Покажчик висоти

Винахід належить до авіаційного приладобудування, може бути використаний в датчиках висоти, які застосовуються на літаках і вертольотах, що експлуатуються на повітряних авіалініях України, ближнього та дальнього зарубіжжя. Відомий барометричний датчик висоти для літального апарата, в якому для корегування зміни тиску біля землі введено блок корегування, а для зменшення рівня погрішностей від дії температури введено вузол температурної компенсації [А. с. СРСР №1527496, G01C5/06, 1989, бюл. №45]. Недоліками даного датчика висоти являються недостатньо висока точність і надійність, що зумовлені застосуванням старої елементної бази, великої кількості механічних пристроїв, наприклад температурний компенсатор і таке інше, а також складністю усунення методичної погрішності. Найбільш близьким до запропонованого покажчика висоти є система корегування вихідної інформації авіаційних висотомірів, що складається з електромеханічного барометричного висотоміра, перетворювача значення висоти в кодові імпульси, приймача-передавача з дешифратором, блока сигналізації, дистанціонної слідкуючої передачі, блока мікропрограмного керування з регістрами, блока величини висоти корегування, блока алгебраїчної суми, блока алгебраїчної різниці, вичислювача команд нижнього рівня, вичислювача команд верхнього рівня, блока перетворювача стандартного атмосферного тиску, блока пускових елементів тиску на аеродромі, блока пускових елементів стандартного атмосферного тиску [Патент СРСР №946336, G01C5/00, 1994, бюл. №3]. Недоліками системи є складність алгоритму корегування висоти та системи, що його реалізує, корегування можливе тільки в визначеному діапазоні висот, недостатня точність і надійність відпрацювання значень тиску, так як використовуються пневматичні елементи в висотомірі і слідкуючій передачі та застосовується застаріла елементна база. В основу винаходу поставлено задачу розробки покажчика висоти шляхом введення у відому систему корегування висоти нових елементів і зв'язків, що дає можливість усунення недоліків притаманних прототипу. Для досягнення визначеної мети пропонується в покажчик висоти, що складається з перетворювача аналогкод, приймача-передавача, системи керування кроковим двигуном, контролера, блоку алгебраїчної суми та блоку перетворювачів стандартного атмосферного тиску, згідно з винаходом додатково ввести перетворювач частоти в код, систему керування другим кроковим двигуном, функціональний перетворювач код-напруга, зовнішню пам'ять контролера, два редуктора, лічильник відносної висоти, синусно-косинусні трансформатори точного і грубого відліків відносної висоти та потенціометри абсолютної, відносної і геопотенціальної висот, при цьому приймачпередавач, перетворювач аналог-код і перетворювач частоти в код підключені до відповідних входів контролера, виходи якого відповідно з'єднані з входами систем керування кроковими двигунами, функціонального перетворювача код-напруга та зовнішньої пам'яті, перший кроковий двигун через редуктор з'єднаний з лічильником і потенціометром відносної висоти, блоком алгебраїчної суми та синусно-косинусними трансформаторами точного і грубого відліків відносної висоти, другий кроковий двигун через другий редуктор з'єднаний з потенціометром геопотенціальної висоти, а через блок алгебраїчної суми - з потенціометром абсолютної висоти, блок перетворювачів стандартного атмосферного тиску являє собою редуктор з ручкою задатчиком, який з'єднаний з лічильником і потенціометром геопотенціальної висоти. Введення таких додаткових елементів, як перетворювач частоти в код, система керування другим кроковим двигуном, функціональний перетворювач код-напруга, зовнішня пам'ять контролера, два редуктора, лічильник відносної висоти, синусно-косинусні трансформатори точного і грубого відліків відносної висоти та потенціометри абсолютної, відносної і геопотенціальної висот, та їх підключення згідно з винаходом дає можливість усунути недоліки притаманні прототипу. На кресленні зображено функціональну схему покажчика висоти. Покажчик висоти складається з приймача-передавача 1, перетворювача аналог-код 2, перетворювача частоти в код 3,що підключені до контролера 4, який своїми виходами з'єднаний з входами систем керування 5, 6 кроковими двигунами 7, 8, функціонального перетворювача код-напруга 9 та зовнішньої пам'яті 10. Кроковий двигун 7 через редуктор 11 з'єднаний з лічильником 12 і потенціометром 13 відносної висоти, блоком алгебраїчної суми 14 та синусно-косинусними трансформаторами точного і грубого відліків відносної висоти 15, 16. Кроковий двигун 8 через редуктор 17 з'єднаний з потенціометром 18 геопотенціальної висоти, а через блок алгебраїчної суми 14-з потенціометром абсолютної висоти 19. Блок перетворювачів стандартного атмосферного тиску являє собою редуктор 20 з ручкою-задатчиком, який з'єднаний з лічильником 21 і потенціометром 22 геопотенціальної висоти. Покажчик висоти працює наступним чином. Кодова інформація про відносну барометричну висоту Н відн. поступає по RS-232 із модуля висоти (на рисунку не показаний), через приймач-передавач 1 в контролер 4, а також запам'ятовується у вн утрішній пам'яті. Оператор за допомогою ручки-задатчика редуктора 20 встановлює барометричний тиск на рівні землі Ро, який регіструється лічильником 21, а також видається електрична інформація у вигляді відносного опору потенціометричного виходу 22. Ця інформація через перетворювач аналог-код 2 поступає в контролер 4 і використовується для подальших розрахунків, а також у вигляді цифрового коду по RS-232 передається в модуль висоти. В контролері 4 вичисляється відхилення значень Н відн. і положення стрілки покажчика, видається управляючий сигнал на систему керування 5 кроковим двигуном 7, який через редуктор 11 ліквідує це відхилення, а також відображає інформацію про відносну висоту Н відн. на лічильнику 12, видає електричну інформацію у вигляді відносного опору потенціометричного виходу 13, передає її на блок алгебраїчної суми 14 і на входи, синусно-косинусних трансформаторів точного і грубого відліків відносної висоти 15, 16. На інші два входи трансформаторів поступає синусна та косинусна напруга з функціонального перетворювача код-напруга 9, що отримується шляхом перетворення прямокутних імпульсів частотою 390,625Гц, які поступають з контролера 4. Сигнали СКТг.в. і СКТт.в. через перетворювач частоти в код поступають у вигляді цифрового коду в контролер 4. Відпрацьоване значення відносної висоти Н відн. передається в модуль висоти по каналу RS-232, а також видається користувачеві електрична інформація про Н відн. У вигляді сигналу синусно-косинусного трансформатора. В контролері розраховується Ho=f(Po), що визначається введеним значенням Ро, а також визначається відхилення значень Ho=f(Po) і розміщення щіток потенціометра 18. У випадку наявності такого відхилення контролер 4 видає управляючий сигнал на систему керування 6 кроковим двигуном 8, який через редуктор 17 ліквідує це відхилення, а також передає інформацію про Но в блок алгебраїчної суми 14, а через потенціометр 18 в перетворювач аналог-код 2. В блоці 14 визначається величина Набс.=Нвідн+Н0f(Po) та видається електрична інформація у вигляді відносного опору потенціометричного виходу 19. Зовнішня пам'ять 10 використовується для запису і зчитування інформації необхідної для розрахунків та індикації. Запропонований покажчик висоти дозволяє вводити Ро, розраховувати параметри висоти в метричній та англійській системах вимірювання і вільний від недоліків притаманних прототипу.