Авиационные термометры

Комбинированные приборы контроля работы авиадвигателей типа ЭМИ

С целью упрощения отображения информации, необходимой для
оценки соответствия параметров текущего режима полета заданным, в
авиации наряду с раздельными приборами используются комбинированные
указатели. Они представляют собой приборы, объединяющие в едином
корпусе указателя несколько малогабаритных вторичных измерителей со
своими стрелками (индексами, опорными линиями).
При построении комбинированных приборов возможно объединение
в едином корпусе двух вторичных измерителей однородных параметров, а
также трех и более вторичных измерителей разнородных параметров одной
системы. Примером первого способа комбинирования может служить
манометр 2ДИМ-240К, предназначенный для измерения давления
гидросмеси в основной и аварийной гидросистемах самолета Як-40. В
комплект входят два датчика (ИД-240), установленные в гидроотсеке, и
сдвоенный указатель (УИ-240К), установленный на приборной доске( рис., а)
Другим представителем этой группы
приборов является двухстрелочный
тахометр ИТЭ-2Т, измеряющий частоту
вращения компрессоров высокого и
низкого давления двигателя самолета
Ту-154.
2

Лекция № 5 Тема 2. Приборы и системы контроля работы авиадвигателей Авиационные термометры 2. Проволочные термосопротивления

2.11. Термометры сопротивления типа ТУЭ и ТНВ
2.12. Приемники температуры: П-1, П-5, П-69, П-104
2.13. Термоэлектрические термометры типа ТЦТ, ТВГ,
ТСТ и компенсационного типа
2.14. Погрешности термометров сопротивления и
термоэлектрических термометров и способы их
компенсации
2.15. Комбинированные приборы контроля работы
авиадвигателей типа ЭМИ

Приемники температуры

16
Приемник температуры П – 69
Входит состав ИК-ВСП-10 и СВС-72 для
определения истинной скорости.
Приёмник температуры П-69-2М
состоит из корпуса 1, внутри
корпуса находятся два
чувствительных элемента
(изоляционная пластинка 2, на
которую бифилярно намотана
платиновая микропроволока 3 (так
мотают проволочные резисторы, что бы
паразитная индуктивность была
минимально возможной).
Все детали приёмника крепятся к стойке 7 и втулке 6, выполненные из
жаропрочной хромоникелевой стали. Для защиты от солнечной радиации
поверхность датчика полируется. Выходные концы 8 сопротивления через
колодку 5 и трубку 4 соединены со штепсельным разъёмом 9.

Термометр ТЦТ-13

9
Предназначен для дистанционного измерения температуры головки
цилиндра. В комплект термометра входят измеритель ТЦТ-1 (прибор
магнитно-электрической системы) и термопара Т-3. Горячий спай
термоэлектрического преобразователя Т-3 градуировки ХК прикрепляется к
медному кольцу, которое устанавливается под зажигательную свечу
поршневого авиадвигателя.
Измеритель ТЦТ-1 установлен на центральной панели приборной
доски и служит для визуального контроля температуры головок цилиндров.
Между собой измеритель и термопара соединяются двумя проводами. При
нагреве термопары Т-3 по электрической проводке ток поступает на
измеритель ТЦТ-1. Шкала указателя имеет градуировку – от -50 до +350° С,
цена деления 10° С.
В процессе эксплуатации необходимо следить, чтобы не было
оголения проводов термопары и их соприкосновения с металлическими
деталями самолета.
Термоэлектрический термометр ТСТ. Предназначен для измерения
температуры выходящих газов турбостартеров
Электрические схемы термометров ТЦТ, ТВГ, ИТГ, ТСТ одинаковы,
отличия заключаются только в способах соединения термопар.

Термометр компенсационного типа 2ИА-6

Сдвоенная измерительная аппаратура 2ИА-6 предназначена для
измерения температуры газов двигателей. Аппаратура работает в
комплекте с термопарами Т-102 соединенными параллельно. Шкалы
грубого отсчета имеют предел измерения от 0 до 1200°С с ценой деления
100°С. Шкалы точного отсчета имеют предел измерения от 0 до 100°С с
ценой деления 5°С.
6

Авиационные термометры предназначены для измерения температуры
газов газотурбинных двигателей (до 15000 С), температуры в камерах
сгорания реактивных двигателей (до 30000 С), температуры масла и
охлаждающей жидкости (до 1500 С), температуры наружного воздуха и
кабины самолета (+600 С)
По принципу действия ЧЭ термометры подразделяют на:
– термометры расширения, основанные на тепловом расширении
жидкостей твердых тел (жидкостные, биметаллические);
– электрические термометры сопротивления;
– термоэлектрические термометры.
В авиации широкое применение получили термометры сопротивления,
используемые для измерения температуры в сравнительно небольшом
диапазоне (например, масла, наружного воздуха), и термоэлектрические
термометры, применяемые для измерения температуры газов
газотурбинных реактивных двигателей, а также температуры
турбостартеров и головок цилиндров поршневых двигателей.
25

Слайд 20Термометр компенсационного типа 2ИА-6 Компенсационные термоэлектрические термометры имеют более высокую точность,

кроме того, они обеспечивают электрическую сигнализацию о превышении предельно допустимой температуры.

Разность термоЭДС, снимаемая с термопар Т, и напряжение компенсации, снимаемое с мостовой схемы (резисторы R1 — R9), поступает на усилитель У и двухфазный индукционный реверсивный двигатель М. Последний через редукторы Р1 и Р2 перемещает стрелки указателя и изменяет сопротивление R6 до тех пор, пока напряжение мостовой схемы не скомпенсирует термоЭДС с термопар Т.

Термометр ТВГ-11Т

Термопары помещаются в защитные чехлы из
жаропрочной стали. Выходное калиброванное
отверстие 1 обеспечивает течение газа внутри
кожуха, улучшая теплопередачу от поверхности
входного окна 2 к горячему спаю. В результате
существенно уменьшаются динамические
погрешности термометра.
Погрешности ТВГ-11 в рабочем диапазоне шкалы
не выше +15 С.
10

Слайд 24Особенности эксплуатации термометровПроверка термометров всех типов осуществляется с помощью установки УПТ-1М.

Для проверки аппаратуры ИА используется также контрольный прибор КП-5, а для термометров ТЦ – аппаратура УК-83.При проверке указателей термо ЭДС заменяется напряжениями, снимаемыми с контрольного потенциометра, и сравниваются показания проверяемого и эталонного указателей. Для проверки указателей термометров сопротивления изменения сопротивления имитируют с помощью магазина сопротивлений. Проверка датчиков термометров сопротивления с никелевым чувствительным элементом осуществляется путем сравнения R с сопротивлениями эталонных резисторов для двух значений температуры (00 С и 1000 С).

Термометр ТНВ

Зная температуру чувствительного элемента Тчэ, можно определить температуру наружного воздуха. Стабилизация скорости воздушного потока в сопле Лаваля позволяет уменьшить влияние скорости потока на результат измерений.

Слайд 5Термометр ТУЭ – 48Термометр ТУЭ-48К предназначен для измерения температуры воздуха в

трубопроводах индивидуальной вентиляции, салона и кабины экипажа. Шкала термометра отградуирована от —70° до + 150° С с оцифровкой через 50°, ценой деления 10°. Комплект термометра состоит изтрех приемников температуры П 1.

Слайд 7Термометр ТНВ Из формулы видно, что температура Тчэ превышает температуру среды.

Это объясняется торможением потока у термодатчика и переходом кинетической энергии в тепловую.

Слайд 162. Термоэлектрические термометры типа ТЦТ, ТВГ и компенсационного типаТермоэлектрические термометры типа

ТВГ и ТСТ применяются для измерения температуры движущихся газов, типа ТЦТ – для измерения температуры твердых тел, типа ИТ- для измерения температуры движущихся газов с компенсационными схемами измерения.

Используется для измерения температуры выходящих газов ГТД.

В комплект термометра входят указатель и блок последовательно соединенных термопар Т-1 типа НК-СА, располагаемых симметрично входного сечения реактивного сопла. В результате измеряется средняя температура газов. Диапазон шкалы прибора от 300 до 9000 С.

Погрешности термоэлектрических термометров

13
Принцип действия термопары.
Атомы металлов составляют пространственную решетку, внутри которой
свободные электроны, участвующие в тепловом движении, образуют
электронный газ. Плотность электронного газа для разных металлов
неодинакова. Из-за этого на границе соприкосновения двух разнородных
металлов возникает стремление к выравниванию плотности электронного
газа. Часть электронов переходит из одного металла в другой. При этом
один металл заряжается положительно, другой отрицательно.
Возникает контактная разность потенциалов, которая уравновешивает
разность давления электронного газа. Контактная разность потенциалов не
зависит от формы и геометрических размеров термоэлектродов и
определяется разностью температур горячего и холодного спаев и
свойствами металлических проводников термопары.
е = f(tгс) – (tхс)

12
Каждая термопара, состоящая из двух
термоэлектродов, характеризуется зависимостью
изменения термоЭДС от температуры, называемой
градуировкой. Наиболее широкое применение в
авиационных термометрах получили термопары:
хромель-копелевая (хромель – сплав из 89% Ni,
9,8% Cr, 1% Fe, 0,2% Mn; копель – сплав из45% Ni,
55% Cu); хромель-алюмелевая (алюмель – сплав
из 94% Ni,0,5% Fe, 2% Al, 2,5% Mn и 1% Si),
железо-копелевая, медькопелевая,
медьконстантановая и др. В обозначениях
градуировок первым указывается положительный
термоэлектрон, вторым “ отрицательный.
Измеряя термо ЭДС, развиваемую термопарой, можно определить температуру
горячего спая. Это измерение может быть выполнено с помощью гальванометра
или компенсационным методом.
К термоэлектрическим термометрам, измеряющим термоЭДС прямым
методом (с помощью гальванометра), относятся термометры типа ТВГ, ИТГ,
ТСТ, ТЦТ. Электрические схемы их одинаковы, отличия заключаются только
в способах соединения термопар.

1
Второй способ комбинирования реализован в трехстрелочных моторных
индикаторах типа ЭМИ-ЗР, широко применяемых на современных самолетах.
Например, на самолетах Ту-154, Ил-62 используется индикатор ЭМИ-ЗРТИС
(рис., б) для дистанционного измерения давления топлива перед
форсунками, давления и температуры масла на входе двигателя. Данный
индикатор состоит из трех независимых измерителей: двух манометров типа
ДИМ и термометра типа ТУЭ.
В комплект ЭМИ-ЗРТИС входят: индуктивный датчик (ИДТ-100С) давления
топлива, индуктивный датчик (ИДТ-8С) давления масла и датчик (П-63)
температуры масла, трехстрелочный указатель (УИЗ-3). Указатель УИЗ-3
выполнен в виде трех магнитоэлектрических логометрических измерителей,
расположенных в одном корпусе.
Допустимые погрешности
измерений:
по давлению – не более
±1,5 % максимального
значения шкалы; по
температуре масла – не
более ± 4 °С.

Приемник температуры П -1
Теплочувствительным элементом служит никелевая проволока 8,
намотанная на каркас 9 (пластину из слюды). Изоляция проволоки
внешней стороны осуществляется тонкими слюдяными
прокладками 2. Для улучшения теплообмена чувствительного
элемента с окружающей средой служат серебряные пластины 10.
Используется с термометром ТУЭ – 48
18

Слайд 17Термометр ТВГ-11ТТермопары помещаются в защитные чехлы из жаропрочной стали. Выходное калиброванное

отверстие 1 обеспечивает течение газа внутри кожуха, улучшая теплопередачу от поверхности входного окна 2 к горячему спаю. В результате существенно уменьшаются динамические погрешности термометра.

Погрешности ТВГ-11 в рабочем диапазоне шкалы не выше +15 С.

Приемник температуры П – 104
Входит состав ИК-ВСП-10 для
определения истинной скорости.
Датчик П-104 предназначен для
измерения температуры
торможения потока воздуха и
выдачи электрических сигналов,
пропорциональных температуре
заторможенного потока воздуха, в
СВС и системы регулирования
двигателей.
15

Погрешности термометров сопротивления и термоэлектрических термометров и способы их компенсации

5
2.14. Погрешности термометров сопротивления и
термоэлектрических термометров и способы их компенсации
Погрешности термометров сопротивления
Методическая погрешность. Температура ЧЭ в установившемся режиме
превышает измеряемую из-за нагрева термосопротивления протекающим
током. Подбором параметров измерительной схемы ее снижают до
допустимого уровня.
Инструментальная погрешность. Складывается из погрешностей
приемника и указателя. Температурная инструментальная погрешность
указателя обусловлена зависимостью сопротивлений катушек логометра от
температуры в корпусе указателя. Для ее компенсации используются
медные резисторы R3, R4 и R7.
Статическая погрешность. Связана в основном с неточностью изготовления
его ЧЭ.
Динамическая погрешность. Обусловлена запаздыванием передачи (отвода)
тепла в приемнике между теплочувствительным элементом и окружающей
средой. Их уменьшение практически может достигаться в основном
увеличением коэффициента теплопередачи ЧЭ (в термометрах ТУЭ-48 для
этого служат серебряные пластины).
Остальные инструментальные погрешности указателя аналогичны
характерным для указателей манометров. В целом статические
погрешности (приведенные) ТУЭ-48 не превышают 1,5%.

Термометры сопротивления типа ТУЭ и ТНВ

Термометр ТУЭ-48
Предназначен для
измерения температуры
масла, а также
наружного воздуха.
В комплект входят приемник
температуры типа П -1 и
указатель.
Логометрический указатель подобен используемым в манометрах
ЭДМУ и ДИМ. Катушки логометра включены в две измерительные
диагонали мостовой схемы. Такая схема обладает повышенной
чувствительностью, так как при изменениях температуры ток в
одной из катушек растет, а в другой – уменьшается
23

Приемник температуры П – 5
Используется с термометром ТНВ – 15.
Служит для дистанционного измерения
температуры торможения наружного
воздуха при скоростях полета до 1800
км/ч.
Т чэ
Т
0,978(1 0,2М 2 )
17

Термоэлектрический термометр ТСТ

Термометр термоэлектрический ТСТ-299 предназначен для измерения
температуры выходящих газов двигателей АИ-25. Комплект термометра
ТСТ-299 состоит из четырех сдвоенных термопар Т-99, установленных по
окружности реактивного сопла и указателя ТСТ-2, установленного на
средней амортизированной панели приборной доски самолета Як-40.
Термометр ТВ-45К
Термометр ТСТ – 299
8

Слайд 26
2. Комбинированные приборы контроля работы авиадвигателей типа ЭМИ
1Второй способ

комбинирования реализован в трехстрелочных моторных индикаторах типа ЭМИ-ЗР, широко применяемых на современных самолетах. Например, на самолетах Ту-154, Ил-62 используется индикатор ЭМИ-ЗРТИС (рис., б) для дистанционного измерения давления топлива перед форсунками, давления и температуры масла на входе двигателя. Данный индикатор состоит из трех независимых измерителей: двух манометров типа ДИМ и термометра типа ТУЭ. В комплект ЭМИ-ЗРТИС входят: индуктивный датчик (ИДТ-100С) давления топлива, индуктивный датчик (ИДТ-8С) давления масла и датчик (П-63) температуры масла, трехстрелочный указатель (УИЗ-3). Указатель УИЗ-3 выполнен в виде трех магнитоэлектрических логометрических измерителей, расположенных в одном корпусе.

Допустимые погрешности измерений: по давлению – не более ±1,5 % максимального значения шкалы; по температуре масла – не более ± 4 °С.

П-1, П-5, П-69, П-10416Приемник температуры П – 69Приёмник

температуры П-69-2М состоит из корпуса 1, внутри корпуса находятся два чувствительных элемента (изоляционная пластинка 2, на которую бифилярно намотана платиновая микропроволока 3 (так мотают проволочные резисторы, что бы паразитная индуктивность была минимально возможной).

Все детали приёмника крепятся к стойке 7 и втулке 6, выполненные из жаропрочной хромоникелевой стали. Для защиты от солнечной радиации поверхность датчика полируется. Выходные концы 8 сопротивления через колодку 5 и трубку 4 соединены со штепсельным разъёмом 9.

Входит состав ИК-ВСП-10 и СВС-72 для определения истинной скорости.

Слайд 8Термометр ТНВ Комплект термометра состоит из приемника температуры П-5, установленного на

обшивке фюзеляжа самолета в носовой части с правой стороны, указателя ТНВ-1, установленного на левой амортизированной панели приборной доски самолета Як-40. Шкала прибора отградуирована от —60° до +150° С с оцифровкой через 50°, ценой деления 10°.

11
Термоэлектрические термометры типа ТВГ и ТСТ применяются для
измерения температуры движущихся газов, типа ТЦТ – для измерения
температуры твердых тел, типа ИТ- для измерения температуры движущихся
газов с компенсационными схемами измерения.
Термометр ТВГ-11Т
Используется для измерения
температуры выходящих газов ГТД.
В комплект термометра входят
указатель и блок последовательно
соединенных термопар Т-1 типа НКСА, располагаемых симметрично
входного сечения реактивного сопла.
В результате измеряется средняя
температура газов. Диапазон шкалы
прибора от 300 до 9000 С.

Слайд 222. Погрешности термометров сопротивления и термоэлектрических термометров и способы их компенсации

Методическая погрешность. Температура ЧЭ в установившемся режиме превышает измеряемую из-за нагрева термосопротивления протекающим током. Подбором параметров измерительной схемы ее снижают до допустимого уровня.Инструментальная погрешность. Складывается из погрешностей приемника и указателя. Температурная инструментальная погрешность указателя обусловлена зависимостью сопротивлений катушек логометра от температуры в корпусе указателя. Для ее компенсации используются медные резисторы R3, R4 и R7. Статическая погрешность. Связана в основном с неточностью изготовления его ЧЭ.Динамическая погрешность. Обусловлена запаздыванием передачи (отвода) тепла в приемнике между теплочувствительным элементом и окружающей средой. Их уменьшение практически может достигаться в основном увеличением коэффициента теплопередачи ЧЭ (в термометрах ТУЭ-48 для этого служат серебряные пластины).

Остальные инструментальные погрешности указателя аналогичны характерным для указателей манометров. В целом статические погрешности (приведенные) ТУЭ-48 не превышают 1,5%.

Комплект термометра состоит из приемника температуры П-5,
установленного на обшивке фюзеляжа самолета в носовой части с правой
стороны, указателя ТНВ-1, установленного на левой амортизированной
панели приборной доски самолета Як-40. Шкала прибора отградуирована
от —60° до +150° С с оцифровкой через 50°, ценой деления 10°.
19

Проверка термометров всех типов осуществляется с помощью установки
УПТ-1М. Для проверки аппаратуры ИА используется также контрольный
прибор КП-5, а для термометров ТЦ – аппаратура УК-83.
При проверке указателей термо ЭДС заменяется напряжениями,
снимаемыми с контрольного потенциометра, и сравниваются показания
проверяемого и эталонного указателей. Для проверки указателей
термометров сопротивления изменения сопротивления имитируют с
помощью магазина сопротивлений. Проверка датчиков термометров
сопротивления с никелевым чувствительным элементом осуществляется
путем сравнения R с сопротивлениями эталонных резисторов для двух
значений температуры (00 С и 1000 С).
3

Слайд 2Авиационные термометрыАвиационные термометры предназначены для измерения температуры газов газотурбинных двигателей (до

15000 С), температуры в камерах сгорания реактивных двигателей (до 30000 С), температуры масла и охлаждающей жидкости (до 1500 С), температуры наружного воздуха и кабины самолета (+600 С)

По принципу действия ЧЭ термометры подразделяют на:- термометры расширения, основанные на тепловом расширении жидкостей твердых тел (жидкостные, биметаллические);- электрические термометры сопротивления;- термоэлектрические термометры.

В авиации широкое применение получили термометры сопротивления, используемые для измерения температуры в сравнительно небольшом диапазоне (например, масла, наружного воздуха), и термоэлектрические термометры, применяемые для измерения температуры газов газотурбинных реактивных двигателей, а также температуры турбостартеров и головок цилиндров поршневых двигателей.

14
Принцип действия термоэлектрического термометра основан на
использовании термоэлектрического эффекта, заключающегося в
возникновении термоэлектродвижущей силы (термоЭДС) в спае двух
проводников из двух разнородных токопроводящих материалов при наличии
разности температур места соединения проводников и их свободных концов.
Такая цепь, составленная из двух разнородных металлов, называется
термопарой. Проводники, из которых состоит термопара, называются
термоэлектродами. Одну точку соединения термоэлектродов называют
рабочим концом (горячим спаем), а другую – свободным концом (холодным
спаем).

П-1, П-5, П-69, П-10417Приемник температуры П – 5Используется

с термометром ТНВ – 15. Служит для дистанционного измерения температуры торможения наружного воздуха при скоростях полета до 1800 км/ч.

Слайд 142. Термоэлектрические термометры типа ТЦТ, ТВГ и компенсационного типаПринцип действия термопары. Атомы

металлов составляют пространственную решетку, внутри которой свободные электроны, участвующие в тепловом движении, образуют электронный газ. Плотность электронного газа для разных металлов неодинакова. Из-за этого на границе соприкосновения двух разнородных металлов возникает стремление к выравниванию плотности электронного газа. Часть электронов переходит из одного металла в другой. При этом один металл заряжается положительно, другой отрицательно.Возникает контактная разность потенциалов, которая уравновешивает разность давления электронного газа. Контактная разность потенциалов не зависит от формы и геометрических размеров термоэлектродов и определяется разностью температур горячего и холодного спаев и свойствами металлических проводников термопары.

Слайд 32. Проволочные термосопротивленияИзмерение температуры в таких термометрах сводится к измерению сопротивления

ЧЭ – металлических или полупроводниковых термосопротивлений.

Для измерения сопротивления R в авиационных термометрах обычно используются мостовые схемы (неравновесные) с логометрическими указателями.

температурный коэффициент сопротивления; T0 – начальное значение температуры (обычно 200 С)

Для полупроводниковых термосопротивлений (термисторов)

– температурный коэффициент термистора (отрицательный, уменьшается по абсолютной величине с ростом температуры. Постоянная B зависит от материала полупроводника

– нелинейная зависимость

– линейная зависимость

Лекция № 5
Тема 2. Приборы и системы контроля
работы авиадвигателей

Авиационные термометры
2.10. Проволочные термосопротивления
2.11. Термометры сопротивления типа ТУЭ и ТНВ
2.12. Приемники температуры: П-1, П-5, П-69, П-104
2.13. Термоэлектрические термометры типа ТЦТ, ТВГ, ТСТ и компенсационного типа
2.14. Погрешности термометров сопротивления и термоэлектрических термометров и способы их компенсации
2.15. Комбинированные приборы контроля работы авиадвигателей типа ЭМИ

Авиационные термоэлектрические термометры

По своему назначению авиационные термоэлектрические термометры можно разделить на три группы.

К первой группе относятся термометры типа ТВГ, ИТГ и ТСТ, служащие для измерения температуры выходящих газов турбореактивных, турбовинтовых авиационных двигателей и турбостартеров.

Ко второй группе относятся термометры типа ТЦТ, измеряющие температуру головок цилиндров поршневых двигателей и других твердых тел.

В третью группу объединяются измерительные системы типа ИТ, ИА, предназначенные для измерения температуры газов, выходящих из реактивного сопла двигателе и турбин низкого и высокого давления.

В качестве термопреобразователей в термоэлектрических термометрах используются различные термопары.

В термометрах ТВГ, ИТГ, ТСТ используются термопары типа Т-1, Т-9, Т-11, Т-80, Т-82К, Т-99 различных градуировок.

В измерительных системах применяются термопары типа Т-99, Т-38, Т-93.

Термопары помещают в жаропрочный корпус и равномерно размещают по периметру одного сечения выходного сопла двигателя.

В термометрах ТЦТ горячий спай термоэлектрического преобразователя Т-3 градуировки ХК прикрепляется к медному кольцу, которое устанавливается под зажигательную свечу поршневого авиадвигателя.

Способы соединения термопар различны. В термометрах типа ТВГ, ТСТ термопары соединяются электрически в одну термобатарею последовательно. В измерительных системах термопреобразователи имеют две комбинации параллельно или параллельно – последовательно соединенных термоэлектродов, при этом одна группа термопреобразователей используется непосредственно для измерения температуры, а другая – в качестве датчика регулятора температуры. Указанные способы соединения позволяют получить суммарную термоЭДС, пропорциональную среднему значению температуры выходящих газов. Соединение термопреобразователей осуществляется в соединительных коробках, расположенных в таком месте самолета, где температура окружающей среды меняется незначительно и не превышает 100 °С.

Рис. 6.17. Принципиальная электрическая схема ИТГ-1.

Электрические схемы термометров ТЦТ, ТВГ, ИТГ, ТСТ одинаковы, отличия заключаются только в способах соединения термопар. Основными элементами электрической схемы являются термопреобразователь, соединительные провода и измерительный прибор (рис.6.17). Термопреобразователь ТП1 представляет собой блок параллельно соединенных термопар. ТермоЭДС преобразователя измеряется магнитоэлектрическим милливольтметром. На схеме показаны: R2 – добавочное сопротивление измерителя, обеспечивающее постоянство внутреннего сопротивления милливольтметра; R3 – сопротивление рамки; R4 – термокомпенсационное сопротивление, предназначенное для уменьшения погрешности прибора из-за изменения сопротивления рамки указателя; Rпp и Rб – соответственно электрические сопротивления противодействующих пружин и биметаллического корректора.

Зависимость угла a поворота стрелки показывающего прибора от разности температур горячего и холодного спаев рассчитывается по формуле

где к – постоянная гальванометра; В – магнитная индукция; с – жесткость противодействующей пружины; Rt, RСП – соответственно сопротивления термопары и соединительных проводов; R1 – подгоночное сопротивление соединительных проводов;

Комплект термометра ИТГ-1 состоит из измерителя ИТГ и термопар Т-99. Вместе с измерителем ИТГ могут работать термопары Т-38-3. 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

Сдвоенная термопара Т-99 имеет неразъемную конструкцию (рис. 6.18) и состоит из корпуса 1, термоэлектродов 4, выполненных из сплавов хромеля (положительные) и алюмеля (отрицательные), и штуцера 9. В корпусе термопары, изготовленном из жаропрочного сплава, размещены два независимо работающих термоэлектродных спая 8, находящихся непосредственно в газовом потоке. Камера торможения 6 имеет два входных отверстия 5 диаметром 3 мм и одно выходное отверстие 7 диаметром 4 мм, что позволяет получить осредненную температуру по высоте термопары Штуцер 9 запрессован и припаян к корпусу 1 термопары.

Рис. 6.18.Термопара Т – 99: 1 – корпус; 2,3 – контактные винты; 4 – термоэлектроды; 5 – входные отверстия; 6 – камера торможения; 7 – выходное отверстие; 8 – термоэлектродный спай; 9 – штуцер

Термоэлектроды 4 приварены к контактным винтам 2 и 3. Термопары соединяют в термобатарею из 12 параллельно включенных термопар и подключают к указателю соединительными проводами из термоэлектродного материала (хромеля и алюмеля). 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. Головка термопары выдерживает рабочую температуру до +200 °С, предельную – до +250 °С.

Указатель ИТГ-1 представляет собой магнитоэлектрический милливольтметр.

Существует сдвоенная измерительная аппаратура 2ИА-7 предназначена для измерения температуры газа авиационных двигателей в условиях полета и на земле.

Функциональная схема одного канала системы 2ИА-7 приведена на рисунке6.19.

Рис. 6.19. Измерительная аппаратура 2ИА – 7

Рабочий диапазон измерения температуры – от 300 до1000°С.

Погрешность показаний аппаратуры при температуре внешней среды (+25±10) °С составляет ±6 °С в рабочем диапазоне температур и ±7 °С в остальных диапазонах.

Электропитание: ~115В с частотой 400 Гц; = 27В.

В комплект аппаратуры входят два указателя температуры УТ – 7А, сдвоенный усилитель 2УЭ-6В и две переходные колодки ПК – 9Б.

Термопреобразователем служит коллектор термопар, состоящий из 12 параллельно соединенных хромель-алюмелевых термопар типа Т-99-3, Т-93-2, Е-38-3, Т-82Г.

Радиальное расположение термопар по периметру авиадвигателя обеспечивает измерение среднемассового значения температуры выходящих газов.

Принцип действия аппаратуры основан на компенсационном методе измерения термоЭДС.

Встречно с термоЭДС термопар Т-99 включено компенсирующее напряжение, снимаемое с мостовой схемы, собранной на резисторах R9, R10, R11 и размещенной в указателе У-7А.

Мостовая схема запитывается постоянным током через стабилизатор напряжения. Величина компенсирующего напряжения моста зависит от положения напряжения токосъемника потенциометра обратной связи R9. Разность ТЭДС и компенсирующего напряжения преобразуется с помощью входного модулятора, собранного на интегральных прерывателях ПП1 и ПП2 и входном трансформаторе ТР2, в переменное напряжение частотой 400 Гц. Опорное (коммутационное) напряжение подается на модулятор через трансформатор ТР1. Таким образом, со вторичной обмотки трансформатора ТР2 будет сниматься сигнал рассогласования в виде напряжения переменного тока, которое усиливается в усилителе напряжения и усилителе мощности и подается на реверсивный двигатель отработки, перемещающий токосъемник потенциометра обратной связи до тех пор, пока компенсирующее напряжение не сравняется с измеряемой термоЭДС и их разность не станет равной нулю. Таким образом, каждому положению токосъемника потенциометра обратной связи соответствует определенное значение термоЭДС, т.е. определенная измеряемая температура.

Двигатель через редукторы перемещает стрелки указателей грубого и точного отсчета. В указателе имеется узел сигнализации, обеспечивающий подачу сигнала при определенных показаниях прибора (рабочей или критической температуре).

В аппаратуре предусмотрена автоматическая компенсация термоЭДС холодного спая термопары напряжением мостовой схемы переходной колодки, меняющимся в зависимости от температуры холодного спая термопары. Компенсирующее напряжение мостовой схемы, одним плечом которой является термочувствительное сопротивление R8, включено встречно с термоЭДС холодного спая термопары. Мостовая схема запитывается от стабилизатора напряжения СН.

В состоянии равновесия термоЭДС холодного спая уравновешена напряжением диагонали мостовой схемы, и в измерительную цепь подается сигнал от термопары, соответствующей температуре горячего спая.

При изменении температуры окружающей среды меняется ТЭДС холодного спая термопары, но одновременно меняется и напряжение диагонали мостовой схемы за счет изменения никелевого резистора R8, имеющего температуру холодного спая термопары. Это изменение напряжения диагонали мостовой схемы полностью компенсирует изменение термоЭДС холодного спая термопары.

В аппаратуре 2ИА-7 предусмотрен встроенный контроль работоспособности

Помимо измерительной аппаратуры 2ИА-7А на самолетах устанавливаются измерительные системы 2ИА-6, ИА-11А, ИА-12А и измерители температуры ИТ-2Т. В этих термометрах термоЭДС одного или группы термопреобразователей сравниваются с напряжением постоянного тока на выходе источника регулируемого напряжения. Схема сравнения служит для получения компенсирующего напряжения, которое благодаря наличию следящей системы стремится быть равным или противоположным по знаку термоЭДС термопары.

Конструктивной особенностью измерительной аппаратуры ИА-11А, ИА-12А является применение в ней ленточных показывающих приборов типа ИТГП.

Термометр ТУЭ-48К предназначен для измерения температуры воздуха в
трубопроводах индивидуальной вентиляции, салона и кабины экипажа.
Шкала термометра отградуирована от —70° до + 150° С с оцифровкой
через 50°, ценой деления 10°. Комплект термометра состоит из
трех приемников температуры П 1.
22

Слайд 132. Термоэлектрические термометры типа ТЦТ, ТВГ и компенсационного типаПринцип действия термоэлектрического

термометра основан на использовании термоэлектрического эффекта, заключающегося в возникновении термоэлектродвижущей силы (термоЭДС) в спае двух проводников из двух разнородных токопроводящих материалов при наличии разности температур места соединения проводников и их свободных концов. Такая цепь, составленная из двух разнородных металлов, называется термопарой. Проводники, из которых состоит термопара, называются термоэлектродами. Одну точку соединения термоэлектродов называют рабочим концом (горячим спаем), а другую – свободным концом (холодным спаем).

П-1, П-5, П-69, П-10415Приемник температуры П – 104Датчик

П-104 предназначен для измерения температуры торможения потока воздуха и выдачи электрических сигналов, пропорциональных температуре заторможенного потока воздуха, в СВС и системы регулирования двигателей.

Входит состав ИК-ВСП-10 для определения истинной скорости.

Термометры находят широкое применение в авиации для измерения температуры твердых тел (головок цилиндров поршневых двигателей), жидкостей (масла, топлива), воздуха и газов. При изменении температуры частей двигателя, газов, , а также жидкостей погрешность измерения не должна превышать 0,5-1 %. измерения может составить 1-2 %. Классификация термометров представлена в таблице 6.1.

Термобиметаллические термометры

Биметаллические пластины (рис.6.2), используемые в качестве чувствительного элемента биметаллического термометра (БТ), состоят из двух примерно одинаковых по толщине пластинок металлов или сплавов с различными температурными коэффициентами линейного расширения. При изменении температуры такой пластины она изгибается в сторону материала с меньшим коэффициентом линейного расширения.

Рис. 6.2.Биметаллические пластины

При жестком креплении одного конца пластины перемещение ее другого конца вследствие изгиба передается с помощью системы рычагов на указатель и служит мерой изменения температуры.

Угол изгиба биметаллической пластины определяется формулой

где l – длина биметаллической пластины; h – суммарная толщина биметаллической пластины; Δθ = t1 – t2 – величина изменения температуры.

Для закрепленной с одного конца биметаллической пластины длиной lи толщиной hперемещение А ее ненагруженного конца при изменении температуры пластины от t1до t2определится выражением

В авиационных приборах применяют биметаллические пластины, состоящие из стали (a1 = 19·10-6) и инвара (a2=1·10-6).

Подключение к этому концу пластины какого-либо механизма для перемещения стрелки по шкале БТ приводит к возникновению силы F, противодействующей перемещению и частично подавляющей перемещение на величину А. Такая противодействующая сила определится выражением

где b– ширина пластины; Е – модуль упругости.

Очевидно, что выражения (6.13) и (6.14) справедливы только в том интервале температур, в котором оба, используемых металла обладают упругой деформацией. Это обстоятельство определяет принципиальные температурные границы применимости БТ. Подбором специальных сплавов удается создать БТ с рабочим диапазоном температур от -100 до +600 °С.

При выполнении биметаллического чувствительного элемента в виде винтовой или спиральной пластины (рис.6.3,б,в), один конец которой закреплен неподвижно, а другой связав с выходной осью, можно получить большой угол поворота выходной оси (до 360°), что позволяет поместить указывающую стрелку непосредственно на эту ось и исключить из конструкции термометра передаточно-множительный механизм.

Рис. 6.3.Принципиальные схемы биметаллических чувствительных элементов:

а — схема термометра сплоской биметаллической пластиной; б — то же, с винтовой пластиной; в — то же, соспиральной пластиной;

1 — биметаллический чувствительный элемент; 2 — передаточно-множительный механизм;

3 — стрелка

Биметаллические термометры применяются в качестве элементов компенсации температурных погрешностей приборов, а также для измерения температуры в тех случаях, где необходимы надежные недистанционные приборы.Биметаллические термометры основаны на принципе прямого преобразования сигналов идля него справедлива структурная схема(рис.6.4).

Рис. 6.4.Структурная схема биметаллического термометра:

y– деформация элемента, l- передаточная характеристика; j– угол отклонения стрелки

Передаточная функция равна:

Для увеличения длины пластины при сохранении малых габаритов чувствительного элемента его выполняют в виде спирали. В этом случае изменение температуры от t1до t2вызывает поворот ненагруженного конца спирали на угол у.

Если чувствительный элемент БТ не предназначен для работы в агрессивных средах, то он не требует защитного кожуха, и в этом случае термометры такого типа обладают сравнительно небольшой термической инерцией.

Наибольшее распространение БТ получили для автоматического регулирования. В этом случае чувствительный элемент приводит в действие систему управления контактами реле. Основная погрешность БТ составляет 1,0-1,5 %, а в области повышенных температур – до 3 % диапазона измерения. Градуировочные характеристики БТ близки к линейным. Однако чувствительные элементы термометров не взаимозаменяемы и приборы требуют индивидуальной градуировки. Она может осуществляться в термостатах путем сравнения с показаниями соответствующего образцового средства измерений.

Слайд 42. Термометры сопротивления типа ТУЭ и ТНВТермометр ТУЭ-48 Предназначен для измерения

температуры масла, а также наружного воздуха.

В комплект входят приемник температуры типа П -1 и указатель.

Логометрический указатель подобен используемым в манометрах ЭДМУ и ДИМ. Катушки логометра включены в две измерительные диагонали мостовой схемы. Такая схема обладает повышенной чувствительностью, так как при изменениях температуры ток в одной из катушек растет, а в другой – уменьшается