Изучение принципа действия, особенностей устройства,

МОСКОВСКИЙ АВИАЦИОННЫЙ ИНСТИТУТ

(ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)

Кафедра 303

                                                          УТВЕРЖДАЮ

                                                             Заведующий кафедрой 303

                                                                               _______________Осипов В.Г.

                                                                                «____»__________200__ г.

Лабораторная работа № 1

«Исследование механических анероидно-манометрических измерителей высоты и вертикальной скорости».

                  По дисциплине: «Основы проектирования приборов и систем».

Специальность 200103 Авиационные приборы и измерительно-

вычислительные комплексы.

        Обсуждено на заседании кафедры

                                                                        «___»________________200__г.

                                                     Протокол № ____

МАИ 200 __г. 

ОГЛАВЛЕНИЕ:

1. Введение……………………………………………………………………………...…….2

2. Цель работы……………………………………….………………………………..….…..2

3. Изучение принципа действия, особенностей устройства,

конструкции и характеристик механического барометрического высотомера….…2

4. Изучение принципа действия, особенностей устройства, конструкции и характеристик манометрического вариометра…………………………………..….…..9

5 Экспериментальная часть………………………………………………………………12

5.1 Описание лабораторной установки …………………………...…………..………..12

5.2 Поверка высотомеров ……………………………………………………….………..13

5.3 Поверка вариометров…………………………………………………………….……14

5.4 Содержание отчёта……………………………………………………..………….…..15

Введение

В настоящее время существует тенденция оснащения современных и перспективных летательных аппаратов электронными устройствами отображения информации, воспринимаемой экипажем. Электронные устройства отображения информации работают в комплексе с бортовыми ЦВМ, воспринимающих первичные сигналы от датчиков. Однако, общепризнанно, что как в настоящее время, так и в будущем будут сохраняться некоторые механические приборы, имеющие высокую надежность и автономность, к числу которых относятся барометрические высотомер и вариометр. При наличии электронной индикации указанные механические приборы используются как дублирующие и резервные, особенно в аварийных и непредвиденных ситуациях, когда отказывают электронные средства.

Цель работы

Настоящая работа ставит своей целью изучить назначение, принцип действия, особенности устройства и конструкции, а также основные метрологические характеристики барометрических высотомеров и вариометров. При выполнении работы также необходимо ознакомиться с методами поверки указанных приборов, с особенностями лабораторной установки и снять экспериментальные зависимости. В результате работы проанализировать погрешности поверяемых приборов и произвести их оценку по итогам проведенного эксперимента.

Изучение принципа действия, особенностей устройства,

 конструкции и характеристик механического барометрического высотомера

Высота полета определяется как расстояние по вертикали от уровня полета летательного аппарата до некоторой поверхности Земли.

1. Абсолютную высоту  отсчитывают от уровня моря.

2. Относительная высота  определяется от некоторого выбранного уровня, например, от места взлета и посадки.

3. Истинная высота  отсчитывается от места, над которым пролетает в данный момент летательный аппарат.

Механический барометрический высотомер предназначен для измерения барометрической высоты , которая отсчитывается от места с заданным давлением и в качестве которой может выступать  или

Барометрический метод измерения высоты основан на зависимости атмосферного (статического) давления от высоты, которая для высот менее 11 км имеет вид 1:

  (1)

где - атмосферное давление на высоте Н(м)

- атмосферное давление при Н=0, мм рт.ст. или Паскалях

- вертикальный температурный градиент, равный 0,0065 К/м

R    - газовая постоянная воздуха, равная 29,27 м/К

T     - абсолютная температура при Н=0, К

В диапазоне высот от 11 до 25 км при Т(Н)=Т =const барометрическая формула трансформируется в выражение:

     (2)

где Р ,Т - давление и температура воздуха на высоте 11000 м. Формула 2 для высотомера может быть преобразована:

Данные по зависимости параметров (давления, плотности и т.д.) стандартной атмосферы приведены в ГОСТ 4401-81.

Принципиальная схема барометрического высотомера приведена на рис.1. Чувствительным элементом барометрического высотомера служит анероидная коробка 1, помещенная внутри герметического корпуса 2, связанного через штуцер 3 и трубопровод со статическим каналом приемника воздушного давления (ПВД). При изменении статического давления изменяется величина упругой деформации анероидной коробки, которая через тягу 4, передаточный механизм 5 и трибку 6 приводит к перемещению стрелки 7 относительно шкалы 8, пропорциональному значению измеряемой высоты полета.

Кинематическая схема барометрического высотомера изображена на рис. 2. Высотомер состоит из двух чувствительных элементов 28-29, связанных кривошипно-шатунным механизмами с двумя секторами 24, которые зацепляются с трибкой 23 и через мультипликатор 17 вращают указывающие стрелки 7, 8, 9, связанные между собой редуктором. Каждый чувствительный элемент укреплен на пластинчатой пружине 28, упирающейся на два биметаллических стержня 25, являющимися температурными компенсаторами 1-го рода.

Вращение от первой стрелки 7 через трибку 16, 39, зубчатые колеса 38, 40, втулку 13 передается на вторую стрелку 8. На третью стрелку 9 движение передается от трибки 15 через зубчатые колеса 14, 10 и трибку 12.

Введение поправки на барометрическую высоту местности и юстировка производится от кремальеры 45 через редуктор, состоящий из зубчатых колес 35, 30, 33, 34 и трибок 22, 31, 32, и сдвоенный сектор 21 путем поворота основания мультипликатора 18. В этом случае основание мультипликатора, представляющего собой планетарный редуктор, является водилом, трибка 20 - планетарным валом. Зубчатое колесо 37 сообщает трибке 16, а, следовательно, и стрелкам дополнительный поворот. Волосок 19 выбирает люфты зубчатых передач и передаточно-множительного механизма. Перемещения индекса заданной высоты производится ручкой 44 через зубчатые колеса 43 и 5. От кремальеры через зубчатые колеса 35, 36, 41, 42 движение передается на барометрическую шкалу 3. Сидящая на одной оси с зубчатыми колесами 36 и 41 трибка 1 зацепляется зубчатым колесом 4, на котором находится пластина 11, служащая водилом шторки 2.

Температурным компенсатором второго рода являются биметаллические пластины 26 и серьги 27.

Особенности конструкции механизма типового барометрического высотомера приведены на рис. 3. Основными элементами механизма являются основание, узел сектора, узел коробки, мультипликатор и редуктор. Одна из анероидных коробок 28 через тягу 29 и биметалл 30 поворачивает ось 31, один конец которой опирается на втулку, а другой на регулировочный винт 32. На оси 31 запрессован сектор 33, который через трибку и ось передает вращение на мультипликатор 34. Выходом мультипликатора является ось 35, на конце которой посажена стрелка 13, показывающая десятки метров.

Передача на стрелку сотен метров 11, закрепленной на втулке 1, ведется от трибки 9, посаженной на ось 34, через зубчатые колеса 24, 26 и трибки 25, 27. Передача на стрелку 10 тысяч метров ведется от трибки 27 через зубчатые колеса 4 и 2 и трибку 3. Передаточное отношение каждого из приборов 1:10, поэтому каждая из стрелок делает в 10 раз меньше оборотов, чем предыдущая. Редуктор 18, образованный перечисленными элементами, крепится к основанию 10 и 16 на плато 5 и 23, к которой также двумя винтами закреплен циферблат 15.

При вращении кремальеры одновременно с мультипликатором вращается барометрическая шкала 6 с помощью зубчатых колес 17, 21 и трибки 20 и через зубчатые колеса 17, 19, 22 шторка 7, водилом которого служит пластина 8, укрепленная на зубчатом колесе 21. Индекс 14 фиксирует величину поворота барометрической шкалы.

Собранный механизм помещается в герметический корпус, на котором находится штуцер подвода давления, кремальера и лицевая часть, состоящая из стекла и элементов его крепления.

Структурная схема барометрического высотомера может быть представлена в виде последовательного соединения трех звеньев: