1. Призначення

У вимірювальній техніці вимірювальні пристрої ВП, призначені для вимірювання тисків, називаються манометрами. В авіації манометри застосовують для вимірювання тиску палива, масла, повітря тощо.

За призначенням авіаційні манометри ділять на манометри, що вимірюють абсолютний тиск, різницю тисків (диференціальні) та відношення двох тисків.

Диференціальні манометри використовуються для вимірювання надлишкових тисків рідин та газів (у гідравлічній системі, паливній системі, мастильній системі та ін.). Діапазони виміру від одиниць до сотень кгс/см² (1 кГс/см²=98066,5 Па) .

Манометри абсолютного тиску (мановакуумметри) застосовуються для вимірювання тиску у всмоктувальних системах поршневих двигунів.

Манометри відношення тисків служать для контролю ступеня стиснення газів у різних ступенях газотурбінних двигунів.

Манометри абсолютного тиску та диференціальні манометри входять також до складу широко застосовуваних на літальних апаратах манометричних пілотажно-навігаційних ВП. У цих ВП проводиться вимірювання повного та статичного тисків зустрічного потоку повітря та здійснюється автоматичний перерахунок результатів вимірювань за відомими функціональними залежностями з метою непрямого визначення висоти польоту, індикаторної швидкості, істинної повітряної швидкості, числа М та вертикальної швидкості.

Поряд з манометрами та манометричними пілотажно-навігаційними ВП, інформація яких сприймається та обробляється людиною, на літальних апаратах широко застосовуються сигналізатори та датчики тисків, що перетворюють тиск у електричний сигнал, що використовується в системах автоматичного управління та в обчислювальних пристроях. Датчики тиску входять також складовою частиною в комплект електричних дистанційних манометрів. Сигналізатори тиску включають електричний сигнал при виході вимірюваного тиску за допустимі для нормальної роботи ПС межі.

За методами вимірювання тиску манометри можна поділити на такі групи:

1. механічні, у тому числі рідинні, вагові та пружинні;

2. електромеханічні, основані на тих самих принципах, що й механічні, але відрізняються тим, що механічний чутливий елемент поєднується з електричною дистанційною передачею;

3. електричні, у тому числі електронні, газорозрядні, радіоактивні, теплові та п'єзорезисторні.

2. Методи вимірювання тиску в авіації

В авіаційному приладобудуванні найбільшого поширення набули методи вимірювання, у яких сили вимірюваного тиску безпосередньо порівнюються з пружними силами. Ці методи покладено в основи роботи мембранних манометрів. До таких методів близькі методи вимірювання, у яких сили тиску, перетворені на переміщення, впливають на параметри вимірювальних схем: опору, ємності, індуктивності тощо. Це по суті електричні методи вимірювання, засновані на перетворенні деформації елементів, функціонально пов'язаних з тиском, у вимірювання опору, ємності або індуктивності. Вимірювання тиску в електромеханічних манометрах з омічним (потенціометричним) та індуктивним перетворювачами зводиться до перетворення сил тиску в деформацію пружних елементів. Потім проводиться перетворення деформацій в зміну омічного або індуктивного опорів за допомогою мостових вимірювальних схем.

При виборі методу вимірювання та типу чутливого елемента перевагу слід надавати електричним чутливим елементам, які не мають рухомих частин. Однак ці елементи не дозволяють вимірювати тиск у найбільш уживаному діапазоні (1...100 кгс/см²). Механічні чутливі елементи здатні вимірювати тиск у вказаному діапазоні. Механічні манометри широкого розповсюдження в авіації не отримали внаслідок віддаленості трубопроводів з встановленими в них манометрами від об'єктів контролю, що веде до погіршення надійності, живучості та експлуатаційної технологічності контрольованих систем, а також запізнення показань при вимірюваннях.

Цього недоліку позбавлені електромеханічні манометри, у яких сигнали з електричних перетворювачів тиску (датчиків), встановлених безпосередньо на контрольованих об'єктах, за допомогою електричної дистанційної передачі видаються на прилади, розташовані в кабіні. ЧЕ механічних манометрів та сигналізаторів служать манометричні мембрани, коробки, трубки.

Електромеханічні манометри призначені для дистанційного вимірювання та контролю параметрів гідравлічних та газових систем літальних апаратів. Найбільш поширені електромеханічні манометри тину ЕДМУ, ЕМ, ЕДММ, ДІМ, ІКГ, МІ, а також комбіновані прилади типу ЕМІ-ЗР, ЕМІ-ЗРІ. У манометрах ЕДМУ, ЕМ, ЕДММ, ЕМІ-ЗР застосовуються потенціометричні, а в інших – індуктивні перетворювачі тиску. Як покажчики використовуються логометри.

У побудові електричних схем та влаштуванні авіаційних манометрів широко використовуються принципи уніфікації. Так, конструкція покажчика манометра ДІМ аналогічна конструкції покажчика манометра серії ЕДМУ, в останніх як чутливі елементи застосовуються потенціометричні датчики, які працюють недостатньо надійно через перетирання потенціометрів їх щітками. Це викликано наявністю пульсації тиску рідин з амплітудою до 3% верхньої межі виміру. З цих причин манометри серії ЕДМУ на сучасних ЛА замінюються на манометри серії ДІМ.

Відомі такі основні методи вимірювання тиску:

- ваговий – заснований на врівноважуванні сил тиску вагою стовпа рідини чи еталонного вантажу. Недоліки: великі похибки при нахилах та прискореннях, манометри, побудовані на основі цього методу, в авіації широкого застосування не знайшли;

- пружинний – ґрунтується на залежності деформації пружного чутливого елемента від прикладеного тиску;

- силовий – заснований на залежності сили або моменту сил, що розвиваються не пружним чи пружним чутливим елементом, від прикладеного тиску;

- частотний - заснований на залежності частоти власних коливань тонкостінного циліндричного резонатора від різниці тисків, що діють на його внутрішню та зовнішню поверхні;

- п'єзорезисторний - заснований на залежності електричного опору провідника або напівпровідника від величини тиску, що впливає на нього. Датчики призначені для вимірювання тиску в десятки тисяч атмосфер;

- термокондуктивний - заснований на залежності теплопровідності газу від його абсолютного тиску (при малих абсолютних тисках). Область застосування: для вимірювання тиску в діапазоні 10…10–3 мм. рт. ст.;

- іонізаційний - заснований на залежності ступеня іонізації газу від тиску;

- електрокінематичний – заснований на виникненні електрокінетичного потенціалу полярної рідини при її перетіканні через пористу діафрагму та ін.

В авіації найбільш широке застосування знайшли манометри, побудовані на пружинному та силовому методах вимірювання тиску.