00. Методичка_сборка. Указатель шага винта ушв1К 77

• Название: Указатель шага винта ушв1К 77
• Анкор: 00. Методичка_сборка.doc
• Дата: 24.10.2017
• Размер: 4.74 Mb.
• Имя файла: 00. Методичка_сборка.doc
• Тип: Указатель; #9790
• страница: 8 из 16

3.2 АВИАЦИОННЫЕ ТЕРМОМЕТРЫ

Термометры предназначены для измерения температуры жидкостей и газов. По принципу действия термометры подразделяются на электрические термометры сопротивления и термоэлектрические термометры.

3.2.1 Термометры сопротивления

Термометры сопротивления предназначены для измерения температуры окружающей среды: масла в системе двигателя, воздуха в кабине и герметических отсеках JIА.

Принцип их действия основан на зависимости проводников и полупроводников от температуры. Сопротивление проводников является линейной функцией температуры:

,

где: R₁ - сопротивление проводника при измеряемой температуре Т; R₀ - сопротивление проводника при начальной температуре Т₀;  - температурный коэффициент сопротивления проводника.

Из формулы видно, что измеряя электрическое сопротивление проводника, можно определять температуру. Теплочувствительные элементы термометров сопротивления обычно изготовляют из никелевой проволоки, так как никель в сравнении с другими металлами отличается большей коррозионной устойчивостью и постоянством характеристик при высоких температурах. Кроме того, никель имеет большой температурный коэффициент. В авиации для измерения температуры масла и воздуха в кабине и отсеках широкое применение нашел электрический унифицированный термометр ТУЭ-48 (рис.11). В его состав входят приемник температуры П-1 (терморезистор Rп) и указатель - магнитоэлектрический логометр, который по принципу работы и устройству подобен указателю манометра ДИМ.


Рисунок 3.11. Принципиальная схема термометра сопротивления ТУЭ
Терморезистор Rп является одним из плеч измерительного моста, образованного резисторами Rl, R2, R3, R4. Катушки логометра K1 и К2 включены в диагонали моста. Токи, протекающие по катушкам логометра, зависят от температуры (сопротивления) терморезистора Rп. Подвижный магнит со стрелкой устанавливается по результирующему вектору магнитного потока катушек. Стрелка по шкале покажет температуру в С.

Неподвижный магнит возвращает подвижную систему в исходное положение после выключения источника питания. Диапазон измерения температуры ТУЭ-48 от -70° до +150°С. Основная погрешность не превышает ±1,5%. Теплочувствительный элемент П-1 состоит из никелевой неизолированной проволоки, намотанной на слюдяные пластины. Собранный элемент вставляется в трубку из нержавеющей стали и закрепляется гайкой.

На базовом самолете термометры сопротивления не применяются. На вертолете применяются термометры сопротивления: ТНВ-45 и ТУЭ-48.

Термометр наружного воздуха ТНВ-45 предназначен для измерения температуры воздуха, находящегося за бортом вертолета (рис.3.12).


Рисунок 3.12. Термометр ТНВ-45
Основными элементами термометра являются: 1 - корпус; 2 - стрелка; 3 - направляющая пружина; 4 - неподвижная втулка; 5 - биметаллическая пружина; 6 - трубка; 7 - ось; 8 - упорная втулка.

Данный прибор является биметаллическим термометром, его принцип действия основан на свойстве биметаллической спиральной пружины раскручиваться или закручиваться при изменении температуры окружающей среды. Чувствительным элементом термометра служит биметаллическая пружина, одним концом закрепленная неподвижно, а другим подсоединенная к стрелке. При изменении температуры окружающего воздуха свободный конец биметаллической пружины перемещается, а вместе с ним перемещается и стрелка. Биметаллическая пружина конструктивно закреплена в трубке теплообменника, для его крепления к борту вертолета на кожухе имеется резьба. Шкала термометра имеет диапазон измерения от -60 до +50°С, оцифровку через 10°С и цену деления - 2°С.

TНВ-45 относится к недистанционным термометрам сопротивления. К дистанционным термометрам сопротивления относится термометр ТУЭ-48, принцип действия которого мы рассмотрели с вами ранее. На вертолете термометр ТУЭ-48 предназначен для контроля температуры воздуха, поступающего от системы кондиционирования для обогрева кабины экипажа и обогрева стекол кабины экипажа, а также для индивидуального обдува, вентиляции и обогрева грузовой кабины. Помимо отдельных комплектов дистанционных манометров и термометров на ЛА нашли широкое применение комбинированные приборы типа ЭМИ-ЗРИ и ЭМИ-ЗРВИ (так называемые трехстрелочные моторные индикаторы). На вертолете эти комбинированные приборы применяются для контроля работы силовой установки и трансмиссии (рис.13). На вертолете установлены два трехстрелочных моторных индикатора ЭМИ-ЗРИ, которые предназначены для контроля давления масла, топлива и температуры масла левого и правого двигателей. В комплект ЭМИ-ЗРИ входит датчик температуры П-2Т (модернизированная конструкция П-1), датчик давления топлива ИДТ-100 и датчик давления масла ИДТ-8, а также указатель УИЗ-ЗК. Таким образом, ЭМИ-ЗРИ объединяет три измерительных электрических прибора, работающих независимо друг от друга. Указатель УИЗ-ЗК имеет три шкалы: верхняя шкала - манометр топлива, диапазон измерения от 0 до 100 кГс/см²; левая шкала - манометр масла, диапазон измерения от 0 до 8 кГс/см²; правая шкала - термометр масла, диапазон измерения от -50 до +150°С.


Рисунок 3.13. Электрические моторные индикаторы ЭМИ
По принципу действия термометр масла аналогичен термометру ТУЭ-48, а манометры топлива и масла относятся к дистанционным индуктивным манометрам типа ДИМ. Объединение трех указателей в один трехстрелочный указатель УИЗ-ЗК облегчает чтение показаний, так как шкалы приборов подобраны так, что при нормальной работе двигателя стрелки занимают симметричное положение, близкое к перевернутой букве "Т".

На вертолете также установлено два комплекта электрических трехстрелочных моторных индикатора ЭМИ-ЗРВИ. Один комплект предназначен для дистанционного измерения давления масла главного редуктора, а также температуры масла главного и промежуточного редукторов. Второй комплект служит для измерения давления масла в коробке приводов, а также температуры масла в коробке приводов и в хвостовом редукторе; для определения давления масла использован датчик ИДТ-8, а температуры масла - приемники температуры П-1. В качестве показывающего прибора применяется трехстрелочный указатель УИЗ-6К. Пределы измерения давления масла: 08 кГс/см², температурный интервал работы от -70 до +150°С.

3.2.2 Термоэлектрические термометры

Термоэлектрические термометры предназначены для измерения температуры выходящих газон силовых установок. К ним предъявляются высокие требования по точности измерения, так как повышение температуры газов на 1% снижает предел прочности лопаток турбины силовой установки на 3-10%, а снижение температуры на 1% увеличивает прочность лопаток, но уменьшает тягу силовой установки на 2-3%.

Принцип действия термоэлектрического термометра основан на измерении с помощью милливольтметра термо-ЭДС, возникающей при нагреве спая двух разнородных металлов (термоэлектродов). Спай получил название термопары. Термо-ЭДС возникает и на свободных концах термопары, соединенных через милливольтметр (холодный спай), шкала которого проградуирована в °С. Ее величина определяется температурой окружающей среды. В результате милливольтметр будет измерять разность термо-ЭДС Ет между "горячим" E1 и "холодным" Е2 спаями:
Ет=Е1-Е2.
Изменение температуры окружающей среды приводит к изменению Е2 и появлению методической температурной погрешности термометра. С целью ее уменьшения в термометрах применяют термопары с термоэлектродами из специальных сплавов типа "НК-СА" (никель-кобальт-спецалюмель), "ХА" - (хромель-алюмель), термо-ЭДС которых возникает при температуре более 300С ("НK-CA") и при t >0 °С ("ХА").

Тем самым колебания температуры окружающей среды в пределах 60°C практически не влияют на показания прибора. На базовом самолете установлены два комплекта термоэлектрических термометров ИТГ-1.

Термометр ИТГ-1 предназначен для измерения температуры "Т₄" заторможенного потока газов за турбиной двигателя и выдачи сигналов на регулятор температуры блока предельных регуляторов БПР-88 при работе двигателя на земле и в полете.

В комплект термометра ИТГ-1 входят: измеритель ИТГ-1; термопары Т-99 или Т-38-3; соединительная колодка К-82 и соединительные провода.

Особенностью термометра является применение сдвоенных термопар, соединенных параллельно и образующих две самостоятельные цепи по 12 термопар Т-99 или по 7 термопар Т-38 в каждой цепи. Одна цепь подключается к указателю термометра, другая к регулятору температуры.

Принцип действия ИТГ-1 рассмотрим по принципиальной схеме на рис.3.14,а. Основными элементами электрической схемы являются термопреобразователь, соединительные провода и измерительный прибор. Термопреобразователь TП представляет собой блок параллельно соединенных термопар. Термо-ЭДС преобразователя измеряется магнитоэлектрическим милливольтметром. Элементами электрической схемы ИТГ-1 также являются: R_пр1 и R_пр2 - электрические сопротивления противодействующих пружин; R_б - электрическое сопротивление биметаллического корректора; R_д -добавочное сопротивление измерителя, обеспечивающее постоянство внутреннего сопротивления милливольтметра; R_тк - термокомпенсационное сопротивление, предназначенное для уменьшения погрешности прибора из-за изменения сопротивления рамки указателя; R_п - подгоночное сопротивление соединительных проводов; R_си - соответственно сопротивления термопары и соединительных проводов.

Биметаллический корректор (R_б) предназначен для автоматического ввода поправки в показания термометра при изменении температуры холодного спая. При изменении t°С биметаллическая спираль поворачивает подвижную систему и стрелку прибора на дополнительный угол, компенсируя температурные погрешности. Для регулировки биметаллического компенсатора в нижней части шкалы указателя имеется винт.

Измерители ИТГ-1 установлены в кабине на центральной приборной доске справа. Рассмотрим устройство термопреобразователя и указателя.

Термопреобразователь ТП представляет собой цельную неразборную конструкцию кольцевого типа, состоящую из 12 сдвоенных термопар Т-99 и соединительного кабеля в стальной оболочке.

Термопары Т-99 расположены равномерно по окружности сечения выходного сопла АД из соображения наиболее точного замера среднемассовой температуры "Т₄". Термопары соединены в две независимые группы по 12 параллельно соединенных термоэлектродов, одна группа выдает данные на указатель, а другая в регулятор температур.

Каждая термопара представляет собой неразъемную конструкцию и состоит из трубки, сваренной с камерой торможения и с заармированными в нее сдвоенными термоэлектродами, выполненными из сплавов хромеля ("+" - положительный) и алюмеля ("-" - отрицательный). Камера торможения и крышка с контактными винтами из термоэлектродного материала приварены к корпусу. Стенки камеры торможения (рис.3.14,в) выполнены из жаропрочной стали. Камера имеет 2 входных отверстия диаметром 3 мм и одно выходное, диаметром 4 мм, что позволяет получить усредненную температуру по высоте термопары. Термопары подсоединяются к указателю соединительными проводами из термоэлектродного материала группы "ХА".


Рисунок 3.14.: а – принципиальная схема термоэлектрического термометра ИТГ-1; б- зависимость величины термоэлектродвижущей силы от температуры;

в – камера торможения термопары
Для подгонки сопротивления внешней цепи термометра (включая термопары) до величины (7,5±0,1)Ом при температуре +20°С в штепсельный разъем, подходящий к указателю, впаяно дополнительное сопротивление.

Измеритель ИТГ-1 имеет шкалу с углом размаха 230°, диапазоном измерения от 200 до 1100°С, оцифрованную на точках 2, 4, 8, 10, соответствующих сотням градусов Цельсия ("х100°С").

Нулевое положение стрелки обозначено точкой. Цепа деления от 200 до 300°С и от 1000 до 1100°С - 50°С. Цепа деления на остальном участке шкалы - 20"С. Нa шкале указаны: шифр прибора - "ИТГ-1", градуировка "Гр.ХА", градуировочная величина сопротивления внешней цепи "R_вн -7,5 Ом" и номер измерителя. Погрешность показаний комплекта при t=205C составляет 12°С в диапазоне от 450 до 750°С; 15°С в диапазоне от 750 до 1000°С; ±30°С в диапазоне от 1000 до 1100°С. Ободок шкалы имеет метки желтого и красного цвета.

Начало (левая граница) желтого сектора должно соответствовать температуре 700С (750°С) - это максимально допустимая температура "Т₄" при запусках на земле и в полете. Начало красного сектора соответствует максимальному значению температуры "Т₄" при работе на режиме повышенных температур (PПT) и определяется из формулы:

где: "T₄" - соответствует настройке капала "T₄" БПР-88 на режиме РПТ при t_вх=80°С (записана в формуляре двигателя); +20°С - погрешность БПР-88 и системы измерения "T₄"; ±t₄ - погрешность измерителя для температуры 800°С или 900°С в зависимости от значения суммы "T₄" +20°С, которая округляется до величины 800°С или 900°С.

При установке нового двигателя или при замене его в процессе эксплуатации, цветные метки на измерителе наносятся вновь. Величину "T₄" необходимо брать из формуляра двигателя, a ±t₄ - из паспорта измерителя.

На базовом вертолете для определения температуры газов за турбиной газотурбинного двигателя АИ-9В применяется термометр выходящих газов ТСТ-282С. Это термоэлектрический термометр по принципу действия аналогичен ИТГ-1. Отличается он некоторым конструктивным исполнением. В комплект ТСТ-282С входят: указатель ТСТ-2 (расположен па центральном пульте летчика №1); термопара Т-82С - расположена в отсеке АИ-9В; соединительная колодка - расположена в отсеке АИ-9В; соединительные провода. Диапазон измеряемых температур от 0°С до 900°С, а диапазон рабочих температур от 600°С до 800°С. Термоэлектродный материал термопары Т-82С - "ХА" (хромель-алюмель).

3.2.3 Аппаратура измерения температуры выходящих газов

Повышение требований к точности измерения температуры выходящих газов привели к созданию термометров серии ИА (измерительная аппаратура). В этих термометрах используется компенсационный метод измерения температуры выходящих газов. Он исключает методическую погрешность измерения температуры. Аппаратура работает с хромель-алюмелевыми термопарами ("ХА"), имеющими более высокую чувствительность, чем термопары (НK-СА). На летательных аппаратах нашли применение термометры серии ИА: 2ИА6; 2ИА7 и др.

На базовом вертолете установлена сдвоенная измерительная аппаратура 2ИА6, которая предназначена для измерения температуры выходящих газов двигателей; в ее комплект входят: сдвоенный указатель 2УТ-6К; двухканальный усилитель 2УЭ-6Б; две переходные колодки ПК-6; два табло сигнализации "Лев.двиг. t° газов высока" и "Прав.двиг. t° газов высока"; кнопка контроля работоспособности аппаратуры при неработающих двигателях с трафаретом "Контроль двиг. хол.гор.". На рис.3.15 показана принципиальная схема одного из каналов сдвоенной аппаратуры 2ИА6.


Рисунок 3.15. Принципиальная схема измерительной аппаратуры температуры выходящих газов 2ИА-6 (один канал)
Термо-ЭДС блока параллельно соединенных термопар в сумме с напряжением компенсации термо-ЭДС холодного спая, которое вырабатывается мостовой схемой, уравновешивается напряжением потенциометра обратной связи R3. Щетка этого потенциометра автоматически перемещается электродвигателем М следящей системы указателя при разбалансе моста. Одновременно двигатель через редукторы Р1 и Р2 вращает стрелки "грубого" и "точного" отсчета температуры по шкалам с ценой делений 50 и 5°С соответственно. Мост компенсации термо-ЭДС холодного спая и потенциометра питаются от стабилизатора напряжения (U_ct). Для фильтрации пульсации U_ct применяется резистор R6 и конденсатор С1.

Терморезистор R2 учитывает изменение температуры холодного спая. Он размещен в переходной колодке ПК-6, к клеммам которой подключен блок термопар. При изменении температуры холодного спая изменяется сопротивление R2 и мост разбалансируется, вырабатывая сигнал компенсации термо-ЭДС холодного спая.

Сигнал о превышении предельной температуры Т_пред. выдается контактным устройством. Указатель имеет две равномерные шкалы грубого отсчета от 0 до 1200°С и две шкалы точного отсчета от 0 до 100°С.

Для контроля работоспособности аппаратуры при работающем двигателе применяется кнопка КН1, при нажатии на которую закорачиваются термопары, при этом указатель дает показания в пределах 0-150°С. KН2 - для контроля ИА при Т_г=0.

Основные технические данные: пределы измерения температуры 0-1200°С; рабочий диапазон измерения температуры от 300 до 1000°С; погрешность показаний ИА в рабочем диапазоне ±6°С, в остальном диапазоне ±8°С. Термометр 2ИА-6 получает питание от сети переменного тока U=l15B, F=400Гц через предохранитель ПМ-2 в цени усилителя 2УЭ-6Б (место установки предохранителя - левое распределительное устройство (РУ). По постоянному току 2ИА-6 получает питание через предохранитель ПМ-2, установленный за пультом АЗС.

Указатель, два табло сигнализации и кнопки контроля работоспособности аппаратуры размещаются на приборной доске летчика.