Топливомер

 

Использование: для измерения запаса топлива в весовых единицах. Сущность: топливомер содержит датчик запаса топлива 1, термоприемник 2, генератор 3, мостовую схему 4, фильтр низких частот 5, схемы 6, 9 преобразования объемного расхода топлива в массовый, расходомер 7, датчик 8, объемного расхода, задатчик 10 начальной массы топлива 10, задатчик 11 постоянных величин, вычислитель запаса топлива 12, электронный усилитель 13 и индикатор 14. 6 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к приборостроению и предназначено для измерения запаса топлива в весовых единицах.

Известен авиационный топливомер, содержащий емкостные датчики, масштабную емкость, резисторы регулировки нуля суммы всех баков,регулировки нуля расходного бака, регулировки максимума суммы всех баков, регулировки максимума расходного бака, причем емкости и резисторы образуют измерительный мост, информация с которого служит рассогласованием для следящей системы, состоящей из усилителя, двигателя и потенциометра и отслеживаемой на указателе запаса топлива, режимом работы моста управляет цепочка из сигнализатора, реле и переключателя [1].

Недостатком известного авиационного топливомера является его недостаточная точность, обусловленная неучетом плотности топлива, температуры и точностных характеристик емкостных датчиков.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является топливомерная часть системы топливомера - расходомер, содержащая емкостные датчики, помещенные в топливные баки, мостовую схему, термоприемник, генератор высокой частоты, схему управления разверткой, состоящую из тактового генератора, распределителя импульсов, первого счетчика и первой схемы линейно-декодирующего преобразователя, схему формирования сигнала о запасе топлива, состоящую из детектора равновесия, формирователя импульсов переписи, цифрового функционального преобразователя, второго счетчика, регистра и второй схемы линейно-декодирующего преобразователя, формирующее устройство, компаратор, устройство контроля, устройство резервного остатка, блок усилителей, указатель, причем емкостные датчики, термоприемник, генератор высокой частоты и схема управления разверткой соединены с мостовой схемой, выход которой через схему формирования сигнала о запасе топлива соединен с блоком усилителей, выход которого соединен с указателем, выход распределителя импульсов соединен с входом цифрового функционального преобразователя, выход формирователя импульса переписи соединен с входами формирующего устройства и устройством контроля, выходы регистра и второго линейно-декодирующего преобразователя соединены соответственно с входами устройства контроля и компаратора, а выход второго счетчика - с входом устройства резервного остатка [2].

Недостатком данной топливомерной части системы топливомера-расходомера является его недостаточная точность, обусловленная накоплением во времени ошибок измерения емкостных датчиков, неучетом их точностных характеристик и информации о массовом расходе топлива.

Цель изобретения - повышение точности измерения запаса топлива.

Цель достигается тем, что в топливомер, содержащий датчик запаса топлива, термоприемник, генератор высокой частоты, выходы которых соединены с входом мостовой схемы, электронный усилитель, выход которого соединен с указателем, дополнительно введены вычислитель запаса топлива, фильтр низких частот, схема преобразования объема топлива в массу, расходомер, датчик объемного расхода, схема преобразования объемного расхода в массовый, задатчик начальной массы топлива, задатчик постоянных величин, причем первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой, восьмой, девятый входы вычислителя запаса топлива соединены соответственно с первым, вторым, третьим, четвертым, пятым, шестым, седьмым, восьмым и девятым выходами задатчика постоянных величин, десятый вход вычитателя запаса топлива соединен с выходом схемы преобразования объема топлива в массу, вход которой соединен через фильтр низких частот с выходом мостовой схемы, одиннадцатый вход вычитателя запаса топлива соединен с расходомером, двенадцатый вход вычислителя запаса топлива соединен с выходом схемы преобразования объемного расхода в массовый, вход которой соединен с выходом датчика объемного расхода, тринадцатый вход вычислителя запаса топлива соединен с выходом задатчика начальной массы топлива, а выход - с входом электронного усилителя.

Кроме того, вычислитель запаса топлива содержит первый, второй, третий, четвертый и пятый вычислители, причем первый вход вычислителя запаса топлива соединен с первыми входами соответственно первого, второго, третьего вычислителей, второй вход соединен с вторыми входами соответственно первого, второго, третьего вычислителей, третий вход соединен с третьими входами соответственно первого и второго вычислителей, четвертый вход соединен с четвертыми входами соответственно второго и третьего вычислителей, пятый вход соединен с пятыми входами соответственно второго, третьего и пятого вычислителей, шестой вход соединен с третьим входом третьего вычислителя, седьмой вход соединен с вторыми входами соответственно четвертого и пятого вычислителей, восьмой вход соединен с первыми входами соответственно четвертого и пятого вычислителей, девятый вход соединен с девятым входом пятого вычислителя, десятый вход соединен с четвертыми входами соответственно четвертого и пятого вычислителей, одиннадцатый вход соединен с шестыми входами соответственно четвертого и пятого вычислителей, двенадцатый вход соединен с восьмым входом пятого вычислителя, тринадцатый вход соединен с восьмым входом четвертого вычислителя, выход первого вычислителя соединен с третьим входом четвертого и восьмым входом второго вычислителей, первый выход второго вычислителя соединен с четвертым входом первого и пятым входом четвертого вычислителей, второй выход второго вычислителя соединен с шестым входом третьего и третьим входом пятого вычислителей, третий выход второго вычислителя соединен с пятым входом первого вычислителя, первый выход третьего вычислителя соединен с шестым входом второго вычислителя, второй выход третьего вычислителя соединен с седьмыми входами соответственно второго и пятого вычислителей, выход четвертого вычислителя соединен с выходом вычислителя запаса топлива и десятым входом пятого вычислителя, выход которого соединен с седьмым входом четвертого вычислителя.

Кроме того, первый вычислитель содержит первый, второй сумматоры, первый интегратор, первый, второй, третий, четвертый и пятый умножители, причем первый вход первого вычислителя соединен с первыми входами второго умножителя и первого интегратора, второй вход соединен с вторым входом четвертого умножителя, третий вход соединен с первым входом первого умножителя, четвертый вход соединен с первым и вторым входами третьего умножителя, а пятый вход соединен с первым и вторым входами первого сумматора, выход которого соединен с первым входом второго сумматора, второй и третий входы которого соединены с выходами соответственно второго и четвертого умножителей, выход третьего умножителя соединен с первым входом четвертого умножителя, выход второго сумматора соединен с вторым входом первого интегратора, выход которого соединен с вторым входом первого умножителя, выход которого соединен с выходом первого вычислителя, первым и вторым входами пятого умножителя, выход которого соединен с вторым входом второго умножителя.

Кроме того, второй вычислитель содержит третий сумматор, второй интегратор, шестой, седьмой, восьмой, девятый, десятый, одиннадцатый, двенадцатый умножители, причем первый вход второго вычислителя соединен с первым входом восьмого умножителя, второй вход соединен с первым входом десятого умножителя, третий вход соединен с вторым входом седьмого умножителя, четвертый вход соединен с вторым входом двенадцатого умножителя, пятый вход соединен с вторым входом шестого умножителя, шестой вход соединен с первым входом второго сумматора, седьмой вход соединен с вторым входом десятого умножителя, восьмой вход соединен с вторым входом восьмого умножителя, выход шестого умножителя соединен с вторым входом второго сумматора, выходы девятого и одиннадцатого умножителей соединены соответственно с третьим и четвертым входами второго сумматора, выход которого через второй интегратор соединен с третьим выходом второго вычислителя, первыми входами соответственно шестого, седьмого и двенадцатого умножителей, выход восьмого умножителя соединен с первым входом девятого умножителя, выход седьмого умножителя соединен с вторым выходом второго вычислителя и с вторым входом девятого умножителя, выход двенадцатого умножителя соединен с первым выходом второго вычислителя и с вторым входом одиннадцатого умножителя.

Кроме того, третий вычислитель содержит четвертый и пятый сумматоры, третий интегратор, тринадцатый, четырнадцатый, пятнадцатый, шестнадцатый, семнадцатый и восемнадцатый умножители, причем первый вход третьего вычислителя соединен с первым входом шестнадцатого умножителя, второй вход соединен с первыми входами соответственно семнадцатого умножителя и третьего интегратора, третий вход соединен с первым входом пятого сумматора, четвертый вход соединен с первым входом четырнадцатого умножителя, пятый вход соединен с первым входом тринадцатого умножителя, шестой вход соединен с первым и вторым входами шестнадцатого умножителя, выходы тринадцатого, шестнадцатого и семнадцатого умножителей соединены соответственно с вторым, третьим и четвертым входами пятого сумматора, выход которого соединен с вторым входом третьего интегратора, выход которого соединен с вторым входом четырнадцатого умножителя, первым и вторым входами четвертого сумматора, выход которого соединен с вторым входом тринадцатого умножителя, выход четырнадцатого умножителя соединен с выходом третьего вычислителя, первым и вторым входами четвертого сумматора, выход которого соединен с вторым входом тринадцатого умножителя, выход четырнад- цатого умножителя соединен с выходом третьего вычислителя, первым и вторым входами восемнадцатого умножителя, выход которого соединен с вторым входом семнадцатого умножителя.

Кроме того, четвертый вычислитель содержит шестой, седьмой, восьмой сумматоры, четвертый интегратор, девятнадцатый, двадцатый, двадцать первый, двадцать второй умножителя, причем первый вход четвертого вычислителя соединен с вторым входом двадцать первого умножителя, второй вход соединен с вторым входом девятнадцатого умножителя, третий вход соединен с вторым входом двадцатого умножителя, четвертый вход соединен с вторым входом шестого сумматора, пятый вход соединен с вторым входом двадцать второго умножителя, шестой вход соединен с вторым входом восьмого сумматора, седьмой вход соединен с первым входом двадцать первого умножителя и вторым входом седьмого сумматора, с первым и третьим входами которого соединены соответственно выходы двадцатого и двадцать второго умножителей, выход седьмого сумматора через четвертый интегратор соединен с выходом четвертого вычислителя и первым входом девятнадцатого умножителя, выход которого соединен с первым входом шестого сумматора, выход которого соединен с первым входом шестого сумматора, выход которого соединен с первым входом двадцатого умножителя. Выход двадцать первого умножителя соединен с первым входом восьмого сумматора, выход которого соединен с первым входом двадцать второго умножителя.

Кроме того, пятый вычислитель содержит девятый, десятый, одиннадцатый сумматоры, пятый интегратор, двадцать третий, двадцать четвертый, двадцать пятый, двадцать шестой, двадцать седьмой, двадцать восьмой умножители, причем первый вход пятого вычислителя соединен с вторым входом двадцать седьмого умножителя, второй вход соединен с вторым входом двадцать пятого умножителя, третий вход соединен с вторым входом двадцать шестого умножителя, четвертый вход соединен с вторым входом десятого сумматора, пятый вход соединен с вторым входом двадцать третьего умножителя, шестой вход соединен с вторым входом одиннадцатого сумматора, седьмой вход соединен с вторым входом двадцать восьмого умножителя, восьмой вход соединен с вторым входом двадцать четвертого умножителя, девятый вход соединен с первым входом двадцать четвертого умножителя, десятый вход соединен с первым входом двадцать пятого умножителя, выходы двадцать третьего, двадцать четвертого, двадцать шестого, двадцать восьмого умножителей соединены соответственно с первым, вторым, третьим и четвертым входами девятого сумматора, выход которого через пятый интегратор соединен с выходом пятого вычислителя и с первыми входами соответственно двадцать третьего и двадцать седьмого умножителей, выходы двадцать пятого и двадцать седьмого умножителей соединены с первыми входами соответственно десятого и одиннадцатого сумматоров, выходы которых соединены с первыми входами соответственно двадцать шестого и двадцать восьмого умножителей.

Применение новых признаков позволяет повысить точность измерения запаса топлива за счет комплексной обработки информации как от датчика запаса топлива, так и от расходомера и вновь вводимого датчика объемного расхода, а также за счет исключения накопления ошибок измерения датчика запаса топлива, расходомера и датчика объемного расхода путем введения задатчиком постоянных величин числовых характеристик погрешностей датчиков.

На фиг.1 изображена блок-схема топливомера; на фиг.2 - блок-схема вычислителя запаса топлива; на фиг.3 - блок-схема первого вычислителя; на фиг.4 - блок-схема второго вычислителя; на фиг.5 - блок-схема третьего вычислителя; на фиг.6 - блок-схема четвертого вычислителя; на фиг.7 - блок-схема пятого вычислителя.

Топливомер содержит датчик 1 запаса топлива, термоприемник 2, генератор 3 высокой частоты, мостовую схему 4, фильтр 5 низких частот, схему 6 преобразователя объема топлива, в массу, расходомер 7, датчик 8 объемного расхода, схему 9 преобразования объемного расхода в массовый, задатчик 10 начальной массы топлива, задатчик 11 постоянных величин, вычислитель 12 запаса топлива, электронный усилитель 13, индикатор 14. Причем первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой, восьмой, девятый входы вычислителя 12 запаса топлива соединены соответственно с первым, вторым, третьим, четвертым, пятым, шестым, седьмым, восьмым и девятым выходами задатчика 11 постоянных величин, десятый вход вычислителя 12 запаса топлива соединен с выходом схемы 6 преобразования объема топлива в массу, вход которой соединен через фильтр 5 низких частот с выходом мостовой схемы 4, одиннадцатый вход вычислителя 12 запаса топлива соединен с расходомером 7, двенадцатый вход вычислителя 12 запаса топлива соединен с выходом схемы 9 преобразования объемного расхода в массовый, вход которой соединен с выходом датчика 8 объемного расхода, тринадцатый вход вычислителя 12 запаса топлива соединен с выходом задатчика 10 начальной массы топлива. Выходы датчика 1 запаса топлива, термоприемникa 2, генераторa 3 высокой частоты соединены соответственно с первым, вторым, третьим входами мостовой схемы 4. Выход вычислителя 12 запаса топлива через электронный усилитель 13 соединен с индикатором 14.

Вычислитель 12 запаса топлива содержит первый 15, второй 16, третий 17, четвертый 18, пятый 19 вычислителя. Причем первый вход вычислителя 12 запаса топлива соединен с первыми входами соответственно первого 15, второго 16, третьего 17 вычислителей, второй вход соединен с вторыми входами соответственно первого 15, второго 16, третьего 17 вычислителей, третий вход соединен с третьими входами соответственно первого 15 и второго 16 вычислителей, четвертый вход соединен с четвертыми входами соответственно второго 16 и третьего 17 вычислителей, второй вход соединен с вторыми входами соответственно первого 15, второго 16, третьего 17 вычислителей, третий вход соединен с третьими входами соответственно первого 15 и второго 16 вычислителей, четвертый вход соединен с четвертыми входами соответственно второго 16 и третьего 17 вычислителей, пятый вход соединен с пятыми входами соответственно второго 16, третьего 17 и пятого 19 вычислителей, шестой вход соединен с третьим входом третьего вычислителя 17, седьмой вход соединен с вторыми входами соответственно четвертого 18 и пятого 19 вычислителей, восьмой вход соединен с первыми входами соответственно четвертого 18 и пятого 19 вычислителей, девятый вход соединен с девятым входом пятого вычислителя 19, десятый вход соединен с четвертыми входами соответственно четвертого 18 и пятого 19 вычислителей, одиннадцатый вход соединен с шестыми входами соответственно четвертого 18 и пятого 19 вычислителей, двенадцатый вход соединен с восьмым входом четвертого вычислителя 18, выход первого вычислителя 15 соединен с третьим входом четвертого 18 и восьмым входом второго 16 вычислителей, первый выход второго вычислителя 16 соединен с четвертым входом первого 15 и пятым входом четвертого 18 вычислителей, второй выход второго вычислителя 16 соединен с шестым входом третьего 17 и третьим входом пятого 19 вычислителей, третий выход второго вычислителя 16 соединен с пятым входом первого вычислителя 15, первый выход третьего вычислителя 17 соединен с шестым входом второго вычислителя 16, второй выход третьего вычислителя 17 соединен с седьмыми входами соответственно второго 16 и пятого 19 вычислителей, выход четвертого вычислителя 18 соединен с выходом вычислителя 12 запаса топлива и десятым входом пятого вычислителя 19, выход которого соединен с седьмым входом четвертого вычислителя 18.

Первый вычислитель 15 содержит первый 20, второй 21 сумматоры, первый интегратор 22, первый 23, второй 24, третий 25, четвертый 26 и пятый 27 умножители. Причем первый вход первого вычислителя 15 соединен с первыми входами второго умножителя 24 и первого интегратора 22, второй вход соединен с вторым входом четвертого умножителя 26, третий вход соединен с первым входом первого умножителя 23, четвертый вход соединен с первым и вторым входами третьего умножителя 25, а пятый вход - с первым и вторым входами первого сумматора 20, выход которого соединен с первым входом второго сумматора 21, второй и третий входы которого соединены с выходами соответственно второго 24 и четвертого 26 умножителей, выход третьего умножителя 25 соединен с первым входом четвертого умножителя 26, выход второго сумматора 21 соединен с вторым входом первого интегратора 22, выход которого соединен с вторым входом первого умножителя 23, выход которого соединен с выходом первого вычислителя 15, первым и вторым входами пятого умножителя 27, выход которого соединен с вторым входом второго умножителя 24.

Второй вычислитель 16 содержит третий сумматор 29, второй интегратор 30, шестой 28, седьмой 31, восьмой 32, девятый 33, десятый 34, одиннадцатый 35, двенадцатый 36 умножители. Причем первый вход второго вычислителя 16 соединен с первым входом восьмого умножителя 32, второй вход соединен с первым входом десятого умножителя 34, третий вход соединен с вторым входом седьмого умножителя 31, четвертый вход соединен с вторым входом двенадцатого умножителя 36, пятый вход соединен с вторым входом шестого умножителя 28, шестой вход соединен с первым входом третьего сумматора 29, седьмой вход соединен с вторым входом десятого умножителя 34, восьмой вход соединен с вторым входом восьмого умножителя 32, выход шестого умножителя 28 соединен с вторым входом третьего сумматора 29, выходы девятого 33 и одиннадцатого 35 умножителей соединены соответственно с третьим и четвертым входами третьего сумматора 29, выход которого через второй интегратор 30 соединен с третьим входом второго вычислителя 16, первыми входами соответственно шестого 28, седьмого 31 и двенадцатого 36 умножителей, выход восьмого умножителя 32 соединен с первым входом девятого умножителя 33, выход десятого умножителя 34 соединен с первым входом одиннадцатого умножителя 35, выход седьмого умножителя 31 соединен с вторым выходом второго вычислителя 16 и с вторым входом девятого умножителя 33, выход двенадцатого умножителя 36 соединен с первым выходом второго вычислителя 16 и с вторым входом одиннадцатого умножителя 35.

Третий вычислитель 17 содержит четвертый 37 и пятый 39 сумматоры, третий интегратор 40, тринадцатый 38, четырнадцатый 41, пятнадцатый 42, шестнадцатый 43, семнадцатый 44 и восемнадцатый 45 умножители. Причем первый вход третьего вычислителя 17 соединен с первым входом шестнадцатого умножителя 43, второй вход соединен с первыми входами соответственно семнадцатого умножителя 44 и третьего интегратора 40, третий вход соединен с первым входом пятого сумматора 39, четвертый вход соединен с первым входом тринадцатого умножителя 38, шестой вход соединен с первым и вторым входами пятнадцатого умножителя 42, выход которого соединен с вторым входом шестнадцатого умножителя 43, выходы тринадцатого 38, шестнадцатого 43 и семнадцатого 44 умножителей соединены соответственно с вторым, третьим и четвертым входами пятого сумматора 39, выход которого соединен с вторым входом тринадцатого умножителя 38, выход четырнадцатого умножителя 41 соединен с выходом третьего вычислителя 17, первым и вторым входами восемнадцатого умножителя 45, выход которого соединен с вторым входом семнадцатого умножителя 44.

Четвертый вычислитель 18 содержит шестой 47, седьмой 49, восьмой 52 сумматоры, четвертый интегратор 50, девятнадцатый 46, двадцатый 48, двадцать первый 51, двадцать второй 53 умножители. Причем первый вход четвертого вычислителя 18 соединен с вторым входом двадцать первого умножителя 51, второй вход соединен с вторым входом девятнадцатого умножителя 46, третий вход соединен с вторым входом двадцатого умножителя 48, четвертый вход соединен с вторым входом шестого сумматора 47, пятый вход соединен с вторым входом двадцать второго умножителя 53, шестой вход соединен с вторым входом восьмого сумматора 52, седьмой вход соединен с первым входом двадцать первого умножителя 51 и вторым входом седьмого сумматора 49, с первым и третьим входами которого соединены соответственно выходы двадцатого 48 и двадцать второго 53 умножителей, выход седьмого сумматора 49 через четвертый интегратор 50 соединен с выходом четвертого вычислителя 18 и первым входом девятнадцатого умножителя 46, выход которого соединен с первым входом шестого сумматора 47, выход которого соединен с первым входом двадцатого умножителя 48, выход двадцать первого умножителя 51 соединен с первым входом восьмого сумматора 52, выход которого соединен с первым входом двадцать второго умножителя 53.

Пятый вычислитель 19 содержит девятый 55, десятый 59, одиннадцатый 62 сумматоры, пятый интегратор 56, двадцать третий 54, двадцать четвертый 57, двадцать пятый 58, двадцать шестой 60, двадцать седьмой 61, двадцать восьмой 63 умножители. Причем первый вход пятого вычислителя 19 соединен с вторым входом двадцать седьмого умножителя 61, второй вход соединен с вторым входом двадцать пятого умножителя 58, третий вход соединен с вторым входом двадцать шестого умножителя 60, четвертый вход соединен с вторым входом десятого сумматора 59, пятый вход соединен с вторым входом двадцать третьего умножителя 54, шестой вход соединен с вторым входом одиннадцатого сумматора 62, седьмой вход соединен с вторым входом двадцать девятого умножителя 63, восьмой вход соединен с вторым входом двадцать четвертого умножителя 57, девятый вход соединен с первым входом двадцать четвертого умножителя 57, десятый вход соединен с первым входом двадцать пятого умножителя 58, выходы двадцать третьего 54, двадцать четвертого 57, двадцать шестого 60, двадцать девятого 63 умножителей соединены соответственно с первым, вторым, третьим и четвертым входами девятого сумматора 55, выход которого через пятый интегратор 56 соединен с выходом пятого вычислителя 19 и с первыми входами соответственно двадцать третьего 54 и двадцать седьмого 61 умножителей, выходы двадцать пятого 58 и двадцать седьмого 61 умножителей соединены с первыми входами соответственно десятого 59 и одиннадцатого 62 сумматоров, выходы которых соединены с первыми входами соответственно двадцать шестого 60 и двадцать девятого 63 умножителей.

Блоки 1-4 взяты без изменения из прототипа [2].

Задатчик 11 постоянных величин представляет собой блок из девяти потенциометров, запитанных стабилизированным напряжением, задатчик 10 начальной массы топлива представляет собой потенциометр с кремальерой, запитанный стабилизированным напряжением.

Фильтр 5 низкой частоты, а также схема 6 преобразования объема топлива в массу и схема 9 преобразования объемного расхода в массовый, представляющие усилители с переменным коэффициентом усиления, величина которого определяется плотностью топлива и задается с помощью кремальеры, известны. Датчик 8 объемного расхода потенциометрического типа с линейной характеристикой, ползунок которого механически связан с рычагом управления двигателя (РУД) и служит для выдачи через схему 9 преобразования объемного расхода в массовый сигнал * ,пропорционального расходу топлива и удовлетворяющего уравнению ^*=+ , (1) где - угол установки дозирующей иглы; - флуктуационная ошибка датчика с известной дисперсией ².

Запас топлива G, кг, в баках самолета и массовый расход топлива Q кг с ^-1, удовлетворяют следующей системе дифференциальных уравнений = Q (2) = -a₁Q+a₂^*-Q₂, глде а₁, а₂ - параметры дроссельного крана двигателя.

Информация о запасе топлива, получаемая с датчика 1, определяется равенством Z₁=G+K_тG + _т, (3) где К_т - априорно известный коэффициент; _т - флуктуационная составляющая выходного сигнала датчика 1 с известной дисперсией r₁.

Выходной сигнал расходомера 7 представляется в виде Z₂ = Q + K_pQ + _р, (4) где К_р - априорно известный коэффициент, определяющий медленно меняющуюся ошибку расходомера; _р - флуктуационная составляющая выходного сигнала датчика расходомера с известной дисперсией r₂.

На основании формул (1), (2), (3), (4) в данном техническом решении для повышения точности измерения запаса топлива выбран алгоритм, (5), наиболее полно учитывающий точностные характеристики применяемых датчиков и обеспечивающий обработку информации как от существующего датчика 1 запаса топлива, так и от расходомера 7 и датчика 9 объемного расхода.

= -+K₁₁(Z₁-d)+K₁₂(Z₂-l); = -a+a₂^*+K₂₁(Z₁-d)+K₂₂(Z₂-l), (5)
= -2P₁₂+r₁K²₁₁+r₂K²₁₂;
= -P₂₂-a₁P₁₂+r₁K₁₁K₂₁+r₂K₂₂K₁₂;
= -2a₃P₂₂+r₁K²₂₁+r₂K²₂₂+²; Q (0) = 0 , G (0) = G_запр., P₁₁ (0) = r₁ , P₂₂ (0) = r₂ , где - производная от оценки запаса топлива;
- оценка запаса топлива;
- производная от оценки расхода топлива;
К₁₁= ₁Р₁₁, К₁₂= ₂Р₁₂, К₂₁ = ₁Р₁₂, К₂₂ = ₂Р₂₂ весовые коэффициенты;
₁= dr₁^-1, ₂=lr₂^-1, d₁=1+K_т, l = 1+К_р - постоянные коэффициенты;
Р₁₁, Р₁₂, Р₂₂, Р₂₁ - элементы корреляционной матрицы ошибок оценивания;
Р₁₁(О), Р₂₂(О) - начальные значения дисперсии оценок запаса топлива и массового расхода топлива.

G_запр - начальная масса заправленного топлива.

Топливомер работает следующим образом.

На первом, втором, третьем, четвертом, пятом, шестом, седьмом, восьмом, девятом потенциометрах задатчика 11 постоянных величин выставляются напряжения, пропорциональные соответственно значениям дисперсий r₁ и r₂, постоянных коэффициентов ₁ и ₂ параметра дроссельного крана а₁, дисперсии ², постоянных коэффициентов d и l, параметра дроссельного крана а₂, которые соответственно через первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой, восьмой и девятый выходы задатчика 11 постоянных величин подаются соответственно на первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой, восьмой и девятый входы вычислителя 12 запаса топлива, на потенциометре задатчика 10 начальной массы топлива выставляется напряжение, пропорциональное начальной массе заправленного топлива G_запр, которое поступает на тринадцатый вход вычислителя 12 запаса топлива.

Сигнал, пропорциональный запасу топлива, с выхода датчика 1 запаса топлива поступает на первый выход мостовой схемы 14, на второй и третий входы которой поступают соответственно температурная поправка с термоприемника 2 и высокочастотный сигнал с генератора 3 высокой частоты. Сигнал с выхода мостовой схемы 4 поступает на вход фильтра 5 низкой частоты, на выходе которого формируется аналоговый сигнал, пропорциональный объему запаса топлива, поступающий на схему 6 преобразования объема топлива в массу путем введения поправки, пропорциональной плотности топлива _о. С выхода схемы 6 преобразования объема топлива в массу сигнал Z₁ поступает на десятый вход вычислителя 12 запаса топлива. Сигнал Z₂, пропорциональный массовому расходу топлива, с выхода расходомера 7 поступает на одиннадцатый вход вычислителя 12 запаса топлива.

Сигнал, пропорциональный объемному расходу топлива, с выхода датчика 8 объемного расхода поступает на вход схемы 9 преобразования объемного расхода в массовый путем введения поправки, пропорциональной плотности топлива _о.. С выхода схемы 9 преобразования объемного расхода в массовый сигнал * поступает на двенадцатый вход вычислителя 12 запаса топлива, с выхода которого сигнал, пропорциональный запасу топлива G, через электронный усилитель 13 поступает на индикатор 14.

Сигнал r₁ с первого входа вычислителя 12 запаса топлива поступает на первые входы соответственно первого 15, второго 16 и третьего 17 вычислителей. Сигнал r₂ с второго входа вычислителя 12 запаса топлива поступает на вторые входы соответственно первого 15, второго 16, третьего 17 умножителей. Сигнал ₁ с третьего входа вычислителя 12 запаса топлива поступает на третьи входы соответственно первого 15 и второго 16 вычислителей. Сигнал ₂ с четвертого входа вычислителя 12 запаса топлива поступает на четвертые входы соответственно второго 16 и третьего 17 вычислителей. Сигнал а₁ с пятого входа вычислителя 12 запаса топлива поступает на пятые входы соответственно второго 16, третьего 17 и пятого 19 вычислителей. Сигнал ² с шестого входа вычислителя 12 запаса топлива поступает на третий вход третьего вычислителя 17. Сигнал d с седьмого входа вычислителя 12 запаса топлива поступает на вторые входы соответственно четвертого 18 и пятого 19 вычислителей. Сигнал а₂ с девятого входа вычислителя 12 запаса топлива поступает на девятый вход пятого вычислителя 19. Сигнал Z₁ с десятого входа вычислителя 12 запаса топлива поступает на четвертые входы соответственно четвертого 18 и пятого 19 вычислителей. Сигнал Z₂с одиннадцатого входа вычислителя 12 запаса топлива поступает на шестые входы соответственно четвертого 18 и пятого 19 вычислителей. Сигнал * с двенадцатого входа вычислителя 12 запаса топлива поступает на восьмой вход пятого вычислителя 19. Сигнал G_запр с тринадцатого входа вычислителя 12 запаса топлива поступает на восьмой вход четвертого вычислителя 18. С выхода первого вычислителя 15 сигнал К₁₁ поступает на восьмой вход второго вычислителя 16 и третий вход четвертого вычислителя 18, с выхода которого сигнал G₁₁ поступает на выход вычислителя 12 запаса топлива и на десятый вход пятого вычислителя 19. С первого выхода второго вычислителя 16 сигнал К₁₂ поступает на четвертый вход первого вычислителя 15 и на пятый вход четвертого вычислителя 18, с второго выхода вычислителя 16 сигнал К₂₁поступает на шестой вход третьего вычислителя 17 и на третий вход пятого вычислителя 19, с третьего выхода вычислителя 16 сигнал Р₁₂ поступает на пятый вход первого вычислителя 15. С первого выхода третьего вычислителя 17 сигнал Р₂₂ поступает на шестой вход второго вычислителя 16, с второго выхода сигнал К₂₂ поступает на седьмой вход второго вычислителя и седьмой вход пятого вычислителя 19, с выхода которого сигнал поступает на седьмой вход четвертого вычислителя 18.

Сигнал Р₁₂ с пятого входа первого вычислителя 15 поступает на первый и второй входы первого сумматора 20, с выхода которого сигнал 2Р₁₂ поступает на первый инверсный вход второго сумматора 21. Сигнал r₁с первого входа первого вычислителя 15 поступает в качестве начального условия на первый вход первого интегратора 22 и на первый вход второго умножителя 24, с выхода которого сигнал r₁К₁₁² поступает на второй вход второго сумматора 21.

Сигнал К₁₂ с четвертого входа первого умножителя 15 поступает на первый и второй входы третьего умножителя 25, с выхода которого сигнал К₁₂² поступает на первый вход четвертого умножителя 26, на второй вход которого с второго входа первого вычислителя 15 поступает сигнал r₂. С выхода четвертого умножителя 26 сигнал r₂ K₁₂² поступает на третий вход второго сумматора 21, с выхода которого сигнал = -2Р₁₂+r₁K²₁₁ + +r₂ K₁₂² поступает на второй вход первого интегратора 22. На выходе первого интегратора 22 формируется сигнал P₁₁= (-2P₁₂+r₁K²₁₁+r₂K²₁₂)dt, , который поступает на второй вход первого умножителя 23. Сигнал ₁ с третьего входа первого вычислителя 15 поступает на первый вход первого умножителя 23, с выхода которого сигнал К₁₁ поступает на выход первого умножителя 23 и на первый и второй входы пятого умножителя 27, с выхода которого сигнал К₁₁² поступает на второй вход второго умножителя 24.

Сигналы r₁ с первого входа и r₂ с второго входа второго вычислителя 16 поступают на первые входы соответственно восьмого 32 и десятого 34 умножителей. Сигналы ₁ с третьего входа и ₂ с четвертого входа второго вычислителя 16 поступает на вторые входы соответственно седьмого 31 и двенадцатого 36 умножителей. Сигнал Р₂₂ с шестого входа второго вычислителя 16 поступает на первый инверсный вход третьего сумматора 29. Сигналы К₂₂ с седьмого входа и К₁₁ с восьмого входа второго вычислителя 16 поступают на вторые входы соответственно десятого 34 и восьмого 32 умножителей. С выхода восьмого умножителя 32 сигнал r₁K₁₁ поступает на первый вход девятого умножителя 33, с выхода которого сигнал r₁K₁₁ K₂₁ поступает на третий вход третьего сумматора 29. С выхода десятого умножителя 34 сигнал r₂K₂₂ поступает на первый вход одиннадцатого умножителя 35, с выхода которого сигнал r₂K₂₂K₁₂поступает на четвертый вход третьего сумматора 29. С выхода третьего сумматора 29 сигнал = -P₂₂-a₁P₁₂+r₁K₁₁K₂₁+r₂K₂₂K₁₂ поступает на вход второго интегратора 30, на выходе которого формируется сигнал P₁₂= (-P₂₂-a₁P₁₂+r₁K₁₁K₂₁+r₂K₂₂)dt поступающий на третий выход
второго вычислителя 16 и на первые входы соответственно шестого 28, седьмого 31 и двенадцатого 36 умножителей. Сигнал К₂₁ с выхода седьмого умножителя 31 поступает на второй вход девятого умножителя 33 и второй выход второго вычислителя 16. Сигнал К₁₂ с выхода двенадцатого умножителя 36 поступает на второй вход одиннадцатого умножителя 35 и на первый выход второго вычислителя 16.

Сигнал r₁ с первого входа третьего вычислителя 17 поступает на первый вход шестнадцатого умножителя 43, с выхода которого сигнал r₁K₂₁² поступает на третий вход пятого сумматора 39. Сигнал r₂ с второго входа третьего вычислителя 17 поступает в качестве начального условия на первый вход третьего интегратора 40 и на первый вход семнадцатого умножителя 44, с выхода которого сигнал r₂K₂₂² поступает на четвертый вход пятого сумматора 39. Сигнал ₂ с третьего входа третьего вычислителя 17 поступает на первый вход пятого сумматора 39. Сигнал ₂ с четвертого входа третьего вычислителя 17 поступает на первый вход четырнадцатого умножителя 41, с выхода которого сигнал К₂₂ поступает на выход третьего вычислителя 17 и на первый и второй входы восемнадцатого умножителя 45. Сигнал К₂₂² с выхода восемнадцатого умножителя 45 поступает на второй вход семнадцатого умножителя 44. Сигнал а₁ с пятого входа третьего вычислителя 17 поступает на первый вход тринадцатого умножителя 38, с выхода которого сигнал 2а₁ Р₂₂ поступает на второй инверсный вход пятого сумматора 39.

Сигнал К₂₁ с шестого входа третьего вычислителя 17 поступает на первый и второй входы пятнадцатого умножителя 42, с выхода которого сигнал К₂₁² поступает на второй вход шестнадцатого умножителя 43. Сигнал = -2a₁P₂₂+r₁K²₂₁+r₂K²₁₂+² с выхода пятого сумматора 39 поступает на второй вход третьего интегратора 40, на выходе которого формируется сигнал = (-2a₁P₂₂+r₁K²₂₁+r₂K²₁₂+²)dt , поступающий на второй вход четырнадцатого умножителя 41 и на первый и второй входы четвертого сумматора 37, с выхода которого сигнал 2Р₂₂поступает на второй вход тринадцатого умножителя 38.

Сигнал l с первого входа четвертого вычислителя 18 поступает на второй вход двадцать первого умножителя 51, с выхода которого сигнал l поступает на первый инверсный вход восьмого сумматора 52. Сигнал d с второго входа четвертого вычислителя 18 поступает на второй вход девятнадцатого умножителя 46, с выхода которого сигнал d поступает на первый инверсный вход шестого сумматора 47. Сигнал К₁₁ с третьего входа четвертого вычислителя 18 поступает на второй вход двадцатого умножителя 48, с выхода которого сигнал K₁₁(Z₁-d) поступает на первый вход седьмого сумматора 49. Сигнал Z₁ с четвертого входа четвертого вычислителя 18 поступает на второй вход шестого сумматора 47, с выхода которого сигнал (Z₁-d) поступает на первый вход двадцатого умножителя 48. Сигнал К₁₂ с пятого входа четвертого вычислителя 18 поступает на второй вход двадцать второго умножителя 53, с выхода которого сигнал K₁₂(Z₂-l) поступает на третий вход седьмого сумматора 49. Сигнал Z₂ с шестого входа четвертого вычислителя 18 поступает на второй вход восьмого сумматора 52, с выхода которого сигнал (Z₂-l) поступает на первый вход двадцать второго умножителя 53. Сигнал Q с седьмого входа четвертого вычислителя 18 поступает на первый вход двадцать первого умножителя 51 и на второй инверсный вход седьмого сумматора 49, с выхода которого сигнал = -+K₁₁(Z₁-d)+K₁₂(Z₂-l) поступает на вход четвертого интегратора 50. С выхода четвертого интегратора 50 сигнал = -+K₁₁(Z₁-d)+K₁₂(Z₂-l)dt поступает на первый вход девятнадцатого умножителя 46 и на выход четвертого вычислителя 18.

Сигнал а₁ с пятого входа пятого вычислителя 19 поступает на второй вход двадцать третьего умножителя 54, с выхода которого сигнал a поступает на первый инверсный вход девятого сумматора 55. Сигналы а₂ и * соответственно с девятого входа и с восьмого входа пятого вычислителя 19 поступают соответственно на первый и второй входы двадцать четвертого умножителя 57, с выхода которого сигнал а₂ * поступает на второй вход девятого сумматора 55. Сигналы и d соответственно с десятого входа и второго входа пятого вычислителя 19 поступает соответственно на первый и второй входы двадцать пятого умножителя 58, с выхода которого сигнал d поступает на первый инверсный вход десятого сумматора 59. Сигнал Z₁ с четвертого входа пятого вычислителя 19 поступает на второй вход десятого сумматора 59, с выхода которого сигнал (Z₁-d) поступает на первый вход двадцать шестого умножителя 60. Сигнал К₂₁ с третьего входа пятого вычислителя 19 поступает на второй вход двадцать шестого умножителя 60, с выхода которого сигнал K₂₁(Z-d) поступает на третий вход девятого сумматора 55. Сигнал l с первого входа пятого вычислителя 19 поступает на второй вход двадцать седьмого умножителя 61, с выхода которого сигнал l поступает на первый инверсный вход одиннадцатого сумматора 62. Сигнал Z₂ с шестого входа пятого вычислителя 19 поступает на второй вход одиннадцатого сумматора 62, с выхода которого сигнал (Z₂-l) поступает на первый вход двадцать восьмого умножителя 63. Сигнал К₂₂ с седьмого входа пятого вычислителя 19 поступает на второй вход двадцать восьмого умножителя 63, с выхода которого сигнал K₂₂(Z₂-l) поступает на четвертый вход девятого сумматора 55. Сигнал = a+a₂^*+K₂₁(Z₁-d)+K₂₂(Z₂-l) поступает на вход пятого интегратора 56, на выходе которого формируется сигнал = [-a+a₂^*+K₂₁(Z₁-d)+K₂₂(Z₂-l)dt , поступающий на выход пятого вычислителя 19 и на первые входы соответственно двадцать третьего 54 и двадцать седьмого 61 умножителей.

Применение предлагаемого изобретения позволяет повысить точность измерения оставшегося запаса топлива.

Формула изобретения

1. ТОПЛИВОМЕР, содержащий подключенный к мостовой схеме датчик запаса топлива, термоприемник и генератор высокой частоты, а также последовательно соединенные электронный усилитель и индикатор, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены задатчик постоянных величин, вычислитель запаса топлива, соединенный выходом с входом электронного усилителя, последовательно соединенные фильтр низких частот, подключенный входом к выходу мостовой схемы, а выходом - к первой схеме преобразования объемного расхода топлива в массовый, расходомер, задатчик начальной массы топлива, последовательно соединенные датчик объемного расхода топлива в массовый, при этом первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой, восьмой и девятый выходы задатчика постоянных величин соединены с соответствующими входами вычислителя запаса топлива, а его десятый , одиннадцатый, двенадцатый и тринадцатый входы соединены соответственно с выходами первой схемы преобразования объемного расхода топлива в массовый, расходомера, второй схемы преобразования объемного расхода топлива в массовый и задатчика начальной массы топлива.

2. Топливомер по п.1, отличающийся тем, что вычислитель запаса топлива содержит первый, второй, третий, четвертый и пятый вычислители, причем первый вход вычислителя запаса топлива соединен с первыми входами соответственно первого, второго и третьего вычислителей, второй вход соединен с вторыми входами соответственно первого, второго, третьего вычислителей, третий вход соединен с третьими входами соответственно первого и второго вычислителей, четвертый вход соединен с четвертыми входами соответственно второго и третьего вычислителей, пятый вход соединен с пятыми входами соответственно второго, третьего и пятого вычислителей, шестой вход соединен с третьим входом третьего вычислителя, седьмой вход соединен с вторыми входами соответственно четвертого и пятого вычислителей, восьмой вход соединен с первыми входами соответственно четвертого и пятого вычислителей, девятый вход соединен с девятым входом пятого вычислителя, десятый вход соединен с четвертыми входами соответственно четвертого и пятого вычислителей, одиннадцатый вход соединен с шестыми входами соответственно четвертого и пятого вычислителей, двенадцатый вход соединен с восьмым входом пятого вычислителя, тринадцатый вход соединен с восьмым входом четвертого вычислителя, выход первого вычислителя соединен с третьим входом четвертого и восьмым входом второго вычислителей, первый выход второго вычислителя соединен с четвертым входом первого и пятым входом четвертого вычислителей, второй выход второго вычислителя соединен с шестым входом третьего и третьим входом пятого вычислителей, третий выход второго вычислителя соединен с пятым входом первого вычислителя, первый выход третьего вычислителя соединен с шестым входом второго вычислителя, второй выход третьего вычислителя соединен с седьмыми входами соответственно второго и пятого вычислителей, выход четвертого вычислителя соединен с выходом вычислителя запаса топлива и десятым входом пятого вычислителя, выход которого соединен с седьмым входом четвертого вычислителя.

3. Топливомер по п.2, отличающийся тем, что первый вычислитель содержит первый, второй сумматоры, первый интегратор, первый, второй, третий, четвертый и пятый умножители, причем первый вход первого вычислителя соединен с первыми входами второго умножителя и первого интегратора, второй вход соединен с вторым входом четвертого умножителя, третий вход соединен с первым входом первого умножителя, четвертый вход соединен с первым и вторым входами третьего умножителя, а пятый вход соединен с первым и вторым входами первого сумматора, выход которого соединен с первым входом второго сумматора, второй и третий входы которого соединены с выходами соответственно второго и четвертого умножителей, выход третьего умножителя соединен с первым входом четвертого умножителя, выход второго сумматора соединен с вторым входом первого интегратора, выход которого соединен с вторым входом первого умножителя, выход которого соединен с выходом первого вычислителя, первым и вторым входами пятого умножителя, выход которого соединен с вторым входом второго умножителя.

4. Топливомер по п.2, отличающийся тем, что второй вычислитель содержит третий сумматор, второй интегратор, шестой, седьмой, восьмой, девятый, десятый, одиннадцатый, двенадцатый умножители, причем первый вход второго вычислителя соединен с первым входом восьмого умножителя, второй вход соединен с первым входом десятого умножителя, третий вход соединен с вторым входом седьмого умножителя, четвертый вход соединен с вторым входом двенадцатого умножителя, пятый вход соединен с вторым входом шестого умножителя, шестой вход соединен с первым входом второго сумматора, седьмой вход соединен с вторым входом десятого умножителя, восьмой вход соединен с вторым входом восьмого умножителя, выход шестого умножителя соединен с вторым входом второго сумматора, выходы девятого и одиннадцатого умножителей соединены соответственно с третьим и четвертым входами второго сумматора, выход которого через второй интегратор соединен с третьим выходом второго вычислителя, первыми входами соответственно шестого, седьмого и двенадцатого умножителей, выход восьмого умножителя соединен с первым входом девятого умножителя, выход десятого умножителя соединен с первым входом одиннадцатого умножителя, выход седьмого умножителя соединен с вторым выходом второго вычислителя и с вторым входом девятого умножителя, выход двенадцатого умножителя соединен с первым выходом второго вычислителя и со вторым входом одиннадцатого умножителя.

5. Топливомер по п.2, отличающийся тем, что третий вычислитель содержит четвертый и пятый сумматоры, третий интегратор, тринадцатый, четырнадцатый, пятнадцатый, шестнадцатый, семнадцатый и восемнадцатый умножители, причем первый вход третьего вычислителя соединен с первым входом шестнадцатого умножителя, второй вход соединен с первыми входами соответственно семнадцатого умножителя и третьего интегратора, третий вход соединен с первым входом пятого сумматора, четвертый вход соединен с первым входом четырнадцатого умножителя, пятый вход соединен с первым входом тринадцатого умножителя, шестой вход соединен с первым и вторым входами пятнадцатого умножителя, выход которого соединен с вторым входом шестнадцатого умножителя, выходы тринадцатого, шестнадцатого и семнадцатого умножителей соединены соответственно с вторым, третьим и четвертым входами пятого сумматора, выход которого соединен с вторым входом третьего интегратора, выход которого соединен с вторым входом четырнадцатого умножителя, первым и вторым входами четвертого сумматора, выход которого соединен с вторым входом тринадцатого умножителя, выход четырнадцатого умножителя соединен с выходом третьего вычислителя, первым и вторым входами восемнадцатого умножителя, выход которого соединен с вторым входом семнадцатого умножителя.

6. Топливомер по п.2, отличающийся тем, что четвертый вычислитель содержит шестой, седьмой, восьмой сумматоры, четвертый интегратор, девятнадцатый, двадцатый, двадцать первый, двадцать второй умножители, причем первый вход четвертого вычислителя соединен с вторым входом двадцать первого умножителя, второй вход соединен с вторым входом девятнадцатого умножителя, третий вход соединен с вторым входом двадцатого умножителя, четвертый вход соединен с вторым входом шестого сумматора, пятый вход соединен с вторым входом двадцать второго умножителя, шестой вход соединен с вторым входом восьмого сумматора, седьмой вход соединен с первым входом двадцать первого умножителя и вторым входом седьмого сумматора, с первым и третьим входами которого соединены соответственно выходы двадцатого и двадцать второго умножителей, выход седьмого сумматора через четвертый интегратор соединен с выходом четвертого вычислителя и первым входом девятнадцатого умножителя, выход которого соединен с первым входом шестого сумматора, выход которого соединен с первым входом двадцатого умножителя, выход двадцать первого умножителя соединен с первым входом восьмого сумматора, выход которого соединен с первым входом двадцать второго умножителя.

7. Топливомер по п.2, отличающийся тем, что пятый вычислитель содержит девятый, десятый, одиннадцатый сумматоры, пятый интегратор, двадцать третий, двадцать четвертый, двадцать пятый, двадцать шестой, двадцать седьмой, двадцать восьмой умножители, причем первый вход пятого вычислителя соединен с вторым входом двадцать седьмого умножителя, второй вход соединен с вторым входом двадцать пятого умножителя, третий вход соединен с вторым входом двадцать шестого умножителя, четвертый вход соединен с вторым входом десятого сумматора, пятый вход соединен с вторым входом двадцать третьего умножителя, шестой вход соединен с вторым входом одиннадцатого сумматора, седьмой вход соединен с вторым входом двадцать девятого умножителя, восьмой вход соединен с вторым входом двадцать четвертого умножителя, девятый вход соединен с первым входом двадцать четвертого умножителя, десятый вход соединен с первым входом двадцать пятого умножителя, выходы двадцать третьего, двадцать четвертого, двадцать шестого, двадцать девятого умножителей соединены соответственно с первым, вторым, третьим и четвертым входами девятого сумматора, выход которого через пятый интегратор соединен с выходом пятого вычислителя и с первыми входами соответственно двадцать третьего и двадцать седьмого умножителей, выходы двадцать пятого и двадцать седьмого умножителей соединены с первыми входами соответственно десятого и одиннадцатого сумматоров, выходы которых соединены с первыми входами соответственно двадцать шестого и двадцать девятого умножителей.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7