6.3. Авиационные термометры

Авиационные термометры относятся к группе дистанционных приборов, позволяющих измерять температуру жидких и газообразных сред: масла, охлаждающих жидкостей, воздуха и газов. В зависимости от принципа действия они подразделяются на термоэлектрические термометры и электрические термометры сопротивления.

Термоэлектрические термометры. Принцип действия этих термометров основан на измерении термоэлектродвижущей силы, возникающей в замкнутой цепи из двух последовательно соединенных электродов термопары. Ее величина пропорциональна разности температур (Тг, Тх) и коэффициентов теплопроводности (аг, схх) горячего и холодного спаев:

Е = (аг — ах) (Т*г — Тх).

Нетрудно заметить, что термоэлектродвижущая сила при неизменной температуре среды, в которой находится один из спаев, зависит только от температуры второго спая. В авиационных термометрах так называемый «холодный» спай монтируется на клеммах указателя. «Горячим» спаем термометра служат термопары датчиков.

В авиационной технике применяются хромелькопелевые (ХК.), хромельалюмелевые (ХА), никелевокобальтспецалюмелевые .(НКСА) и другие типы термопар.

Термоэлектрические термометры выпускаются следующих типов: ТВГ и ТГЗ — для измерения температуры выходящих газов в сопле реактивных двигателей; ТСТ — для измерения температуры выходящих газов турбостартеров; ТЦТ — для измерения температуры головок цилиндров поршневых авиадвигателей.

На смотреть статью под номером 6.2 приведена принципиальная электрическая схема термометра ТВГ11.

Комплект термометра (смотреть статью под номером 6.2, а) состоит из указателя ТВГ1, соединительной колодки СК и четырех датчиков температуры Т1Т. Термопара  (смотреть статью под номером 6.2, б) смонтирована внутри корпуса 2, имеющего два отверстия. В большее из них, находящееся ниже уровня спая, поступает газовый поток, который омывает термопару и выходит через небольшое калиброванное отверстие. Положительный электрод термопары выполнен из никелекобальтого сплава (НК), отрицательный — из специального алюмеля (СА).

Датчики температуры устанавливаются радиально по периметру окружности сопла двигателя в районе турбины и соединяются последовательно, что позволяет измерять среднюю температуру заторможенного газового потока.

В качестве указателя используется магнитоэлектрический милливольтметр, шкала которого проградуирована в градусах Цельсия. Ток к рамке Р (смотреть статью под номером 6.2, а) подводится через спиральные пружины Пр. В цепь рамки последовательно включены градуировочный резистор Rr и резистор RT температурной компенсации. Для регулировки сопротивления соединительных проводов в них устанавливается подгоночный резистор Rn.

Описываемый комплект термометра обеспечивает измерение температуры в пределах от 300 до 900° С.

Электрические термометры сопротивления. В основу принципа действия этой группы термометров положено физическое явление изменения электрического сопротивления (Rx) теплочувствительного элемента при изменении его температуры ():

Я* = #.<о(1 f PV).

где — температурный коэффициент сопротивления; Rx0 — сопротивление чувствительного элемента при t = +20° С.

Комплект термометра типа ТУЭ48 состоит из указателя  с крепежным кольцом 3 и приемника 2 (смотреть статью под номером 6.3, а). Он обеспечивает измерение температуры жидких и газообразных сред в пределах от —50 до +150° С.

Приемник устанавливается в том месте, где требуется измерение температуры среды. Его чувствительным элементом служит никелевая проволока, намотанная на слюдяной каркас. Она смонтирована в герметичном корпусе из нержавеющей стали. Для лучшего теплообмена между корпусом и чувствительным элементом помещены серебряные пластинки, что значительно снижает динамическую погрешность измерения температуры.

Резистор Rn приемника включается в схему неуравновешенного моста (смотреть статью под номером 6.3, б). Остальные элементы моста смонтированы в указателе, который представляет собой магнитоэлектрический логометр с подвижным магнитом. Указатель устанавливается на приборной доске пилота или бортинженера.

Элементы схемы подобраны так, что при температуре измеряемой среды —50° С потенциалы точек Б и В одинаковы, и через катушку К1 протекает максимальный ток, а в катушке К2 ток отсутствует. Ось подвижного магнита указателя устанавливается вдоль вектора магнитного поля Ml, и стрелка занимает крайнее левое положение, указывая по шкале прибора температуру —50° С.

По мере возрастания температуры среды электрическое сопротивление чувствительного элемента приемника возрастает, что вызывает возрастание потенциала точки Б и уменьшение потенциала точки А. Проходящий через катушку К2 ток 2 увеличивается, а ток It в катушке КЛ соответственно уменьшается. Под действием результирующего магнитного поля обеих катушек стрелка займет промежуточное положение на шкале указателя.

При температуре среды +50° С сопротивление чувствительного элемента приемника становится таким, что потенциалы точек А и Б одинаковы. В этом случае протекающие в катушках KJ и К2 токи и возникшие в них магнитные потоки также одинаковы по величине. Магнит устанавливается симметрично между катушками, а стрелка — посередине шкалы. При этой температуре производится балансировка мостовой схемы после изготовления и при регулировке комплекта термометра.

При температуре среды +150° С потенциалы точек А и В одинаковы, и ток х в катушке КЛ отсутствует, а ток 2 в катушке К2 достигает максимального значения. Магнит указателя устанавливается вдоль вектора магнитного поля М2, а стрелка указывает температуру 150° С.