕНЕРГЕТИЧНИХ СИСТЕМ Рекомендовано Науково-технічною порадою ТДТУ» УДК 620.9:33(470).326 ББК У305.142 Б95...»

«Міністерство освіти і науки Російської Федерації Федеральна державна бюджетна освітня установа вищої професійної освіти «Тамбовський державний технічний університет» В. В. ЛЕДЕНЬОВ БУДІВНИЦТВО ТА МЕХАНІКА Затверджено Вченою радою університету як короткий довідник для аспірантів, магістрантів та студентів 1 УДК 624.04(075.8) ББК Н581.1я73 Л39 Рецензенти: Доктор технічних наук, професор,...»

«УДК316 Станіславський Петро Володимирович здобувач кафедри соціології та психології Південно-Російського державного політехнічного університету імені М.І. Платова [email protected] Pyotr V. Stanislavsky competitor of department of sociology and psychology The southern Russian state polytechnical university of M. I. Platov [email protected]Безпека молодої сім'ї в контексті подолання ризиків демографічного розвитку Росії.

«ДОВІДКА про матеріально-технічне забезпечення освітнього центру «RепетітоR» Адреса Призначення Власність Повне Документ Кадастровий Номер Реквізити N п/п (місце розташування) оснащених або інше найменування (або умовний) запису висновків, будови, будівель, будівель, будівель, речове право власника номер об'єкта реєстрації виданих споруд, споруд, (оперативне (орендодавця, виникнення нерухомості та органами, приміщення приміщень управління, позикодавця) ення в Єдиному...»

«МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ МІНІСТЕРСТВО ДЕРЖАВНЕ БЮДЖЕТНА освітня установа вищої професійної освіти« САМАРСЬКИЙ державний технічний університет »К а ф е д р а« Загальнотеоретичні дисципліни »С.Н. КОСІНОВА А.Є. ЛУК'ЯНОВ О.П. ЧУРИКОВ ФІЗИКА Збірник завдань для заочників Самара Самарський державний технічний університет Друкується за рішенням редакційно-видавничої ради СамДТУ УДК 530 К Косінова С.М., Лук'янов А.Є., Чуриков...»

«Короткий звіт про діяльність технологічної платформи «Розвиток російських світлодіодних технологій» у 2011 році Розділ 1. Формування складу учасників технологічної платформи. Технологічну платформу «Розвиток російських світлодіодних технологій» було створено відповідно до Протоколу президії Урядової комісії з інновацій від 3 березня 2011 року. Метою функціонування Платформи є розвиток у Росії нового напряму промисловості, заснованого на нанотехнологіях:...»

«ФЕДЕРАЛЬНЕ АГЕНТСТВО З ТЕХНІЧНОГО РЕГУЛЮВАННЯ ТА МЕТРОЛОГІЇ Н АЦ І О Н А Л ЬН ИЙ ГОСТ Р С Т А Д АР Т 56830 – Р О С І Й СК О Й я 2010 10 10 ЛОПАСТНИХ НАСОСІВ Загальні технічні вимоги Видання офіційне Москва Стандартінформ ГОСТ Р 56830 – 2015 Передмова 1 Розроблено робочою групою, що складається з членів Експертної ради з механізованого видобутку нафти за підтримки ТОВ «Нафтогазова вертикаль», ЗАТ...

«Іркутський державний технічний університет Науково-технічна бібліотека Автоматизована система книгозабезпеченості навчального процесу Рекомендована література з навчальної дисципліни Теорія автоматичного управління № п/п Короткий бібліографічний опис Електронний Гриф Поличний Кількість екз. індекс 1) Автоматизація технологічних та виробничих процесів у 658.0 18 прим. машинобудуванні: навч. для студентів вузів за напрямом А22 Конструкторсько-технологічне забезпечення...»

«УДК 372.874 СЕНСИТИВНІ УМОВИ, ЩО ЗДІЙСНЮЮТЬ ФОРМУВАННЯ ЕМОЦІОНАЛЬНОГО ВИРАЗУВАЛЬНОГО ОБРАЗУ ЛЮДИНИ В МАЛЮВАННІ ДІТЕЙ СТАРШОГО ДОШКІЛЬНОГО ВІКУ. ФДБОУ ВПО «Московський державний гуманітарний університет імені М.О. Шолохова», Москва, Росія, Автономне дошкільне освітня установамуніципального освіти м. Довгопрудний центр розвитку дитини – дитячий садок № 26 «Незабудка», [email protected]Для повноцінного зображення людини старшими дітьми...»

«ДІАГНОСТИКА ТЕХНІЧНИХ ПРИСТРІЙ Москва Видавництво МДТУ ім. н.е. Баумана УДК 681.2+621.791 ББК 30.14+30.82 Д44 Автори: Г.А. Бігус, Ю.Ф. Данієв, Н.А. Бистрова, Д.І. Галкін Рецензенти: академік Н.П. Альошин; доктор технічних наук В.С. Котельников Діагностика технічних пристроїв/ [Р. А. Бігус, Д44 Ю. Ф. Данієв, Н. А. Бистрова, Д. І. Галкін]. - M.: Вид-во МДТУ ім. н.е. Баумана, 2014 – 615, с. : іл. ISBN 978-5-7038-3925-6 У монографії наведено основні поняття технічної діагностики -...»

«ІНФОРМАЦІЙНО – АНАЛІТИЧНА ДОВІДКА про службову діяльність підрозділів Тилу ГУ МВС Росії по Ростовській області за 9 місяців 2014 року Відомості про фінансування за рахунок коштів федерального бюджету Відповідно до Федерального закону Російської Федераціївід 07.02.2011 року №3 – ФЗ «Про поліцію» фінансове забезпечення діяльності поліції, включаючи гарантії соціального захисту співробітників поліції, виплат та компенсацій, що надаються (виплачуються) співробітникам поліції, членам їх сімей та особам,...»

Якушенков Віктор Васильович Тарасов – доктор технічних наук, професор, генеральний директор ВАТ «ЦНДІ «Циклон». Добре відомі його роботи в галузі створення високочутливих матричних приймачів випромінювання на основі мікроболометричних чутливих шарів, структур з множинними квантовими ямами та надграт типу II. Піонерськими...»

«БІБЛІОГРАФІЧНИЙ ПОКАЖЧИК КНИГ, ЩО НАСТУПИЛИ В БІБЛІОТЕКУ в червні – вересні 2014 р. БІБЛІОТЕЧНА СПРАВА (02) 1. 025 Б 59 Бібліотечно-бібліографічна класифікація: 6: 3 Ж/О Техніка. Технічні науки/гол. ред. Е. Р. Сукіасян. - М.: Пашків будинок, 2013. - 784 с. Примірники: всього:1 обр(1) ВІЙСЬКОВА СПРАВА (ББК 68) ВІДДІЛЬНІ ВИДИ ЗБРОЙЛЕНИХ СИЛ 2. 68.5/7 Р 30 Рдултовські читання 2012: матеріали Третьої Всеросійської наук.-техн. конференції, 10-12 жовтня...»

«ДЕРЖАВНИЙ КОНТРАКТ № 16-ФБ від 07.08.2013р. «Розробка проекту правил використання Заїнського водосховища». Шифр П-13-79. Етап 7. ЗМІСТ Вступ 1. Обмеження експлуатації Заїнського водосховища та заходи щодо підтримки його належного санітарного та технічного стану 1.1. Постійні обмеження 1.2. Тимчасові сезонні обмеження 1.3. Заходи щодо підтримки належного санітарного стану водосховища 1.4 Заходи щодо запобігання замулення водосховища 1.5....»

2016 www.сайт - «Безкоштовна електронна бібліотека - Наукові публікації»

Матеріали цього сайту розміщені для ознайомлення, всі права належать їхнім авторам.
Якщо Ви не згодні з тим, що Ваш матеріал розміщений на цьому сайті, будь ласка, напишіть нам, ми протягом 1-2 робочих днів видалимо його.

Модуль 1. АВІАЦІЙНІ ПРИЛАДИ ТА ДАТЧИКИ

Розділ 1. ЗАГАЛЬНІ ВІДОМОСТІ ПРО АВІАЦІЙНІ ПРИЛАДИ, ВИМІРЮВАЛЬНО-ВИЧИСЛЮВАЛЬНІ СИСТЕМИ І КОМПЛЕКСИ

Лекція 1. Характеристика дисципліни та її роль у підготовці фахівця. Датчики, інформаційно-вимірювальні системи та комплекси у приладовому обладнанні літальних апаратів

Розвиток та ефективність застосування авіаційної техніки нерозривно пов'язані з удосконаленням бортових засобів інформаційного забезпечення процесу пілотування літальних апаратів. Ускладнення та покращення льотно-технічних характеристик авіаційної техніки, збільшення швидкостей, дальності та висот польоту, розширення кола виконуваних функціональних завдань та зростаючі вимоги до безпеки польотів визначають значне підвищення вимог до точності та швидкодії засобів вимірювання та визначення пілотажних, навігаційних та інших параметрів руху, режимів роботи силової установки, агрегатів та окремих систем.

Необхідність урахування численних факторів та випадкових збурень, використання принципів оптимальної фільтрації та комплексування, широке застосування для обробки, перетворення та відображення інформації засобів обчислювальної техніки зумовили виділення у складі приладового обладнання літальних апаратів вимірювально-обчислювальних систем та комплексів різного призначення. Вимірювально-обчислювальні системи вирішують завдання сприйняття та вимірювання первинних інформативних сигналів, автоматичного збору, передачі та спільної обробки вимірювальної інформації, видачі результатів у формі, зручній для сприйняття екіпажем, введення в системи автоматичного керування, подачі в інші технічні системилітального апарату.

Підготовка фахівців у галузі розробки виробництва та експлуатації авіаційних приладів та датчиків, вимірювально-обчислювальних систем та приладових комплексів передбачає вивчення методів вимірювання пілотажних та навігаційних параметрів польоту, параметрів режиму роботи силової установки та агрегатів, параметрів стану навколишнього середовища, принципів побудови та формування первинних інформативних сигналів , алгоритмів обробки інформації у вимірювальних каналах, статичних та динамічних характеристик та похибок, шляхів підвищення точності та напрямів удосконалення бортових авіаційних приладів, вимірювально-обчислювальних систем та комплексів літаків та гелікоптерів, що розкриваються в рамках даного навчального посібника.

Навчальний посібник дозволяє обґрунтовано проводити інженерні розрахунки, аналіз та синтез вимірювальних каналів авіаційних приладів, вимірювально-обчислювальних систем та комплексів різного призначення на етапах технічної пропозиції, ескізного та технічного проектування з прив'язкою до реальних об'єктів авіаційної техніки.

Необхідність в отриманні інформації про стан того чи іншого процесу або об'єкта виникає у всіх галузях науки і техніки при проведенні різних фізичних експериментів, при контролі виробничих і технологічних процесів, при управлінні об'єктами, що рухаються, і т. п. При цьому вимірювання є основним методом, що дозволяє отримати первинну кількісну інформацію про величини, що характеризують досліджуваний чи контрольований об'єкт чи процес. Інформація, яка отримується в результаті вимірювань, називається вимірювальною інформацією. При цьому важливу роль відіграє точність вимірювання, що безпосередньо залежить від точності вимірювального пристрою, що є технічним засобом отримання інформації про контрольований процес.

Точність вимірювального пристрою визначається його принципом дії, структурною побудовою, вибором конструктивних параметрів функціональних елементів, заходами, що використовуються зниження статичних і динамічних похибок та іншими особливостями його реалізації.

Для забезпечення заданої точності вимірювальних пристроїв необхідно вже на цьому етапі проектування проводити дослідження щодо вибору структури та параметрів, виявлення та подальшого обліку зовнішніх та внутрішніх дестабілізуючих факторів, використання ефективних методів усунення їх впливу на якість роботи вимірювального пристрою.

Терміни та визначення основних понять у галузі вимірювань, вимірювальних приладів та систем нормовані РМГ 29-99 та ГОСТ Р8.596-2002.

Вимірюваннямназивається знаходження значення фізичної величини досвідченим шляхом за допомогою спеціальних технічних засобів.

Результат вимірує значення фізичної величини, знайденої її вимірювання.

Вимірювальна інформація– це кількісна оцінка стану матеріального об'єкта, одержувана експериментально, шляхом порівняння параметрів об'єкта з мірою (уречевленою одиницею виміру).

Вимірювання засновані на певній сукупності фізичних явищ, що являють собою принцип вимірів. Вони здійснюються за допомогою технічних засобів вимірів, що використовуються при вимірах та мають нормовані метрологічні параметри.

Засоби вимірівділяться на заходи, вимірювальні перетворювачі, вимірювальні прилади, вимірювальні установки та вимірювальні системи (інформаційно-вимірювальні системи).

міра- Засіб вимірювань, призначений для сприйняттяфізичної величини заданого розміру(наприклад, одиниці виміру, її дробового чи кратного значення). Приклад міри – мірна лінійка (метр), що є мірою довжини.

Вимірювальний перетворювач– засіб вимірювань для вироблення сигналу вимірювальної інформації у формі, зручній для передачі, подальшого перетворення, обробки та (або) зберігання, але не піддається безпосередньому сприйняттю спостерігачем.

За місцем розташування вимірювального перетворювача у загальній структурі приладу, пристрої або системи виділяють первинний вимірювальний перетворювач, вторинний і т. д., включаючи вихідний вимірювальний перетворювач.

За принципом дії розрізняють термоелектричний, механічний, пневматичний тощо вимірювальні перетворювачі.

По виду основного інформативного сигналу або характером вимірювального перетворення сигналів розрізняють, наприклад, резистивний, індуктивний, ємнісний, пневмоелектричний.

За варіантом виконання і формою перетворюваних сигналів перетворювача виділяють електронні, аналогові, цифрові тощо вимірювальні перетворювачі.

Окрім терміну "вимірювальний перетворювач" використовується близький до нього термін - "датчик".

Датчик– це один або кілька вимірювальних перетворювачів, що служать для перетворення вимірюваної неелектричної величини в електричну та об'єднаних у єдину конструкцію.

Термін датчик зазвичай застосовують у поєднанні з фізичною величиною, для первинного перетворення якої він призначений: датчик тиску, датчик температури, датчик швидкості тощо.

Вимірювальний пристрій– засіб вимірювань, призначений для вироблення сигналу вимірювальної інформації у формі, доступноюдля безпосереднього сприйняття спостерігачем.

Вимірювальна установка– сукупність функціонально об'єднаних засобів вимірювань, призначена для вироблення кількох сигналів вимірювальної інформації у формі, зручноюдля безпосереднього сприйняття спостерігачем та розташована в одному місці. Вимірювальна установка може містити у своєму складі заходи, вимірювальні прилади та різні допоміжні пристрої.

Вимірювальна система– це сукупність засобів вимірювань (заходів, вимірювальних приладів, вимірювальних перетворювачів) та допоміжних пристроїв, з'єднаних між собою каналами зв'язку, призначена для вироблення сигналів вимірювальної інформації у формі, зручній для автоматичної обробки, передачі та (або) використання в автоматичних системах управління.

У зв'язку з переходом до отримання та використання результатів багаторазових вимірювань, що становлять потік вимірювальної інформації про безліч однорідних або різнорідних вимірюваних величин, виникла проблема їх сприйняття та обробки за обмежений час, створення засобів, здатних розвантажити людину (екіпаж) від необхідності збирання, обробки та подання у формі, доступній для сприйняття та введення в пристрої керування або інші технічні системи. Вирішення цієї проблеми призвело до появи нового класу засобів вимірювання, призначених для автоматизованого збору інформації від об'єкта, перетворення її, обробки та роздільного чи інтегрального (узагальненого) уявлення. Такі засоби (і не лише бортові) спочатку отримали назву інформаційно-вимірювальні системи чи вимірювальні інформаційні системи(ІІС). В останні роки все частіше їх називають вимірювально-обчислювальними системами (ІТТ).

Інформаційно-вимірювальні системи та вимірювально-обчислювальні системи– це сукупність функціонально об'єднаних вимірювальних, обчислювальних та інших допоміжних технічних засобів для отримання вимірювальної інформації, її перетворення, обробки з метою представлення споживачеві (у тому числі введення в автоматичні системиуправління) у необхідному вигляді, або автоматичного здійснення логічних функційконтролю, діагностики, ідентифікації.

У загальному випадку під ІІC (ІТТ) розуміють системи, призначені для автоматичного отримання кількісної інформації від об'єкта, що вивчається (контрольованого), шляхом процедур вимірювання та контролю, обробки цієї інформації за певним алгоритмом і видачі її у формі, зручній для сприйняття або подальшого використання для управління об'єктом. та вирішення інших завдань.

У складі ІІС та ІТТ об'єднуються технічні засоби, починаючи від датчиків і задатчиків і закінчуючи пристроями видачі інформації, а також усі алгоритми та програми, необхідні як для управління роботою системи, так і дозволяють вирішувати вимірювальні, обчислювальні та допоміжні завдання.

Можливе об'єднання вимірювальних, інформаційно – вимірювальних та вимірювально-обчислювальних систем у вимірювальні, інформаційно – вимірювальні та вимірювально-обчислювальні комплексиз метою забезпечення спільної (комплексної) обробки їх інформації з необхідною точністю та надійністю.

По завершенню вивчення теоретичного матеріалу та виконання лабораторних та практичних робіткурсанти повинні знати: роль авіаційних приладів та інформаційно-вимірювальних систем у забезпеченні безпеки польотів; вимоги міжнародної організації цивільної авіації ІКАО до бортової авіоніки цивільних повітряних суден; основи теорії, принципи дії, конструктивні особливості та основні експлуатаційні характеристики авіаційних приладів та інформаційно-вимірювальних систем; принципи розрахунку та конструювання авіаційних приладів та інформаційно – вимірювальних систем; цілі та способи комплексної обробки навігаційної інформації.

По завершенню вивчення теоретичного матеріалу та виконання лабораторних та практичних робіт курсанти повинні вміти: аналізувати роботу авіаційних приладів та інформаційно-вимірювальних систем; використовувати контрольно-повірочну апаратуру та вимірювальні прилади при дослідженні авіаційних приладів та інформаційно-вимірювальних систем повітряного судна. аналізувати причини відмов та несправностей авіаційних приладів та інформаційно-вимірювальних систем.

По завершенню вивчення теоретичного матеріалу та виконання лабораторних та практичних робіт курсанти мають бути обізнані: в основних напрямках розвитку авіаційних приладів та інформаційно – вимірювальні системи; в особливостях льотної експлуатації авіаційних приладів та інформаційно-вимірювальних систем.

Література основна: Д. А. Браславський. "Авіаційні прилади та автомати" - М.: "Машинобудування" О.І.Михайлов, І.М.Козлов, Ф.С.Гергель Авіаційні прилади. М.: «Машинобудування» В.Г.Воробйов, В.В.Глухов, А.Л.Грохольський та ін. Під ред. В.Г.Воробйова «Авіаційні прилади та вимірювальні системи» - М.: «Транспорт»

Література додаткова: В.І.Купреєв. «Бортові обчислювальні пристрої»-М: Транспорт Під ред. П.А.Іванова. «Апаратура виміру курсу та вертикалі на повітряних суднах цивільної авіації» -М.: «Машинобудування» В.Ю.Алтухов, В.В.Стадник. «Гіроскопічні прилади, автоматичні бортові системиуправління літаків та їх технічна експлуатація»-М.: «Машинобудування» Н.М. Богданченко. «Курсові системи та навігаційні обчислювачі літаків цивільної авіації»-М.: «Транспорт»

Навчальні питання Предмет, мета, основні завдання дисципліни та її структура Призначення, склад авіаційних приладів та інформаційно-вимірювальних систем (АП та ІІС) повітряних суден (ВС) Класифікація похибок АП та ІІС ВС Умови експлуатації АП та ІІС ВС

За способом управління прилади поділяють на дистанційні недистанційні. Для дистанційного приладу характерна наявність лінії зв'язку, що з'єднує датчик і індикатор, що рознесені на деяку відстань. Лінія зв'язку може бути механічною, гідравлічною, електричною, пневматичною тощо.

Прилади з безпосередньою видачею інформації поділяють: на прилади з індикацією інформації як цифрових чи аналогових даних; на прилади з видачею зображення у вигляді силуету літака, екрана з картою обстановки тощо; на прилади, що видають інформацію як світлові табло з написами; на прилади, що видають інформацію у вигляді звукового сигналу, та ін.

Причинами виникнення похибок вимірів є: неточність математичного описуфункціональної залежності, неповнота її реалізації у вимірювальному засобі, наявність перешкод і збурень, що впливають значення параметрів функції перетворення і т.д.

Методичні похибки визначаються недостатньою розробленістю методу виміру чи наближеністю реалізації функції перетворення на конструкції вимірювального засобу. Інструментальні похибки обумовлюються неточністю виготовлення елементів вимірювального засобу, зміною їх параметрів під впливом довкілля, недосконалістю матеріалів, у тому числі вони виготовляються, тощо.

Абсолютні похибки Абсолютні похибки ІУ виражаються в одиницях вимірюваної величини х або в одиницях вихідного сигналу. Абсолютна похибка ІУ в одиницях вимірюваної величини (наведена до входу ІУ) дорівнює різниці між його показанням х та дійсним значенням вимірюваної величини хо: х = х – х о. Абсолютна похибка ВП у одиницях вихідного сигналу (наведена до виходу ВП) у = у – уо, де у – фактичний вихідний сигнал; уо - ідеальний вихідний сигнал (значення вихідного сигналу, що відповідає дійсному значенню вимірюваної величини відповідно до заданої характеристики). ІУ – вимірювальний пристрій, під яким розуміється прилад чи датчик

Розглядаючи мале збільшення сигналу у як диференціал функції у = ƒ(х), можна отримати наближений зв'язок між похибками х і у: у = · х = S · х де S - чутливість ІУ. Цей зв'язок ілюструється графіком (рис.), на якому суцільною лінією зображена задана (ідеальна) характеристика ІУ, а пунктирною лінією, що з'єднує ряд експериментально знятих точок, фактична (реальна) характеристика. , уо), але в реальної характеристиці – точка У (хо, у). Відрізок АВ = у - уо = у виражає абсолютну похибку ІУ в одиницях у. Якщо точку Спроектувати паралельно осі х на ідеальну характеристику, то отримаємо точку С (х, у). Відрізок СВ = х - хо = х виражає абсолютну похибку в одиницях х. З трикутника АВС випливає зв'язок між х та у у / х = ту ms tgӨ = S, де ms і ту – масштаби графіка по осях х і у; Ө – кут ВСА. Мал. До визначення абсолютної похибки

Відносна похибка Відносна похибка ІУ дорівнює відношенню абсолютної похибки х або у до поточного значення відповідної величини х або у: η х = х/х; η y = у / у Якщо характеристика приладу лінійна і проходить через початок координат (у = Sх), то η = х / х = у / у

Наведена відносна похибка Наведена відносна похибка ІУ дорівнює відношенню абсолютної похибки х або у відповідної абсолютної величини діапазону вимірювання х Д або у Д: ζx = х / х Д; ζy = у/у Д Якщо характеристика ІУ лінійна (у = А + Sх), то ζ = х/х Д = у/у Д.

Авіаційні прилади та вимірювальні системи в процесі льотної експлуатації зазнають зовнішніх впливів: зміни температури та тиску навколишнього середовища, механічних ударів, лінійних прискорень, вібрації, пилу, вологості тощо. Вимоги до літакового обладнання, умови його експлуатації та випробувань встановлюються нормами льотної придатності цивільних літаків (НЛГС-3).

Авіаційне обладнання залежно від розміщення літаком поділяється на обладнання, розташоване: у відсіках з регульованою температурою; у відсіках з нерегульованою температурою та в зонах, що контактують із зовнішнім потоком повітря; у рухових відсіках.

1. Характеристика висотношвидкісних параметрів.

Відповідь: До висотно швидкісних параметрів відносяться: вертикальна швидкість, повітряна швидкість (справжня, приладова), число М, температура зовнішнього повітря кути атаки та ковзання, тиск

Барометрична висота- відносна висотапольоту, що вимірюється від умовного рівня (рівень аеродрому або середній рівень моря ізобарична поверхня, що відповідає тиску 101325 Па) за допомогою барометричного висотоміра

Справжньої повітряноїшвидкістю називається швидкістьпереміщення ВС щодо повітряноїмаси. Справжня швидкість Vіст використовується екіпажем з метою літаководіння. Приладова швидкість Vпр використовується льотчиком для пілотування.

Приладова швидкість- швидкість НД без урахування руху повітряних мас

Для виміру висотно-швидкісних параметрів використовуються різні датчики, Наприклад КУС-730 \ 1100, ВБЕ-2, ВАР-30, УВІД, РОЗУМ-1 і т.д.

Поряд із приладами та датчиками на літаках застосовують системи повітряних сигналів (СВС), які називають також централями швидкості та висоти. Вони призначені для комплексного вимірювання цих параметрів та централізованого постачання ними різних споживачів. Система СВС-ПН з безконтактним обчислювачем вирішуються розрахункові формули щодо висоти, швидкості істиною, і числа М. (порядок отримання формул описано на стор.172 підручника Габца). Також є СВС з обчислювальним пристроєм, поєднаними з покажчиками. В основу пристроїв покладено мостові схеми. Для визначення числа М використовується потенціометрична схема поділу, для знаходження температури зовнішнього повітря та терміновості – реостатні мостові схеми множення, для обчислення висоти Нотн потенціометрична схема віднімання. У всіх цих схемах на вхід підсилювача надходить сигнал неузгодженості з потенціометрів, що задають і відпрацьовують, який після посилення приводить у обертання ротор двигуна. Двигун через редуктор переміщає щітки потенціометра відпрацювання та вихідних потонціометрів (рухливі елементи СКТ), а також стрілку візуального відліку. (Докладний опис стор.181 підручника Габца). (Інформація про всі швидкості знаходиться на сторінці 148 того ж підручника).

2. Дайте характеристику критичним режимам польоту та визначте параметри, що їх визначають.

Характеристики стійкості та керованості літака залежать від швидкості Vі,числа М,кута атаки а,навантаження. На кутах атаки, що перевищують критичні значення, спостерігається зрив повітряного потоку, що призводить до поперечної та поздовжньої нестійкості літака. Підвищені навантаження негативно впливають на організм людини, конструкцію літака, роботу окремих агрегатів і силової установки. Залежно від висоти польоту перевищення вертикальної швидкості її критичних значень Vвкр може призвести до події.

У зв'язку з зазначеним сучасні літаки мають обмеження за швидкістю Vі, Vв , числу М, кут атаки і перевантаження. Ці обмеження залежить від типу літака, висоти польоту, режиму роботи силових установок тощо. Для зазначених цілей на літаках використовують різні пристрої та системи. Прикладом є автомати кутів атаки та перевантажень (АУАСП), а також системи сигналізації небезпечної швидкості зближення літака із Землею (РСЗС).

Автомат АУАСП. Він вимірює та видає сигнали, пропорційні місцевим поточним кутам атаки, критичним кутам атаки та вертикальним перевантаженням. . Автомат сигналізує також про акр, граничні навантаження.

Принцип дії автомата заснований на безперервному відпрацюванні в схемах мостів напруг, що самобалансуються, пропорційних параметрам атек, акр, пу.

Електрична напруга, пропорційна цим параметрам, видається (рис. 14.17) датчиками кутів атаки Дуа, критичних кутів ДКУта перевантажень ДП.

АВІАЦІЙНІ ПРИЛАДИ, ІНФОРМАЦІЙНО-ВИМІРЮВАЛЬНІ СИСТЕМИ І КОМПЛЕКСИ стр191 (паперовий 189)

3. Дайте характеристику параметрам, основі яких визначається зближення літака із Землею.

(Глухів - Авіаційні прилади, інформаційно-вимірювальні системи та комплекси, стор.191)

4. Визначте основні пілотажні параметри, що характеризують положення літака у просторі.

(“Авіаційні прилади, інформаційно-вимірювальні системи та комплекси”, В.Г.Воробйов, В.В.Глухов, І.К.Кадишев, стор.4)

Пилотажні параметри – це переміщення с-та щодо його центру мас. Для визначення кутового положення літака у просторі вводиться пов'язана система координат OXYZ. Кутове положення літака визначається трьома кутами Ейлера: Кут між віссю OX д НСК проекції поздовжньої осі OX ССК на горизонтальну площину OX д Z д НСК відраховується по осі OX д називається кутом рискання. Кут між зв'язаною віссю OX та горизонтальною площиною називається кутом тангажу. Кут між площиною симетрії літака XOY та вертикальною площиною, що проходить через пов'язану вісь OX, називається кутом крену.

5. Визначте курси літака.

Курсом літаканазивається кут у горизонтальній площині, укладений між напрямком, прийнятим за початок відліку, і поздовжньою віссю літака. Залежно від меридіана, щодо якого ведуть відлік, розрізняють істинний, магнітний, компасний та умовний курси

Справжній курс– це кут, укладений між північним напрямом справжнього меридіана та поздовжньою віссю літака; відраховується за годинниковою стрілкою від 0 до 360 °.

Магнітний курс– це кут, укладений між північним напрямом магнітного меридіана та поздовжньою віссю літака; відраховується за годинниковою стрілкою від 0 до 360 °.

Компасний курс– це кут, укладений між північним напрямком компасного меридіана та поздовжньою віссю літака; відраховується за годинниковою стрілкою від 0 до 360 °.

Умовний курс– це кут, укладений між умовним напрямом (меридіаном) та поздовжньою віссю літака.

(У підручниках не знайшов, визначення взяв із Літаківництва, стор. 20, додаю. Можна знайти трохи в уч. Воробйов, Глухів, Кадишев, Авіаційні прилади, стор. 261)

6. Які основні навігаційні параметри визначають положення літака у просторі?

7. Визначте навігаційну задачу та обґрунтуйте необхідність її автоматичного рішення

Підручник АПІіСК стор 297

8. Як здійснюється вимір висотно-швидкісних параметрів? Які прилади та системи вирішують це завдання?

9. Як здійснюється сигналізація про критичні режими польоту? Які системи вирішують це завдання?

Характеристики стійкості та керованості літака залежать від швидкості V і числа М, кута атаки, перевантаження. На кутах атаки, що перевищують критичні значення, спостерігається зрив повітряного потоку, що призводить до поперечної та поздовжньої нестійкості літака. Підвищені навантаження негативно впливають на організм людини, конструкцію літака, роботу окремих агрегатів і силової установки. Залежно від висоти польоту, перевищення вертикальної швидкості її критичних значень може призвести до події.

У зв'язку з цим літаки мають обмеження по істині повітряної швидкості, вертикальної швидкості, числу М, куту атаки і перевантаження. Для зазначених цілей на літаках використовуються різні пристрої та системи. Прикладами є АУАСП, РСЗС, ІКВСП, СППЗ (EGPWS).

Автомат АУАСП.Він вимірює і видає сигнали, пропорційні місцевим поточним кутам атаки, критичним кутам атаки та вертикального навантаження. Автомат також сигналізує про критичні кути атаки і граничні навантаження.

Принцип дії автомата заснований на безперервному відпрацюванні схемах самобалансуючих мостів напруг, пропорційних параметрам поточного кута атаки, критичного кута атаки та вертикального навантаження.

Електрична напруга, пропорційна цим параметрам, видається датчиками кута атаки ДУА, датчиками критичних кутів ДКУ та датчиком навантаження ДП. Ці напруги надходять через блок комутації БК на покажчик кутів атаки та перевантаження УАП.

Надіслати свою гарну роботу до бази знань просто. Використовуйте форму нижче

Студенти, аспіранти, молоді вчені, які використовують базу знань у своєму навчанні та роботі, будуть вам дуже вдячні.

Розміщено на http://www.allbest.ru/

Міністерство освіти та науки України

Національний технічний університет України

«Київський політехнічний інститут»

Кафедра автоматизації експериментальних досліджень

Розрахункова робота

на тему: «Інформаційно-вимірювальна система контролю рівня палива у літальних апаратах»

Вступ

2.1 Структурна схема ІВС

4. Методи цифрової обробки

Список літератури

Вступ

Розрахунково-графічна робота присвячена розробці інформаційно-вимірювальної системи контролю рівня палива в баках літальних апаратів.

1. Обґрунтування предметної галузі використання ІІС

1.1 Об'єкт вимірювання і місце в ньому системи, що розробляється

Маса палива на борту літального апарату (ЛА) становить більше половини його злітної маси. Тому точне визначення його кількості та витрати є одним із найважливіших завдань, вирішення яких дозволяє забезпечити роботи силових установок ЛА. Це завдання вирішує паливовимірювальна система (ТІС).

Основний ТІС сучасних ЛА є паливоміри та витратоміри. Паливомір служить на формування вимірювальної інформації про запас палива в паливних баках ЛА. Витратомір забезпечує вимірювальну інформацію про витрату палива. На основі точного визначення запасу і витрати палива можна розрахувати дальність і тривалість польоту, вирішити завдання автоматичного управління порядком вироблення палива з баків, автоматично перекачувати паливо з бака в бак для підтримки правильного центрування ЛА, формувати сигналізацію про критичний залишок палива, визначати порядок заправки баків. паливом і т.д. .

ІІС контролю рівня палива в баках ЛА призначена для збору та перетворення аналогових сигналів, що надходять від первинних перетворювачів неелектричних величин (електроємнісного датчика) у частоту, її подальшої обробки мікроконтролером та передачі даних на пульт пілота, а також на більш високий ієрархічний рівень - у систему управління загальнолітакним обладнанням. Система може застосовуватися як у складі бортової апаратури, так і апаратури систем наземного контролю технічного стану літака.

Застосування мікропроцесорної системи управління та обробки інформації дає можливість оперативної адаптації всієї системи до умов виміру, тобто. оперативно враховувати вплив зміни кліматичних та інших факторів довкілля, гнучкої зміни алгоритмів обробки інформації та форм її подання.

Комплексна система програмного управліннята вимірювання палива, встановлена ​​на літаку, необхідна для вимірювання сумарного запасу палива в баках лівого та правого напівкрила (роздільно), вимірювання запасу палива у кожній групі баків, автоматичного управління порядку витрати палива у польоті, управління централізованою заправкою та сигналізації про залишок палива.

Паливомір живиться змінним струмом напругою (27±2,7), частотою 400 Гц.

1.2 Система вимірювання кількості палива літака ЯК-18Т

Кількість палива в баках літака вимірюється паливоміром фірми Westach, який забезпечує вимірювання запасу палива та безперервну індикацію на дошці приладів. На літаку є два паливні баки, кожен бак обладнаний датчиком паливоміру. На приладовій дошці встановлено двострілковий покажчик. Крім паливоміру на літаку в баках встановлені датчики, що забезпечують видачу сигналів на світлосигнальні табло кожного бака про наявність резервного залишку палива (30 л). Витрата палива вимірюється витратоміром типу FS-450.

Рисунок 2.2 – Принципова електрична схема паливоміру. Т1 - датчик паливоміру CAT.395-5S лівого бака; Т2 - датчик паливоміру CAT.395-5S правого бака; Т3 - індикатор паливоміру 2DA4-40; R1, R2 – резистор 680 Ом, 2 Вт; Д10 – автомат захисту АЗК1М-3, встановлений на РУ27В.

Індикатор паливоміру 2ДА4-40 двострілковий з діапазоном вимірювання від F (повний) до Е (порожній, працює з ємнісними датчиками).

Рисунок 2.3 – Встановлення датчиків паливомірів. 1 – стінка паливного бака (обшивка крила); 2 – чашка; 3 – кришка лючка; 4 - датчик паливоміру; 5 - гермовивід електричного джгута; 6 - гвинт регулювання показань паливоміру при повному баку; 7 - гвинт регулювання показань паливоміру при порожньому баку; 8 - індикатор паливоміру, встановлений на дошці приладів; 9 - герметизуючі прокладки.

Датчик паливоміру CAT.395-5S являє собою паливний передавач-вимірювач, який працює за допомогою подачі малої фіксованої кількості енергії у зовнішню алюмінієву трубку датчика. Кількість енергії, що наводиться у вторинному провіднику всередині трубки (і ізольованому від неї) залежить від опору, об'єму, що поділяє два провідники. Мікропроцесор в головці датчика вимірює наведений потенціал, посилює та спрямовує в вимірювальний пристрій(індикатор паливоміру). Коли кількість палива в датчику зменшується внаслідок вироблення, кількість повітря збільшується, таким чином, безперервно вимірюється кількість енергії, що наводиться. Електроніка датчика залита епоксидною смолою.

Датчик резервного залишку палива поплавкового типу складається з коромисла з поплавком, на якому встановлено потужний магніт, та геркона, який встановлений із зовнішнього боку бака на спеціальній платі. Усі деталі датчика змонтовані однією осі. При зниженні рівня палива магніт займає місце навпроти геркона, замикається електричний ланцюг і на приладовій дошці світиться червоний світлодіод. Датчик регулюється на резервний залишок палива 30 літрів.

Малюнок 2.4 – Датчик резервного залишку палива. 1 - вісь обертання штанги з поплавцем; 2 - стінка торцевої нервюри крила; 3 – плата з герконом; 4 - проріз для регулювання датчика; 5 - гвинт, що фіксує; 6 - дротяна штанга з поплавцем; 7 - поплавець; 8 - нижня обшивка крила (бака-відсіку); 9 – геркон; 10 - фланець з упорами; 11 - положення штанги з поплавком на верхньому упорі (при повному баку); 12 – магніт; 13 - електрична клема геркона; 14 - гумове кільце ущільнювача.

2. Загальна структурна схема ІІС та її основні технічні характеристики

2.1 Структурна схема ІВС

Вимірювальна система (ІВ): Сукупність вимірювальних, сполучних, обчислювальних компонентів, що утворюють вимірювальні канали, та допоміжних пристроїв (компонентів вимірювальної системи), що функціонують як єдине ціле, призначене для:

Отримання інформації про стан об'єкта за допомогою вимірювальних перетворень у загальному випадку безлічі величин, що змінюються в часі і розподілені в просторі, що характеризують цей стан;

Машинної обробки результатів вимірів;

Реєстрацію та індикацію результатів вимірювань та результатів їх машинної обробки;

Перетворення цих даних у вихідні сигнали системи у різних цілях.

Примітка - ІС мають основні ознаки засобів вимірювань і є їх різновидом.

Система призначена контролю рівня палива в літальних апаратах з використанням електроємнісного датчика типу ДТ63-1. Принцип дії вимірювальної частини паливоміра заснований на вимірювання електричної ємності датчика-конденсатора, що змінюється під впливом зміни кількості палива за допомогою електричного мосту змінного струму, що самоурівноважується, одним плечем якого є ємність датчика.

При заповненні баків паливом повітря між трубою датчика-конденсатора витісняється і зазор між трубою заповнюється паливом. При цьому ємність датчика змінюється від початкового (бак порожній) до максимального значення. За величиною електричної ємності датчика судять про запас палива, що у баку.

Канал вимірювальної системи (вимірювальний канал ІВ):

Конструктивно або функціонально виділяється частина ІВ, що виконує закінчену функцію від сприйняття вимірюваної величини до отримання результату її вимірювань, що виражається числом або відповідним кодом, або до отримання аналогового сигналуодин із параметрів якого - функція вимірюваної величини.

Примітка - Вимірювальні канали ІС можуть бути простими та складними. У простому вимірювальному каналі реалізується прямий метод вимірів шляхом послідовних вимірювальних перетворень. Складний вимірювальний канал первинної частини являє собою сукупність декількох простих вимірювальних каналів, сигнали з виходу яких використовуються для отримання результату непрямих, сукупних або спільних вимірювань або для отримання пропорційного сигналу у вторинній частині складного вимірювального каналу ІС.

Комплексний компонент вимірювальної системи (комплексний компонент ІВ, вимірювально-обчислювальний комплекс): Конструктивно об'єднана або територіально локалізована сукупність компонентів, складова частина ІВ, що завершує, як правило, вимірювальні перетворення, обчислювальні та логічні операції, передбачені процесом вимірювань та алгоритмами обробки результатів вимірювань в інших цілях, а також вироблення вихідних сигналів системи.

В данному курсовому проектібуло розроблено наступну структурну схему системи контролю рівня палива ЛА (рисунок 3.1):

Серед численних методів вимірювання кількості палива рідини найбільшого поширення авіації отримали методи, засновані на вимірювання рівня палива. Основними з них є:

Поплавковий - заснований на вимірювання рівня за допомогою поплавця, що плаває на поверхні палива в баку;

Електроємнісний – реалізує залежність електричної ємності перетворювача-конденсатора від рівня палива в баку;

Ультразвуковий - заснований на визначення рівня палива для відображення ультразвукових коливань від меж поділу двох середовищ.

У цьому курсовому проекті система контролю рівня палива ЛА реалізована на електроємнісному паливомірі. Ці паливоміри знайшли велике поширення на сучасних ЛА. Вони дозволяють вирішувати два завдання:

Формування вимірювальної інформації про запас палива, що знаходиться в баках, - забезпечується вимірювальною частиною паливоміру;

Збереження правильного центрування ЛА у міру вироблення палива в баках, сигналізацією про аварійний залишок палива в баках і т.д. - вирішується в автоматичній частині паливоміру.

Для перетворення зміни ємності у відповідні зміни частоти застосовуються різні електричні схеми включення: резонансні, місткові, електростатичні та електроімпульсні.

У резонансній схемі ємність датчика є елементом резонансного контуру і зміна ємності викликає зміну резонансної частоти, що в результаті призводить до зміни частоти або амплітуди струму, що протікає по контуру.

Малюнок 3.2 - а) резонансна схема включення ємнісного датчика; б) резонансна крива.

інформаційний вимірювальний система паливо

На малюнку 3.2а) наведено одну з можливих резонансних схем. Резонансний контур LRC живиться від генератора постійної частоти. Напруга u при збігу резонансної частоти контуру з частотою коливання контуру буде максимальною. Якщо резонансна частота контуру LRC змінюється внаслідок зміни ємності датчика C, то амплітуда напруги um буде змінюватися по резонансної кривої (рисунок 3.2б)). Вибравши робочу точку М на прямолінійній частині резонансної кривої (від А до В), отримаємо зміну амплітуди напруги, пропорційну до зміни ємності?C. Таким чином, це не що інше, як відома схема амплітудної модуляції. Напруга u після посилення може бути подана вказівну або записуючу систему.

2.2 Основні технічні характеристики

Основним датчиком вимірювальної частини паливоміру є циліндричний конденсатор, розміщений у паливному баку (датчик рівня палива ДТ63-1). Обкладками конденсатора служить набір коаксіально розташованих алюмінієвих труб. Характеристики датчика наведені у таблиці 3.1.

Таблиця 3.1 – Характеристики датчика ДТ63-1.

Робота системи відбувається у два етапи. Перший етап - вимірювальна процедура, яка включає перетворення ємності в електричний сигнал, його фільтрацію і перетворення аналогового сигналу в код. Другий етап - обробка прийнятої інформації контролером, передача та відображення результатів виміру, а також формування керуючих впливів на аналоговий блок для продовження виконання заданого алгоритму виміру.

Електроємнісний датчик рівня перетворюють зміну ємності в електричний сигнал, а саме, частоту. Демодулятор ДМ перетворює зміну амплітуди високочастотних коливань генератора зміну постійної напруги. З виходу демодулятора ДМ сигнал надходить на фільтр нижніх частот ФНЧ, який усуває неінформативні високочастотні складові (у тому числі наведення з частотою бортової мережі 400 Гц) у вимірюваному сигналі. З ФНЧ сигнал йде на підсилювач У де збільшується до необхідного значення. АЦП здійснює перетворення вимірюваного сигналу двійковий код. Далі цей код зчитується контролером МВБ, обробляється за заданим алгоритмом, і передається на пульт пілота для відображення результатів аналізу на блоці індикації БІ, а також мультиплексним каналом обміну MIL-STD 1553b передається на більш високий рівень системи управління загальнолітаковим обладнанням. МВБ працює з зовнішніми пам'яттюпрограм ПЗП та ОЗП, в якому зберігаються масиви даних та проміжні результати вимірювання. БІ призначений для візуального відліку результатів вимірювання рівня палива у баках ЛА, а також індикації стану системи у процесі самодіагностики. МАД призначений для довготривалого зберіганнянеобхідних результатів вимірювання, а також інформації про збої та аварійні ситуації в системі.

3. Математична модельвимірювального сигналу та його основні характеристики

Для аналізу структурну схему каналу системи контролю рівня палива можна подати у вигляді, наведеному на малюнку 3.1

Малюнок 3.1 – Структурна схема системи контролю рівня палива.

Д – електроємнісний датчик ДТ63-1; Г – генератор; ДМ – демодулятор; ФНЧ – фільтр нижніх частот; У - підсилювач; АЦП – аналогово-цифровий перетворювач.

Рівняння перетворення вимірювального каналу (як для розімкнутої блок-схеми) має вигляд:

де Р - значення тиску (вимірюваний параметр);

До? - загальний коефіцієнт перетворення вимірювального каналу;

NвыхР - вихідний код АЦП, пропорційний вимірюваному тиску;

КВПД - коефіцієнт перетворення датчика тиску;

КСПУ - коефіцієнт передачі узгоджувального перетворювального пристрою;

ККм – коефіцієнт передачі комутатора Км;

КФПЛ – коефіцієнт передачі ФНЧ;

КАЦП – коефіцієнт передачі АЦП.

За рівнянням перетворення проведемо структурний розрахунок каналу вимірювання рівня палива.

Мета розрахунку - визначення значень коефіцієнтів передачі та рівнів вхідних та вихідних сигналів кожного блоку, що входить до складу вимірювального каналу.

Вихідними даними для розрахунку є такі параметри:

Діапазон зміни вимірюваної ємності;

Тип та характеристика перетворення електроємнісного датчика рівня;

Значення номінальної вхідної напруги АЦП.

На підставі аналізу характеристик електроємнісного датчика рівня вибираємо малогабаритний електроємнісний датчик рівня з струмовим виходом фірми «Техприлад» серії ДТ63-1, характеристики якого наведені в таблиці 3.1.

Для виведення залежності між рівнем палива в баку та ємністю датчика введемо такі позначення (рисунок 3.3): 1, 2, 3 - діелектричні постійні рідини, матеріалу ізолятора та суміші парів рідини та повітря відповідно; R1, R2, R3 - радіуси внутрішнього електрода, ізолятора та зовнішнього електрода; х - рівень рідини; h -повна висота датчика. Внаслідок наявності ізоляційного шару є можливість вимірювати рівень напівпровідних (вода, кислота та ін) рідин. Як ізолятор можна використовувати скло, гуму або інший матеріал залежно від природи рідини. При вимірі рівня непровідних рідин (гас, бензин) ізоляційний шар не застосовують.

Якщо знехтувати кінцевим ефектом, можна прийняти, що ємність нижньої частини циліндричного конденсатора буде розраховуватися за формулою 3.1:

Подібно до цього ємність верхньої частини конденсатора знайдемо із співвідношення 3.2:

Підсумовуючи ємності Сх і Ch, отримаємо повну ємність конденсатора, яка дорівнюватиме (3.3):

З цього виразу випливає, що ємність конденсатора є лінійною функцією рівня рідини x. Таким чином, вимірювання рівня рідини можна звести до вимірювання ємності конденсатора.

Чутливість ємнісного датчика визначається виразом 3.4:

Легко бачити, що найбільша чутливість буде у тому випадку, коли R2/R1 прагне 1, тобто коли шар ізоляції відсутня. При цьому отримаємо такий вираз (3.5):

Так як діелектрична стала напівпровідних рідин значно більше, ніж непровідних, то зміна ємності на одиницю довжини в першому випадку буде більше, ніж у другому. Звідси випливає, що ємнісний метод вимірювання рівня є особливо ефективним для напівпровідних рідин.

З виразу (3.5) слід, що збільшення чутливості величину R3/R2 немає необхідності брати великий. Якщо величина R3 - R2 мала, то на точність показань приладу значний вплив буде в'язкість рідини. Отже, шар рідини між електродами повинен бути таким, щоб в'язкість не впливала на рівень рідини. Зазвичай обмежуються зазором R3 - R2=l,5 - 6 мм, а збільшення чутливості датчик збирають з кількох концентричних труб, що утворюють паралельно з'єднані конденсатори .

У даному курсовому проекті задаємося максимальним значенням ємності датчика, яке буде відповідати максимальному рівню палива в баку ЛА, і складає: Cmax = 100 пкФ. Отже, вихідна ємність, яка буде відповідати мінімальному рівню палива, дорівнюватиме: Cmin = 50 пкФ (див. таблицю 3.1).

Визначимо мінімальне та максимальне значеннявихідної напруги датчика в заданому діапазоні вимірювання рівня палива hmin = 0 мм і hmax = 1000 мм. Для цього попередньо складемо аналітичний вираз зв'язку між ємністю З і вихідним напруга U. На малюнку 3.2 б) показано ідеалізовану графічну залежність між зазначеними параметрами.

На графіку значення hmin = 0 мм (точка A) і hmax = 1000 (точка B) мм обмежують діапазон вимірюваного датчиком рівня, UA = 4 і UB = 20 В - вихідна напруга датчика, відповідні крайнім точкам діапазону рівнів hA - hB. Завдання полягає у знаходженні аналітичної залежності U = f(С) та відповідних значень Umin та Umax.

Запишемо рівняння прямої ділянки по двох точках з координатами (CA, UA) та (CB, UB):

де Р - поточне значення тиску, кПа,

I – вихідний струм датчика при тиску Р, мА.

Визначимо діапазон зміни вихідного струму датчика РТХ 7500 при роботі в заданому діапазоні тисків Pmin = 10 кПа та Pmax = 120 кПа:

Для перетворення струму датчика у напругу на вході СПУ встановлений резистор навантаження. Значення опору цього резистора залежить від двох факторів - по-перше, падіння напруги на резисторі не повинно перевищувати напруги живлення датчика, а по-друге, падіння напруги на резисторі не повинно перевищувати номінальної вхідної напруги наступного каскаду, а також номінальної вхідної напруги АЦП.

Для більшості АЦП вхідний сигнал не повинен перевищувати 5 В. Приймемо цей параметр як розрахунковий. Тоді максимальна напруга на резисторі навантаження струмового виходу датчика становитиме 5 В. Визначимо опір навантаження Rн:

Для забезпечення десятивідсоткового запасу перевантаження приймемо Rн = 330 Ом.

При цьому мінімальна та максимальна напруга на навантажувальному резисторі (на вході СПУ) складе:

Подальше посилення сигналу (при максимальному вхідний сигналАЦП 5 У) не потрібно, тому коефіцієнти передачі ДМ, ФНЧ прийняті рівними одиниці.

Тепер за отриманим рівнянням перетворення (5.1) та (5.2) складемо рівняння похибок каналу вимірювання тиску. Рівняння похибок складемо окремо для мультиплікативної та адитивної складових.

Визначимо коефіцієнти впливу мультиплікативної похибки кожного блоку каналу на сумарну складову мультиплікативної похибки. Відповідно, коефіцієнти впливу i-го блоку на сумарну похибку?i визначаються таким чином:

Визначимо коефіцієнт впливу вимірювального перетворювача тиску?

Так само визначаємо інші коефіцієнти впливу:

Для мультиплікативної складової похибки вимірювального каналу запишемо реальне рівняння перетворення:

NСКД(1+Д)КДМ(1+ДМ)КФНЧ(1+ФНЧ)КУ(1+У)КАЦП(1+АЦП),

де КД … КАЦП – ідеальні коефіцієнти передачі блоків;

Д … АЦП – мультиплікативна складова похибки блоку.

Після алгебраїчних перетворень, нехтуючи похибками другого і більше порядку небагато, отримаємо:

де Кi0 - ідеальний коефіцієнт передачі i-ого блоку, що входить до складу вимірювального каналу;

i – мультиплікативна складова похибки i-ого блоку.

З урахуванням того, що всі коефіцієнти впливу? i дорівнюють 1, вираз для систематичної складової мультиплікативної сумарної похибки сист набуде вигляду:

де iсист – систематична складова мультиплікативної похибки i-го блоку.

Випадкова складова сумарної мультиплікативної похибки залежить від законів розподілу сумованих похибок і наявності кореляції між ними. Припустимо, що складові похибок окремих блоків некорельовані та розподілені за нормальним законом. В цьому випадку для середньоквадратичного відхилення мультиплікативної складової похибки (з урахуванням, що i = 1) справедлива формула:

де сл) – с.к.о. мультиплікативної складової сумарної похибки вимірювального каналу

Межа допустимої мультиплікативної складової сумарної похибки становитиме:

де k - Коефіцієнт, що враховує закон розподілу сумарної похибки (для нормального закону k = 3 при довірчій ймовірності Рдов = 0,997).

Рівняння похибки для адитивної складової вимірювального каналу має вигляд:

де i - значення адитивної похибки, що діє на вході i блоку.

Наведемо цю похибку до входу вимірювального каналу, згідно з нормуванням похибки в ТЗ, розділивши?? на коефіцієнт перетворення каналу? :

де?i - Коефіцієнти впливу адитивної похибки i-го блоку;

I - наведена до входу адитивна похибка i блоку.

Коефіцієнти впливу i відповідно дорівнюють:

3 = 1/KД КДМ;

4 = 1 / KД КДМ КФНЧ;

5 = 1 / KД КДМ КФНЧ КУ.

Випадкові складові адитивної похибки, наведені до входу i-го блоку, підсумовуються геометрично (за відсутності кореляції):

де – середньоквадратичне відхилення (с.к.о.) випадкової складової адитивної похибки;

В.о. випадкової складової адитивної похибки i блоку;

i - коефіцієнт впливу випадкової складової адитивної похибки i блоку.

Межа допустимої адитивної складової похибки каналу вимірювання тиску становитиме:

де k - Коефіцієнт, що враховує закон розподілу.

З рівнянь похибки проведемо попередній розподіл похибок між блоками вимірювального каналу.

Попередній аналіз та розподіл похибок між блоками проведемо з урахуванням рівняння похибок. Сумарну похибку вимірювання - 3% розподілимо на мультиплікативну та адитивну складову таким чином:

U = 1,8% та U = 1,2%.

Джерелами виникнення мультиплікативних похибок каналу вимірювання рівня палива є:

Похибка коефіцієнта перетворення Д (зокрема його нелінійність);

Похибка коефіцієнта передачі ДМ, викликана похибками резистора - шунта та нестабільністю коефіцієнта передачі активних елементів;

Похибка коефіцієнта передачі ФНЧ;

Похибка коефіцієнта передачі У;

Похибка перетворення в кінцевій точці шкали АЦП та нелінійність шкали перетворення.

Причинами виникнення адитивних похибок є:

Власні шуми Д;

Напруга усунення операційних підсилювачів блоку ДМ;

Похибки, викликані кінцевим значенням коефіцієнта ослаблення синфазних складових і напруг, що живлять, операційних підсилювачів блоку ДМ;

напруга зміщення ОУ ФНЧ;

Напруга усунення шкали перетворення АЦП;

Похибка від квантування.

З урахуванням перелічених джерел похибки попередній розподіл похибок по блоках представлений у таблиці 3.2, причому вказані значення адитивних похибок наведених до входу з урахуванням коефіцієнтів впливу.

Таблиця 3.2 - Попереднє розподілення похибки каналу вимірювання рівня палива.

Проведемо перевірку значень при такому розподілі похибок.

Для систематичної складової мультиплікативної похибки система:

сист = Дсист + ДМ сист + ФНЧ сист + У сист + АЦП сист = 0,15 + 0,3 + 0,06 + 0,03 +0,06 = 0,6%

Для перевірки значення випадкової складової мультиплікативної похибки припустимо, що складові похибок розподілені за нормальним законом:

Межа допустимої мультиплікативної складової похибки каналу вимірювання напруги складе:

тобто. не перевищує прийнятого значення.

Для наведених до входу адитивних похибок сумарна систематична складова система дорівнює:

сист = 0,15% + 0,09% + 0,15% + 0,06% + 0,045% = 0,54%.

Для випадкової складової сл (при нормальних законах розподілу) отримаємо:

Межа допустимої адитивної похибки t складе:

Сист + сл = 0,54 +0,39 = 0,93%,

що також перевищує прийнятого значення цієї похибки.

Значення похибок (див. таблицю 3.2) є вихідними даними під час проектування принципових схем вимірювального каналу.

4. Методи цифрової обробки

Розглянемо принцип роботи інтерфейсу MIL STD 1553 b .

В даний час інтерфейс MIL-STD-1553b використовується на більшості військових літаків. Його широке поширення довге життя пов'язані з такими перевагами:

Лінійна топологія. Така топологія ідеально підходить для розподілених комплексів обладнання рухомих об'єктів. У порівнянні з радіальними зв'язками (наприклад, ARINC 429) різко зменшується кількість зв'язків, тим самим заощаджуються маса та габарити обладнання. По-друге, спрощується конструкція та техобслуговування. По-третє, підвищується гнучкість: за такої топології легко підключати нові пристрої або виключати якісь із наявних.

Надійність. У МКИО шина дубльована та забезпечується автоматичне перемиканняна резервну шину у разі відмови основної шини.

Детермінізм. Протокол «відповідь» забезпечує роботу в реальному масштабі часу, що вкрай важливо для критичних функцій.

Підтримка неінтелектуальних терміналів Передбачено можливість підключення простих терміналів – датчиків, виконавчих пристроїв.

Висока стійкість до відмов. Електрична ізоляція терміналу шляхом підключення його через трансформатор, що розв'язує, забезпечує нормальну роботу шини при відмові терміналу.

Широка доступність компонентів. Мікросхеми цього виду інтерфейсу повсюдно виробляються.

До складу МКИО (рисунок 4.1) входять контролер, кінцеві пристрої та магістральна лінія передачі. Контролер управляє обміном інформацією, контролює стан кінцевих пристроїв та своє власне. Конструктивно він виконується або у вигляді окремого пристрою, або входить до складу БЦВМ. Кінцевий пристрій (ОУ) приймає і виконує адресовані йому команди контролера, здійснює сполучення бортового обладнання з лінією передачі інформації, контролює інформацію, що передається, виконує самоконтроль і передає результати контролю в контролер. Кінцевий пристрій конструктивно або входить до складу бортового обладнання або БЦВМ, або виконується у вигляді окремого пристрою.

Необхідна надійність системи зв'язків досягається шляхом резервування лінії передачі.

Швидкість передачі у каналі 1 Мбіт/с. Швидкість передачі власне інформації (тобто з урахуванням тимчасових витрат за передачу службової інформації, синхронізацію тощо) становить 680-730 Кбіт/с. Спосіб обміну інформацією – асинхронний.

Малюнок 4.1 – Мультиплексний канал інформаційного обміну.

Необхідність вимірювання безлічі найрізноманітніших параметрів сучасного літака в польоті, у тому числі й рівня палива, безпосередньо пов'язана з безпекою пасажиро- та вантажоперевезень і ставить завдання створення єдиних систем їх вимірювання, а також розширення складу контрольно-вимірювальних операцій та проведення комплексних перевірок із застосуванням спеціальних прийомів, що підвищують достовірність одержуваної інформації.

Розробку виконано з використанням науково-технічної літератури з проектування багатоканальних вимірювальних систем. Ухвалене технічне рішення забезпечує оптимальне співвідношення апаратурних витрат, швидкодії та точності вимірювань.

Список літератури

1 Воробйов В.Г., Глухов В.В., Кадишев І.К., «Авіаційні прилади, інформаційно-вимірювальні системи та комплекси» М.: Транспорт, 1992. – 399 с.

2 Волошин Ф.А., Кузнєцов О.М. Покровський В.Я., Соловйов А.Я, «Літак Ту-154. Конструкція та технічне обслуговування» М.: Машинобудування, 1975. - 250 с

3 «Посібник з льотної експлуатації літака ЯК-18Т. Розділ 8. Експлуатація сисет і обладнання»13-15 с.

4 Володарський Є.Т., «Конспект лекцій з Інформаційно-вимірювальних систем».

5 Боднер В.А., Фріліндер Г.О., Чистяков Н.І., «Авіаційні прилади» М.: Оборонгіз, 1960. – 512 с.

6 Готра З.Ю., Ільницький Л.Я., Поліщук Є.С ​​та ін., «Датчики: довідник» Л.: Каменяр, 1995. – 312 с,

Розміщено на Allbest.ru

Подібні документи

Проектування приладу безперервного контролю над зміною центрування літака у міру вироблення палива в баках. Особливості компонування військово-транспортного літака Іл-76, вплив витрати палива на його центрування. Вибір пристрою, що визначає центр мас.

дипломна робота , доданий 02.06.2015


Характеристики дизельного палива: маркування, властивості та показники. Експлуатаційні вимоги до якості дизельного палива, що впливають роботу двигуна. Низькотемпературні властивості дизельного палива. Фізична та хімічна стабільність палива.

курс лекцій, доданий 29.11.2010


Основні розміри судна. Технічні характеристики устаткування. Фізико-хімічні показники палива. Аналіз масловикористання та водовикористання. Система пожежогасіння вуглекислим газом Діагностика дизелів. Автоматична водорозпилююча система.

звіт з практики, доданий 17.03.2016


Дослідження комплексу бортового обладнання літака Ту-154. Технічна експлуатація авіаційних електросистем та пілотажно-навігаційних комплексів. Система управління та вимірювання палива. Алгоритм розробки автоматизованої навчальної програми.

курсова робота , доданий 23.02.2016


Основні технічні характеристики та морехідні якості рефрижераторного судна "Охотське море". Склад та особливості суднової енергетичної установки. Розрахунок та кінематичні характеристики гребного гвинта. Приймання та облік витрати масла та палива.

курсова робота , доданий 28.11.2011


Класифікація літака Airbus A321 Влаштування фюзеляжу. Порівняння з А320 та технічні характеристики. Несучі властивості крила. Модифікація літака. Електродистанційна система керування. Злітно-посадкові характеристики, а також дальність польоту.

реферат, доданий 16.09.2013


Конструктивні та аеродинамічні особливості літака. Аеродинамічні сили профілю крила літака Ту-154. Вплив польотної маси на льотні показники. Порядок виконання зльоту та зниження літака. Визначення моментів від газодинамічних кермів.

курсова робота , доданий 01.12.2013


Основні технічні характеристики позашляховика Skoda Yeti, призначеного для комфортного розміщення та перевезення пасажирів будь-якої погоди. Тягові властивості автомобіля, споживання палива чотирициліндрових бензинових двигунів TSI з турбонаддувом.

курсова робота , доданий 18.01.2015


Чинники, що сприяють зниженню витрати палива - олія, фільтри, свічки. Залежність витрати пального від якості та відповідності ПММ. Економічне водіння. Тиск у шинах та вибір покришок для економії палива. Вплив аеродинаміки на витрати палива.

реферат, доданий 25.11.2013


Система частотної диспетчерської централізації. Структурна схема систем. Характеристика та використання станційної кодової централізації. Побудова сигналу телеуправління у системі "Промінь". Структурна схема пристроїв ТУ центрального та лінійного постів.