Дтэ 1 датчик тахометра принцип работы

Обновлено: 11.02.2025

Тахометры предназначены для измерения частоты вращения роторов силовых установок (СУ). Частота вращения ротора оказывает влияние на тягу и надежность работы силовой установки. Например, уменьшение частоты вращения ротора на 1% приводит к снижению тяги СУ на 3-7%. Поэтому требуемая точность измерения частоты вращения ротора СУ лежит в пределах 0,5-1% от максимального значения частоты вращения.

В настоящее время на ЛА широкое применение нашли магнитоиндукционные и частотно-импульсные тахометры, последние применяются в указателях с ленточными шкалами, которые установлены на базовой AT. В настоящее время на ЛА применяются магнитоиндукционные тахометры серии ТЭ - тахометры электрические (ТЭ-15 и др.) со шкалой, проградуированной в об/мин.; тахометры серии ИТЭ - индукционные тахометры электрические (ИТЭ-1, ИТЭ-2 и др.) со шкалой, проградуированной в %.

На рис.3.16 показана принципиальная схема тахометра ИТЭ-1. В его состав входят: датчик тахометра электрический ДТЭ-1 и измеритель тахометра электрический ИТЭ-1. Датчик тахометра - синхронный трехфазный генератор с возбуждением от постоянного магнита. Он приводится во вращение через понижающую передачу от ротора СУ, частота которого измеряется. С помощью трехпроводной линии статорные обмотки датчика, соединенные на "звезду", связаны со статорными обмотками синхронного двигателя, размещенного в корпусе указателя тахометра.

Рисунок 3.16. Принципиальная схема тахометра ИТЭ-1

Ротор синхронного двигателя состоит из постоянных магнитов (на рисунке показан один) и гистерезисного диска, обеспечивающего асинхронный запуск двигателя. Постоянные магниты насажены на ось свободно и передают вращающий момент валу через пружину. Это облегчает вхождение их в синхронный режим работы и предотвращает выпадание их из синхронизма при колебаниях частоты вращения ротора СУ. На оси двигателя размещен измерительный узел, состоящий из двух дисков - магнитопроводов, на которых укреплены постоянные магниты. Между магнитами расположен алюминиевый диск, имеющий отдельную ось вращения. С осью диска связаны стрелка и пружина. При вращении магнитного узла в диске наводятся вихревые токи, которые взаимодействуя с магнитным потоком полюсов, создают вращающий момент М_вр диска:

где: n - частота вращения ротора СУ; К1 - коэффициент пропорциональности, зависящий от конструктивных параметров диска.

Повороту диска препятствует момент пружины, величина которого пропорциональна углу  закручивания пружины:

где: К2 - коэффициент жесткости пружины.

В установившемся режиме:

или , отсюда .

Из формулы видно, что угол поворота диска измерительного узла, а следовательно и стрелки указателя, пропорционален частоте вращения ротора силовой установки. Для устранения колебаний стрелки в указателе имеется демпфер, который по принципу работы и устройству аналогичен магнитному узлу измерителя. При колебаниях диска демпфера возникающие в нем вихревые токи взаимодействуют с магнитным полем постоянных магнитов и создают тормозной момент на оси стрелки.

На базовом самолете установлен тахометр ИТЭ-2, который имеет два датчика Д-3 и сдвоенный измеритель ИТЭ-2. Измеритель ИТЭ-2 в отличии от ИТЭ-1 не имеет магнитного демпфера, т.к. роль демпфера выполняет зубчатая передача на стрелку. При этом демпфирование осуществляется за счет момента трения зубчатых колес. Принципиальная электрокинематическая схема тахометра ИТЭ-2 представлена на рис. 3.17. Измеритель ИТЭ-2 имеет шкалу и две стрелки, показывающие частоту вращения роторов компрессоров высокого давления (КВД) левого и правого двигателя в пределах от 0 до 105%. Шкала измерителя равномерная, имеет оцифровку от 0 до 100% через 20%, цена деления - 1%. Измеритель ИТЭ-2 установлен в кабине на центральной приборной доске справа. Датчики установлены на левом и правом двигателях соответственно.

Рисунок 3.17. Принципиальная электрическая схема тахометра ИТЭ-2

На базовом вертолете установлены три тахометра ИТЭ-2Т. Тахометр ИТЭ-2Т двигателей предназначен для непрерывного дистанционного измерения частоты вращения главного вала двигателя, выраженной в процентах от его максимальной частоты вращения. Указатель ИТЭ-2Т размещается на приборной доске летчика, а два датчика Д-1Т, входящие в комплект, соединяются с валами двигателей (правого и левого соответственно).

Шкала имеет оцифровку от 0 до 100%, размах шкалы от 0 до 110%. Рабочий диапазон от 60 до 100%. 2500 об/мин ротора датчика Д-1Т соответствуют 100% по шкале указателя.

Кроме тахометра двигателей, на вертолете установлен комплект двухстрелочных тахометров ИТЭ-2Т несущего винта. В комплект этих тахометров входят два указателя ИТЭ-2Т и два датчика типа Д-2.

Тахометр ИТЭ-2Т несущего винта предназначен для непрерывного дистанционного измерения частоты вращения несущего винта, выраженной в % от его максимальной частоты вращения. Датчики Д-2 установлены на главном редукторе, один указатель ИТЭ-2Т установлен на приборной доске летчика, а другой - на левом пульте оператора.

Конструкция и основные технические данные этого тахометра аналогичны тахометру ИТЭ-2Т двигателей. Погрешности магнитоиндукционных тахометров в рабочем диапазоне шкалы не превышают ±0,5%.

Назначение, устройство и принцип работы.Электрический тахометр ИТЭ-2 предназначен для измерения частоты вращения вала авиадвигателя АИ-24, выраженной в процентах от числа максимальных оборотов в минуту.

Принцип действия тахометра основан на взаимодействии магнитного поля шестиполюсного постоянного магнита с магнитным полем вихревых токов, возникающих в чувствительном элементе указателя.

Комплект тахометра (рис. 99) состоит из сдвоенного указателя ИТЭ-2, установленного на средней панели приборной доски, и двух датчиков ДТЭ-1, установленных по одному на каждом авиадвигателе.

Двухстрелочный указатель объединяет в одном корпусе два механизма (рис. 100), которые работают независимо один от другого. Каждый механизм состоит из синхронного электродвигателя переменного трехфазного тока и узла измерителя. На конце вала ротора электродвигателя укреплен магнитный узел 6 с шестью парами постоянных магнитов, между полюсами которых расположен чувствительный элемент 7 (металлический диск из алюминиево-марганцевистого сплава), укрепленный на одной оси с ведущей шестерней, воздействующей на стрелку.

Рис. 99. Тахометр ИТЭ-2

Рис. 100. Принципиальная электрическая схема тахометра ИТЭ-2:

1 — стрелки; 2 — ось и втулка; 3 — шкала; 4 — зубчатая передача; 5 — противодействующая пружина; 6 — магнитный узел (муфта); 7 — чувствительный элемент; 8 — гистерезисный диск; 9 — статор указателя; 10— постоянный магнит; 11 — статор датчика 12 — ротор датчика

Шкала указателя имеет деления от 0 до 110% с оцифровкой через 20% и ценой деления 1%.

Датчик ДТЭ-1 представляет собой трехфазный синхронный генератор переменного тока, состоящий из ротора 12 и статора И. В качестве ротора используется четырехполюсный постоянный магнит, а в качестве статора — четырехполюсная трехфазная обмотка, соединенная звездой.

Работает тахометр следующим образом. Ротор датчика-генератора получает вращение от авиадвигателя АИ-24 и возбуждает в статорных обмотках переменную э. д. с. Под действием э. д. с. от датчика потечет трехфазный переменный ток, частота которого пропорциональна частоте вращения главного вала авиадвигателя (см. рис. 100). Переменный ток, протекая по обмоткам статора указателя, создает вращающееся магнитное поле, которое, взаимодействуя с магнитным полем ротора — магнита, приводит во вращение ротор электродвигателя, который вращает магнитный узел. При вращении магнитного узла в чувствительном элементе индуктируются вихревые токи.

В результате взаимодействия магнитного поля вихревых токов с магнитным полем магнитного узла создается вращающий момент, который увлекает чувствительный элемент в сторону вращения магнита. Движение оси чувствительного элемента через зубчатую передачу 4 передается на стрелку 1, которая показывает частоту вращения главного вала авиадвигателя, выраженную в процентах от максимальных оборотов.

Демпфирование подвижной системы в указателе осуществляют зубчатые передачи, которые своим трением гасят возникающие колебания.

Предполетный осмотр тахометра.Перед полетом при внешнем осмотре необходимо убедиться в целости стекла, окраски, в надежности крепления указателя к приборной доске, а также в отсутствии различного рода механических повреждений. Во время пробы авиадвигателей убедиться, что стрелка указателя плавно, без рывков и колебаний перемещается по шкале при изменении положения рычага управления двигателя.

Колебания стрелки указателя не должны превышать следующих величин: ±1,5% в диапазоне от 10% до 15%; ±1% в диапазоне от 15 до 25%; ±0,5% в остальной части шкалы.

Тахометр ТЭ-40М

Электрический тахометр ТЭ-40М предназначен для измерения частоты вращения главного вала турбогенератора ТГ-16. В комплект тахометра (рис. 101) входят датчик ДТ-1М и указатель ТЭ-40М. Указатель установлен на вертикальной панели пульта левого пилота, а датчик — на турбогенераторе ТГ-16.

Указатель имеет две шкалы. Внутренняя шкала оцифрована от 0 до 12 000 об/мин, внешняя шкала — от 15 000 до 40 000 об/мин через 3000 об/мин, цена деления 500 об/мин.

Устройство, принцип работы и предполетный осмотр тахометра ТЭ-40М аналогичны тахометру ИТЭ-2. Отличие состоит в том, что в тахометре ИТЭ-2 роль демпфера выполняют зубчатые передачи, а в тахометре ТЭ-40М демпфирование подвижной системы осуществляется на взаимодействии магнитного поля вихревых токов с магнитным полем второго магнитного узла, за счет чего подвижная система получает тормозной момент. Кроме того, допустимые колебания стрелки в диапазоне 3000—6000 об/мин составляют ±400 об/мин.

Систематическая погрешность - это погрешность, остающаяся постоянной или изменяющаяся по определенному закону при повторных измерениях одной и той же величины при поддержании неизменных внешних условий. К постоянным систематическим погрешностям относят погрешности градуировки шкалы аналоговых приборов, калибровки цифровых приборов, погрешности, обусловленные неточностью подгонки резисторов, температурными изменениями параметров элементов в приборах и т.д.

По степени зависимости от измеряемой величины погрешности делятся на аддитивные, мультипликативные и нелинейные. При аддитивной (рис. 5.1а) абсолютная погрешность не зависит от измеряемой величины в заданном диапазоне изменений этой величины. Если погрешность мультипликативная (рис. 5.1б), то абсолютная погрешность пропорционально изменяется с изменением измеряемой величины. Относительная погрешность при этом остается постоянной. Нелинейная погрешность (рис. 5.1в) имеет нелинейную зависимость от измеряемой величины. Обычно числовая оценка погрешности известна в виде усредненного значения, которое может иметь как положительный, так и отрицательный знак.

Назначение, комплект навигационного индикатора НИ-50БМ.

Навигационный индикатор НИ-50Б. Назначение, состав, принцип работы. Назначение НИ-50 БМ: Навигационный индикатор (автоштурман) предназначен для непрерывного автоматического счисления и индикации текущих координат местоположения самолета (ТКМС) в условной прямоугольной системе координат ВОС, где координата С - это расстояние, пройденное (или оставшееся) по линии заданного пути (ЛЗП), а В - линейное боковое уклонение (ЛБУ) от ЛЗП.

Комплект и электропитание НИ-50 БМ:

В комплект НИ-50 БМ входят: датчик воздушной скорости - ДВС; автомат курса - АК-1; счетчик координат - Сч; задатчик ветра - ЗВ-1; термокорректор - ТК; распределительная коробка - РК-2; трафарет - Тр.

Комплект питается переменным трехфазным током напряжением 36 В 400 Гц и постоянным током напряжением 27 В. Принцип действия и работа НИ-50 БМ В основу работы НИ-50 БМ положен курсо-воздушный способ счисления пути, который заключается в определении координат местоположения ВС путем интегрирования по времени составляющих его истинной воздушной скорости Vи и скорости ветра и в горизонтальной системе координат. В НИ-50 БМ используется прямоугольная система координат ВОС, повернутая по отношению к географической системе координат на так называемый угол карты Ψк.

Билет №17

1) Методические погрешности определяются несовершенством метода измерения, использованием упрощающих предположений и допущений при выводе расчетных формул, влиянием измерительного прибора на объект измерения. Например, результат измерения температуры с помощью термопары может содержать методическую погрешность, вызванную нарушением температурного режима исследуемого объекта (вследствие внесения термопары).

Назначение, устройство, принцип работы тахометра ИТЭ-2 или ТЭ-40М

Электрический тахометр ИТЭ-2 предназначен для измерения частоты вращения вала авиадвигателя АИ-24, выраженной в процентах от числа максимальных оборотов в минуту.

Билет №18

1) Инструментальные погрешности зависят от погрешностей применяемых средств измерений. Неточность градуировки, конструктивное несовершенство, изменение характеристик прибора в процессе эксплуатации и другие факторы являются причинами инструментальных погрешностей.

Погрешности измерения возникают также из-за неправильной установки средства измерения, влияния на него магнитных или электрических полей, наличия дополнительных и динамических погрешностей. Дополнительные погрешности обусловлены отклонением условий, в которых работает прибор, от нормальных. Динамические погрешности возникают из-за инерционности применяемых технических средств при достаточно быстрых изменениях измеряемой величины. Все эти погрешности отличают от инструментальных (ГОСТ 8.009-84), поскольку они связаны не столько с самими средствами измерений, сколько с условиями, при которых они работают. Их устранение производится иными способами, нежели устранение инструментальных погрешностей.

от числа максимальных оборотов в минуту. Частота вращения вала авиадвигателя в значительной степени обусловливает развиваемую им мощность (тягу), а также характеризует динамическую и тепловую напряженность последнего.

Рис. 50. Указатель тахометра ИТЭ-1

Принцип работы тахометра основан на преобразовании механической энергии в электрическую, т. е. на взаимодействии магнитного поля шестиполюсного постоянного магнита с магнитным полем вихревых токов, возникающих в чувствительном элементе магнитного узла тахометра.

Тахометр ИТЭ-1 состоит из датчика ДТЭ-1 и указателя ИТЭ-1. Датчик установлен на двигателе, а указатель — на приборной доске справа (см. рис. 1).

Устройство и работа. Датчик ДТЭ-1 представляет трехфазный синхронный генератор, состоящий из ротора и статора. В качестве ротора используется четырехполюсный постоянный магнит, а в качестве статора — трехфазная обмотка, расположенная под углом 120° и закрепленная на корпусе датчика.

Указатель ИТЭ-1 состоит из синхронного двигателя и измерительного механизма. Статором электродвигателя является трехфазная обмотка, соединенная в звезду. Ротор состоит из вала, на котором укреплены три гистерезисных диска и четырехполюсный постоянный магнит. Ввиду значительной инерционности ротора синхронного двигателя (на валу закреплены массивный узел и магнит) при быстром изменении частоты вращения он может отстать от вращающегося электромагнитного поля статора, выйти из режима синхронизации и остановиться. При малой частоте вращения из-за малого магнитного потока обмотки двигателя ротор двигателя остается неподвижным. Когда с увеличением частоты вращения вала двигателя значение магнитного поля обмотки становится достаточным для создания необходимого синхронного вращающего момента, частота вращения поля уже настолько велика, что большой момент инерции ротора препятствует раскручиванию и вхождению ротора в синхронное вращение с полем статора. При этом к ротору со стороны поля статора прикладывается знакопеременный момент, частота изменения которого пропорциональна частоте вращения поля статора относительно ротора.

Для облегчения запуска синхронного двигателя и получения устойчивости в работе при любых ускорениях вращающегося поля статора служит гистерезисный диск, образующий вместе с обмоткой гистерезисный двигатель. Гистерезисный диск вы-

полнен из ферромагнитного сплава с достаточно высокой коэрцитивной силой и остаточной индукцией. В конце вала ротора укреплен шестиполюсный постоянный магнит, между полюсами которого размещен чувствительный элемент, укрепленный на оси. С осью связаны пружина и стрелка.

Шкала указателя имеет градировку от 0 до 110% с оцифровкой через 20%, цена деления 1% (см. рис. 55). Принципиальная электрическая схема представлена на рис. 57.

При вращении коленчатого вала движение от привода авиадвигателя передается на ротор датчика. В обмотках статора возбуждается переменный трехфазный ток с частотой, пропорциональной частоте вращения коленчатого вала двигателя. Три э.д.с. от датчика поступают на статор двигателя указателя. Протекая по обмоткам статора указателя, переменный ток создает вращающееся магнитное поле, которое, взаимодействуя с магнитным полем ротора, приводит во вращение ротор электродвигателя указателя.

На другом конце вала ротора электродвигателя укреплен магнитный узел, который имеет шесть пар полюсов постоянных магнитов, между которыми расположен чувствительный элемент в виде диска из немагнитного материала (алюминиево-марган-цевый сплав).

При вращении магнитного узла в чувствительном элементе индуктируются вихревые токи. В результате взаимодействия магнитного поля вихревых токов с магнитные полем магнитного узла создается вращающий момент, который увлекает чувствительный элемент в сторону вращения маггшта. Вращающемуся моменту чувствительного элемента противодействует мо-

Рис.57. Устройство тахометра ИТЭ-1.

1- ротор (магнит); 2 и 6 — обмотки; 3 и 11 —пружины; 4, 7, и 9 — магниты; 5 — ги-стерезисные диски; 8 — диск чувствительного элемента; 10 — демпферный диск; 12 —