JPH0320692B2 - - Google Patents

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JPH0320692B2
JPH0320692B2 JP59219314A JP21931484A JPH0320692B2 JP H0320692 B2 JPH0320692 B2 JP H0320692B2 JP 59219314 A JP59219314 A JP 59219314A JP 21931484 A JP21931484 A JP 21931484A JP H0320692 B2 JPH0320692 B2 JP H0320692B2
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JP
Japan
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fuel
density
circuit
outputs
unit
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JP59219314A
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Makoto Torii
Yoichiro Kurihara
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Yokogawa Electric Corp
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Yokogawa Electric Corp
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Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、燃料の液位を静電容量として出力す
るタンクユニツト(以下「T/U」と略称する)
と、燃料の誘電率を静電容量として出力するコン
ペンセータユニツト(以下「C/U」と略称す
る)と、密度を測定する密度計とから得られる値
に基づいて、飛行体の燃料重量を演算して求める
構成の飛行体の燃料測定装置に関する。
[Detailed Description of the Invention] <Industrial Application Field> The present invention relates to a tank unit (hereinafter abbreviated as "T/U") that outputs the liquid level of fuel as a capacitance.
The fuel weight of the aircraft is calculated based on the values obtained from the compensator unit (hereinafter referred to as "C/U") that outputs the dielectric constant of the fuel as capacitance, and the density meter that measures the density. The present invention relates to a fuel measuring device for an aircraft having a configuration that is determined by the following methods.

〈従来の技術〉 従来公知のこの種の飛行体の燃料測定装置とし
ては、:地人書館(昭和54年10月5日発行)の
「航空計器」、及び、:横河技報(昭和59年横河
北辰電機(株)発行)Vol.28 No.2,第179頁、及び、
特開昭56−63216号公報に記載されたものがある。
<Prior art> Conventionally known fuel measuring devices for this type of aircraft include: "Aviation Instruments" published by Jijin Shokan (published on October 5, 1978); and: Yokogawa Giho (1982). Published by Yokogawa Hokushin Electric Co., Ltd.) Vol.28 No.2, page 179, and
There is one described in JP-A-56-63216.

これらに記載された技術は、静電容量型の液面
レベル計の出力が、燃料の液位と燃料静電係数と
に比例すること、を利用して燃料タンク内の燃料
を測定するものである。
The technology described in these documents measures the fuel in the fuel tank by utilizing the fact that the output of a capacitive liquid level meter is proportional to the fuel level and the fuel electrostatic coefficient. be.

第2図Aはキヤパシタの基本原理の型態を表わ
した図である。
FIG. 2A is a diagram showing the basic principle of a capacitor.

第2図Aにおいて、1は飛行体の燃料2を貯蔵
する燃料タンク、2aは燃料2の液位Xから静電
容量CTを取出す液位電極である。この時、静電
容量CTは、 CT=CD{1+X(K−1)} (1) となる。但しCDは燃料タンク1が全部空気の場
合の静電容量(以下「ドライキヤツプ」という)、
Kは燃料2の誘電係数(燃料2の誘電係数(約
2)は空気(1)の約2倍である)である。
In FIG. 2A, 1 is a fuel tank for storing the fuel 2 of the aircraft, and 2a is a liquid level electrode that takes out the capacitance C T from the liquid level X of the fuel 2. At this time, the capacitance C T becomes C T =C D {1+X(K-1)} (1). However, C D is the capacitance when the fuel tank 1 is completely filled with air (hereinafter referred to as "dry cap"),
K is the dielectric coefficient of fuel 2 (the dielectric coefficient (approximately 2) of fuel 2 is approximately twice that of air (1)).

第2図Bは、第2図Aのキヤパシタの基本原理
の型態をホイストンブリツジに似たブリツジの一
辺に用いた簡単な構成のブリツジ回路図である。
FIG. 2B is a bridge circuit diagram of a simple construction in which the basic principle of the capacitor of FIG. 2A is applied to one side of a bridge similar to a Whiston bridge.

第2図Bにおいて、3は液位電極2aをより具
体化した静電容量型の液位センサであるT/Uで
ある。このT/U3は、半径bの内筒と半径aの
外筒との間でキヤパシスタが形成される形の同軸
2種の円筒状電極で構成される。この時、ドライ
キヤツプCDは、 CD=24.1Kl/ log10(a/b) [pF/m] …(2) となる。但し、lは円筒の長さとする。通常、ド
ライキヤツプCDは数十pFである。Eは交流電源、
Tはトランス、4は電流計、50は容量CFを有
する平衡用コンデンサである。ここで、T/U3
に接続されてトランスTの一端の電圧をV1、平
衡用コンデンサ50の接続されるトランスTの一
端の電圧をV2、T/U3から接続点Oに流れる電
流をIT、接続点0から平衡用コンデンサ50に流
れる電流をIF、接続的0から電流計4に流れる電
流をIMとする。この時電流IMは、 IM=IT−IF =ωV1CT−ωV2CF (3) となる。これに(1)式を代入すると電流IMは、 IM=ωV1CD+ωV1X(K−1)CD −ωV2CF …(4) となる。但し、ωは角速度である。(4)式におい
て、V1CD=V2CFになるように調整されていると
すると、電流IMは IM=ωV1X(K−1)CD …(5) となる。従つて、燃料2が空の時はX=0,燃料
が満タンの時はX=1となり、この時、電流計4
にはIM=0〜ωV1(K−1)CDの電流が流れる。
この電流量を電流型4の指示から読みとり燃料2
の量を知ることができる。
In FIG. 2B, 3 is a T/U which is a capacitance type liquid level sensor that is a more specific version of the liquid level electrode 2a. This T/U3 is composed of two types of coaxial cylindrical electrodes in which a capacitor is formed between an inner cylinder with radius b and an outer cylinder with radius a. At this time, the dry cap C D becomes C D =24.1Kl/log10(a/b) [pF/m]...(2). However, l is the length of the cylinder. Normally, the dry cap C D is several tens of pF. E is AC power supply,
T is a transformer, 4 is an ammeter, and 50 is a balancing capacitor having a capacitance C F. Here, T/U3
The voltage at one end of the transformer T connected to the capacitor 50 is V 1 , the voltage at one end of the transformer T connected to the balancing capacitor 50 is V 2 , the current flowing from T/U3 to the connection point O is I T , and from the connection point 0 Let IF be the current flowing through the balancing capacitor 50, and IM be the current flowing from the connection 0 to the ammeter 4. At this time, the current I M becomes I M = I T − I F = ωV 1 C T −ωV 2 CF (3). Substituting equation (1) into this, the current I M becomes I M =ωV 1 C D +ωV 1 X(K−1) CD −ωV 2 C F (4). However, ω is the angular velocity. In equation (4), if it is adjusted so that V 1 C D =V 2 CF , the current I M becomes I M =ωV 1 X(K-1) C D (5). Therefore, when fuel 2 is empty, X=0, when fuel is full, X=1, and at this time, ammeter 4
A current of I M =0 to ωV 1 (K-1) C D flows through.
Read this current amount from the current type 4 instruction and
You can know the amount of

第2図Cは、第2図Bに更に具体化し高精度サ
ーボ方式から成る指示システムを表わしたブロツ
ク線図である。
FIG. 2C is a block diagram showing an indicating system further embodied in FIG. 2B and comprising a high-precision servo system.

第2図Cにおいて、5はサーボ増幅器、6はサ
ーボモータ、7は指示計(指示値をMとする)8
はポテンシヨメータ、60は容量CBを有する平
衡用コンデンサである。ここで、ブリツジの各辺
に流れる電流をI1,I2,I3,I0とすると、電流I1
I2,I3,I0はそれぞれ、 I1(=ωV1{CD+X(K−1)CD}), I2(=ωV2CF),I3(=MωV3CB), I0となる。ここでブリツジの平衡条件は、 I0=I1+I2+I3=0 …(6) であるから、上述した各電流の値を代入すると (6)式は、 V1CD+X(K−1)V1CD +V2CF+MV3CB=0 …(7) となる。従つて、指示計7の指示値Mは、 M={V1CD+X(K−1)V1CD +V2CF}/−V3CB …(8) となる。今、燃料が空の時は、X=0,M=0で
あるから(7)式は、 V1CD=−V2CF …(9) となる。一方、燃料が満タンの時は、X=1,M
=1であるから(7)式は、 V1CD+(K−1)V1CD +V2CF+V3CB ∴KV1CD+V2CF=−V3CB …(10) となる。これら(9),(10)式を(8)式に代入すると、 M=X …(10A) となる。(9),(10)式を満足するようにV1,V2,CD
CF,CBの値を定めておけば、第2図Cのブリツ
ジ回路で燃料を測定し、指示を行なうことができ
る。
In Fig. 2C, 5 is a servo amplifier, 6 is a servo motor, 7 is an indicator (the indicated value is M) 8
is a potentiometer, and 60 is a balancing capacitor having a capacitance C B. Here, if the currents flowing on each side of the bridge are I 1 , I 2 , I 3 , and I 0 , then the currents I 1 ,
I 2 , I 3 , and I 0 are respectively I 1 ( = ωV 1 { CD + , I becomes 0 . Here, the equilibrium condition of the bridge is I 0 = I 1 + I 2 + I 3 = 0 (6), so by substituting the values of each current mentioned above, equation (6) becomes V 1 C D + 1) V 1 C D + V 2 C F + MV 3 C B = 0...(7). Therefore, the indicated value M of the indicator 7 is as follows: M={ V1CD + X (K-1) V1CD + V2CF }/- V3CB ...(8). Now, when the fuel is empty, X=0 and M=0, so equation (7) becomes V 1 C D =-V 2 C F (9). On the other hand, when the fuel is full, X=1, M
= 1, so equation (7) is: V 1 C D + (K-1) V 1 C D + V 2 C F + V 3 C B ∴KV 1 C D + V 2 C F = -V 3 C B …( 10) becomes. Substituting these equations (9) and (10) into equation (8), we get M=X...(10A). V 1 , V 2 , C D ,
By determining the values of C F and C B , the bridge circuit shown in Figure 2 C can be used to measure the fuel and issue instructions.

ところで、燃料指示が重量単位で入用な場合は
(例えばガスタービン航空機)、体積を重量におき
かえる必要がある。即ち、T/U3は液面センサ
なので、その出力は燃料体積の関数となり、重量
を求めるためには燃料密度ρを乗ずる必要があ
る。そこで、燃料密度Pは誘電率Kの関数となつ
ていることを利用して、平衡用コンデンサ60に
並列に破線で示す燃料2の誘導センサであるC/
U9を設け、回路の特性が密度−誘導率の相関式
(例えば ρ=TA(K−1)/{TB+(K−1)} …(11) (但し、TA,TBは飛行機製造メーカで定められ
る固有の値やMILL等で定められる値である))
と一致するようにすることで、燃料重量に比例し
た指示値Mを得ることが可能である。
By the way, if fuel instructions are required in units of weight (for example, for gas turbine aircraft), it is necessary to replace volume with weight. That is, since T/U3 is a liquid level sensor, its output is a function of the fuel volume, and in order to find the weight, it is necessary to multiply it by the fuel density ρ. Therefore, by utilizing the fact that the fuel density P is a function of the dielectric constant K, an inductive sensor C/
U9 is provided, and the circuit characteristics are determined by the density-inductivity correlation equation (for example, ρ = T A (K-1)/{T B + (K-1)}...(11) (However, T A , T B are This is a unique value determined by the airplane manufacturer or a value determined by MILL, etc.)
It is possible to obtain the indicated value M proportional to the fuel weight by making it coincide with the fuel weight.

つまり、C/U9は、密度ρの誘電率Kの補正
を行うために設けられる。
That is, C/U9 is provided to correct the dielectric constant K of the density ρ.

〈発明が解決使用とする問題点〉 ところで、上述した燃料の密度ρ−誘電率Kの
相関式(11)は、統計的な相関式であり、一方、周知
のように燃料の誘電係数Kは燃料毎に異なりしか
も温度によつても変化するものであるから、故に
実際には燃料によつて異なる(バラツキが大きく
なる)。この結果、最大で4%程度の誤差を生じ
るので高精度の測定を行うことができない、とい
う問題がある。
<Problems to be solved by the invention> By the way, the above-mentioned correlation equation (11) between fuel density ρ and dielectric constant K is a statistical correlation equation, and on the other hand, as is well known, the dielectric coefficient K of fuel is Since it differs depending on the fuel and also changes depending on the temperature, it actually differs depending on the fuel (the variation becomes large). As a result, there is a problem in that a maximum error of about 4% occurs, making it impossible to perform highly accurate measurements.

〈発明の目的〉 本発明は、上述の問題点に鑑みて成されたもの
であつて、T/UとC/Uと密度計とから得られ
る値に基づいて演算し、真の燃料重量値を得る演
算回路を具備した高精度な飛行体の燃料測定装置
を提供することを目的とする。
<Object of the Invention> The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and calculates the true fuel weight value by calculating based on the values obtained from T/U, C/U, and a density meter. An object of the present invention is to provide a highly accurate fuel measuring device for an aircraft, which is equipped with an arithmetic circuit that obtains the following.

〈問題点を解決するための構成〉 上述の目的を達成するための本発明の飛行体の
燃料測定装置は、以下のような構成を有する。
<Configuration for Solving Problems> The fuel measuring device for an aircraft according to the present invention for achieving the above-mentioned object has the following configuration.

密度計は、測定した燃料密度に基づいて定電流
(DC)の密度信号を出力する。この密度信号は、
T/UとC/Uの接続点に接続され、密度検出回
路と演算回路とから成る“密度に比例した値を出
力する回路”である燃料密度演算部に導かれる。
又、燃料密度演算部は、このような密度信号を入
力し、密度に比例した値(電圧)をT/Uと以下
に述べる燃料残量演算部の入力端子に出力する。
以上の結果、密度信号は密度検出回路で直流電圧
に変換され、演算回路の一方に定電圧部からの交
流電圧が入力する乗算部の他方の入力値となり、
乗算部でこれらの電圧を乗算して振幅が密度に比
例した交流電圧信号として出力することとなる。
又、燃料の液位を測定するための液位センサとし
て用いられる静電容量型T/Uは、前記燃料密度
演算部からの交流電圧信号で励磁され、液位に相
当した静電容量値を出力する。このT/Uには一
端には直列に接続され他端が燃料残量演算部の出
力端子に接続されて誘導率を測定する誘導率セン
サであるC/Uは、誘電率に相当した静電容量を
出力する(尚、T/UとC/Uの接続点はフイー
ドバツク端子に接続される)。一方、燃料残量演
算部の内部回路は、入力端子とフイードバツク端
子間にT/Uのドライキヤツプを打消すドライキ
ヤツプ打消回路が配設され、フイードバツク端子
と出力端子間に演算増幅器と燃料の誘電係数の影
響を打消す誘電係数打消回路が配設された構造と
なつている。従つて、燃料残量演算部は、誘電係
数及びドライキヤツプを消去して、燃料残量に比
例した出力値を得ることができる。この出力値
は、T/Uが燃料に浸つている部分であり、T/
Uの励磁電圧にも比例している。この結果、出力
値は燃料体積×密度、即ち、燃料重量に比例す
る。この出力値は表示部で表示することができ
る。
The density meter outputs a constant current (DC) density signal based on the measured fuel density. This density signal is
It is connected to the connection point between T/U and C/U, and is guided to a fuel density calculation section which is a "circuit that outputs a value proportional to density" and is made up of a density detection circuit and a calculation circuit.
Further, the fuel density calculation section inputs such a density signal and outputs a value (voltage) proportional to the density to T/U and an input terminal of the fuel remaining amount calculation section described below.
As a result of the above, the density signal is converted into a DC voltage by the density detection circuit, and becomes the input value of the other side of the multiplication unit, where the AC voltage from the constant voltage unit is input to one side of the arithmetic circuit.
These voltages are multiplied by the multiplier and output as an AC voltage signal whose amplitude is proportional to the density.
In addition, the capacitance type T/U used as a liquid level sensor for measuring the fuel liquid level is excited by an AC voltage signal from the fuel density calculation section, and measures a capacitance value corresponding to the liquid level. Output. The C/U is an inductivity sensor that is connected in series at one end and connected to the output terminal of the remaining fuel amount calculating section to measure the inductivity. The capacitance is output (the connection point between T/U and C/U is connected to the feedback terminal). On the other hand, in the internal circuit of the fuel remaining amount calculating section, a dry cap canceling circuit for canceling the dry cap of the T/U is arranged between the input terminal and the feedback terminal, and an operational amplifier and a fuel dielectric circuit are arranged between the feedback terminal and the output terminal. The structure includes a dielectric coefficient cancellation circuit that cancels the influence of the coefficient. Therefore, the remaining fuel amount calculating section can eliminate the dielectric coefficient and the dry cap and obtain an output value proportional to the remaining fuel amount. This output value is the part where T/U is immersed in fuel, and T/U is immersed in fuel.
It is also proportional to the excitation voltage of U. As a result, the output value is proportional to fuel volume x density, that is, fuel weight. This output value can be displayed on the display section.

〈実施例〉 以下、本発明を第1図、本発明の飛行体の燃料
測定装置の具体的実施例を示すブロツク線図、を
用いて詳細に説明する。尚、第1図において、第
2図と重複する部分については同一番号を付して
その説明を省略する。
<Embodiment> The present invention will be described in detail below with reference to FIG. 1, a block diagram showing a specific embodiment of the fuel measuring device for an aircraft according to the present invention. Note that in FIG. 1, parts that overlap with those in FIG. 2 are given the same numbers and their explanations will be omitted.

第1図において、T/U3は、以下に述べる
“密度に比例した値を出力する回路”である燃料
密度演算部からの出力で励磁され、燃料2の液位
Xに相当した静電容量の出力電流をIaとして出力
する。T/U3の静電容量は(1)式に示すようにな
るが、この式において燃料の誘電係数は前記した
ように燃料によつて異なり、又、温度により変化
するから、そこでT/U3を液位センサーとして
使用し、それまで密度計の要素をC/U9に持た
せて構成(つまり2図Cをさす)していたものを
新たに後述する密度計を設けるようにしてC/U
については誘電係数Kのフアクタを消去するため
に使用するようにする。つまり、C/U9は、以
下に述べる燃料残量演算部からの出力値を入力し
燃料2の誘電率Kに相当した静電容量を出力電流
Icとして出力する。(これにより誘導率Kのフア
クタを消去する)。このT/U3とC/U9は接続
点αで接続されている。10は飛行体に設けられ
た燃料タンク1内の燃料2について第2図Cにお
けるC/U9において、関接的に得られる密度を
利用していたのを直接に密度ρを測定し、燃料の
密度に比例した直流の電流の密度信号Ieを出力す
る密度計であるこの密度計10は接続点αに接続
される。11は接続点αに接続される燃料密度演
算部である。この燃料密度演算部11は接続点α
を介して密度計10からの密度信号Ieを入力し、
振幅が密度ρに比例した値である例えば交流電圧
信号VD・Vref(但し、VD=n1ρとし、n1を定数と
する)を出力する。この燃料密度演算部11の構
造は、密度信号Ieを入力し密度ρに比例した直流
電圧信号VDを出力する密度検出回路12と、こ
の密度検出回路12の直流電圧信号VDを基に振
幅を密度ρに比例した交流電圧信号VD・Vrefを演
算し出力する演算回路13とから構成される。こ
こで、密度検出回路12は、抵抗値R2を有する
抵抗12bと例えばローパスフイルタ特性を有す
る演算増幅器Q4の直列回路と、この直列回路に
並列に接続された抵抗値R1を有する帰還抵抗1
2aとから構成される。今、密度検出回路12の
帰還抵抗12aにiなる電流が流れた場合、以下
に述べるる燃料残量演算部内の演算増幅器Q2
−iRなる直流電圧が出力し、密度検出回路12
の演算増幅器Q4は、演算増幅器Q2の出力電圧の
直流分を検出し、これを打消すような直流電圧
(VD)を発生する(この直流電圧(VD)は抵抗1
2bを通じて演算増幅器Q2に帰還される)。この
結果、演算増幅器Q2の出力に現われる直流成分
はゼロになり、密度計10からの電流Ieは全て密
度検出回路12に流入する。即ち、 VD=−R2・Ie〓(燃料密度) …(12) となつて、密度検出回路12の直流電圧(VD
は燃料密度に比例する(尚、密度信号の伝送に際
して燃料のリーク抵抗は帰還抵抗R1に並列にな
るが、抵抗R1の変化は演算増幅器Q4の動作には
影響しないので誤差とならない)。又、演算回路
13は、定電圧部14と、この定電圧部14から
の交流電圧〔Vref)と密度検出回路12からの直
流電圧信号VDとを乗算する乗算部15から構成
される。16は、交流電圧信号VD・Vrefを入力端
子16aから入力し、接続点αに接続されるフイ
ーバツク端子16bからT/U3とC/U9の合成
電流を入力し、誘電係数K及びドライキヤツプを
消去して、燃料残量に比例した出力値VOを出力
端子16cから出力する燃料残量演算部である。
この燃料残量演算部16は、次のように構成され
る。入力端子16aと演算増幅器Q2の間には、
ゲイン(−1)の増幅器Q1と容量CTDのコンデン
サ17aで構成されT/U3のドライキヤツプを
打消すドライキヤツプ打消回路17が配置され
る。ドライキヤツプ打消回路17の出力電流はIb
とする。このドライキヤツプ打消回路17と演算
増幅器Q2の入力端子の接続点はフイードバツク
端子16bに接続される。演算増幅器Q2の出力
端子は出力端子16cに接続される。更に、演算
増幅器Q2の入力端子には演算増幅器Q2の出力VO
がゲイン(−1)の増幅器Q3と容量CCDのコンデ
ンサ18aから成る燃料の誘電係数Kの影響を打
消す誘電係数打消回数18を介してフイードバツ
ク電流Idがフイードバツクする。
In Figure 1, T/U3 is excited by the output from the fuel density calculation section, which is a "circuit that outputs a value proportional to the density" described below, and has a capacitance corresponding to the liquid level X of fuel 2. Outputs the output current as Ia. The capacitance of T/U3 is shown in equation (1), but in this equation, the dielectric constant of the fuel differs depending on the fuel as mentioned above, and changes with temperature, so T/U3 can be expressed as follows: It was used as a liquid level sensor, and the C/U was configured by having the density meter element in C/U9 (in other words, it refers to C in Figure 2), but by adding a new density meter, which will be described later, to the C/U.
is used to eliminate the factor of dielectric constant K. In other words, C/U9 inputs the output value from the remaining fuel amount calculation section described below and calculates the capacitance corresponding to the dielectric constant K of fuel 2 as an output current.
Output as IC. (This eliminates the factor of inductivity K). This T/U3 and C/U9 are connected at a connection point α. 10 directly measures the density ρ of the fuel 2 in the fuel tank 1 installed in the aircraft, instead of using the density obtained indirectly in C/U9 in Figure 2C. This density meter 10, which is a density meter that outputs a direct current density signal Ie proportional to the density, is connected to a connection point α. Reference numeral 11 denotes a fuel density calculation unit connected to the connection point α. This fuel density calculation section 11 is connected to the connection point α
Input the density signal Ie from the density meter 10 via
For example, an AC voltage signal V D ·V ref (where V D =n 1 ρ and n 1 is a constant), whose amplitude is proportional to the density ρ, is output. The structure of this fuel density calculation section 11 includes a density detection circuit 12 which inputs a density signal Ie and outputs a DC voltage signal V D proportional to the density ρ, and an amplitude based on the DC voltage signal V D of this density detection circuit 12. and an arithmetic circuit 13 that calculates and outputs an AC voltage signal V D ·V ref proportional to the density ρ. Here, the density detection circuit 12 includes a series circuit of a resistor 12b having a resistance value R 2 and an operational amplifier Q 4 having, for example, low-pass filter characteristics, and a feedback resistor having a resistance value R 1 connected in parallel to this series circuit. 1
2a. Now, when a current i flows through the feedback resistor 12a of the density detection circuit 12, the operational amplifier Q2 in the remaining fuel amount calculation section, which will be described below, outputs a DC voltage of -iR, and the density detection circuit 12
The operational amplifier Q 4 detects the DC component of the output voltage of the operational amplifier Q 2 and generates a DC voltage (V D ) that cancels this (this DC voltage (V D ) is
2b to operational amplifier Q2 ). As a result, the DC component appearing at the output of the operational amplifier Q 2 becomes zero, and the entire current Ie from the density meter 10 flows into the density detection circuit 12. That is, V D =−R 2 · Ie〓 (fuel density) ...(12) Therefore, the DC voltage of the density detection circuit 12 (V D )
is proportional to the fuel density (note that the fuel leak resistance is parallel to the feedback resistance R 1 when transmitting the density signal, but changes in the resistance R 1 do not affect the operation of the operational amplifier Q 4 and do not result in an error) . The arithmetic circuit 13 also includes a constant voltage section 14 and a multiplication section 15 that multiplies the AC voltage [V ref ) from the constant voltage section 14 by the DC voltage signal V D from the density detection circuit 12. 16 inputs the AC voltage signal V D ·V ref from the input terminal 16a, inputs the combined current of T/U3 and C/U9 from the feedback terminal 16b connected to the connection point α, and calculates the dielectric coefficient K and the dry cap. This is a remaining fuel amount calculation unit that erases the remaining fuel amount and outputs an output value V O proportional to the remaining fuel amount from the output terminal 16c.
This remaining fuel amount calculating section 16 is configured as follows. Between the input terminal 16a and the operational amplifier Q2 ,
A dry cap canceling circuit 17 is arranged which cancels the dry cap of T/U3 and is composed of an amplifier Q1 having a gain of ( -1 ) and a capacitor 17a having a capacitance CTD . The output current of the dry cap cancellation circuit 17 is Ib
shall be. The connection point between the dry cap cancellation circuit 17 and the input terminal of the operational amplifier Q2 is connected to the feedback terminal 16b. The output terminal of operational amplifier Q2 is connected to output terminal 16c. Furthermore, the input terminal of operational amplifier Q 2 is connected to the output V O of operational amplifier Q 2 .
The feedback current Id is fed back through the dielectric coefficient cancellation number 18, which cancels the influence of the dielectric coefficient K of the fuel, which is composed of an amplifier Q3 having a gain (-1 ) and a capacitor 18a having a capacitance CCD .

この燃料残量演算部16について更に詳細に説
明する。
The remaining fuel amount calculating section 16 will be explained in more detail.

T/U3の静電容量CTUは、ドライキヤツプを
CTOとすれば、(1)式から、 CTU=CTO{1+X(K−1)} …(13) となり、一方C/U9の静電容量CCUはドライキヤ
ツプCCOとすれば、 CCU=K・CCO …(14) となる。一方、各電流Ia〜Idは、演算子をSとす
ると、 Ia=SCTU・n1ρVref =SCTO{1+X(K−1)} ・n1ρVref …(15) Ib=−SCTD・n1ρVref …(16) Ic=SCCU・VO =SKCCO・VO …(17) Id=−SCCD・VO …(18) となる。従つて、ブリツジの平衡条件は、 Ia+Ib+Ic+Id=0 …(19) であるから、(18)式は、 SCTO{1+X(K−1)}・n1ρVref −SCTD・n1ρVref+SK CCO・VO−SCCD・VO …(20) となる。従つて燃料残量演算部16の出力値VO
は、 VO=−[{(CTO+X(K−1)・CTO)−CTD}/ KCCO−CCD)]・n1ρVref …(21) となる。ここでCTO=CTD,CCO=CCD となるようにCTD,CCDを選べば(19)式は、 VO=−(CTD/CCO)・Xρ・n1Vref …(22) となり、出力電圧VOは(燃料容積)×(密度)=
(燃料重量)に比例する値となる。
The capacitance C TU of T/U3 is
If C TO is used, then from equation (1), C TU = C TO {1+X(K-1)} ...(13), and on the other hand, if the capacitance C CU of C/U9 is the dry cap C CO , C CU = K・C CO …(14). On the other hand, for each current Ia to Id, if the operator is S, Ia=SC TU・n 1 ρV ref =SC TO {1+X(K-1)} ・n 1 ρV ref …(15) Ib=−SC TD・n 1 ρV ref …(16) Ic=SC CU・V O =SKC CO・V O …(17) Id=−SC CD・V O …(18) Therefore, the bridge equilibrium condition is Ia+Ib+Ic+Id=0 (19), so equation (18) is: SC TO {1+X(K-1)}・n 1 ρV ref −SC TD・n 1 ρV ref +SK C CO・V O −SC CD・V O …(20) Therefore, the output value V O of the remaining fuel amount calculation section 16
is V O = - [ { ( C TO + Here, if C TD and C CD are chosen so that C TO = C TD and C CO = C CD , equation ( 19 ) becomes V O = - (C TD / C CO )・Xρ・n 1 V ref … (22), and the output voltage V O is (fuel volume) x (density) =
(fuel weight).

尚、本発明の第1図のドライキヤツプ打消回路
と誘電係数打消回路は、ここに記載の回路に限定
されるものではない。例えば(−1)のゲインを
有する増幅器Q1,Q3を(−N)のゲインを有す
ようにした場合はコンデンサ17a,18aの容
量を(CTD/N),(CCD/N)とすれば何等特性上
の差異は発生しない。
Note that the dry cap cancellation circuit and dielectric coefficient cancellation circuit of FIG. 1 of the present invention are not limited to the circuits described herein. For example, if amplifiers Q 1 and Q 3 with a gain of (-1) are made to have a gain of (-N), the capacitances of capacitors 17a and 18a are (C TD /N) and (C CD /N). If so, no difference in characteristics will occur.

ここで、出力値VOは、例えば破線で示すデジ
タルアナログ変換回路と表示器で構成されるよう
な表示部19で表示することができる。
Here, the output value V O can be displayed, for example, on a display section 19 that includes a digital-to-analog conversion circuit and a display device, as shown by a broken line.

〈発明の効果〉 以上、具体的実施例と共に本発明を詳細に述べ
たように、燃料の密度を測定する密度計と、この
密度計の出力を基に密度に比例した値を出力する
燃料密度演算部と、この燃料密度演算部かの出力
で励磁され燃料の液位を測定するT/Uと、燃料
の誘電率を測定するC/Uと、燃料密度演算部と
T/UとC/U及び密度計とが接続され燃料残量
(燃料重量)に比例した値を出力する燃料残量演
算部とで構成した本発明の飛行体の燃料測定装置
は、体積と密度の乗算を行なつているので従来技
術のように統計的な「燃料密度−誘電率の相関
式」を用いることによつて起る最大で4%程度の
誤差はなく、真の燃料重量を得ることができ、飛
行体の燃料測定に極めて有効な技術を提供するこ
とができる。又、電流値である密度信号を電圧に
変換する回路として、直流バランスをとる方式か
ら成る密度検出回路を用いることによつて、密度
信号(DC)と燃料残量信号(AC)を同一ライン
で伝送することを可能にしている。という効果が
がある。
<Effects of the Invention> As described above in detail with reference to specific examples, the present invention includes a density meter that measures the density of fuel, and a fuel density that outputs a value proportional to the density based on the output of this density meter. A calculation unit, a T/U that is excited by the output of the fuel density calculation unit and measures the liquid level of the fuel, a C/U that measures the dielectric constant of the fuel, a fuel density calculation unit, the T/U, and the C/U. The fuel measuring device for an aircraft according to the present invention, which is configured with a fuel remaining amount calculation section that is connected to a U and a density meter and outputs a value proportional to the remaining fuel amount (fuel weight), multiplies the volume and density. Therefore, there is no error of up to 4% that occurs when using the statistical "fuel density-permittivity correlation equation" as in the prior art, and the true fuel weight can be obtained. It is possible to provide an extremely effective technique for measuring body fuel. In addition, by using a density detection circuit that uses a direct current balance method as a circuit that converts the density signal, which is a current value, into voltage, the density signal (DC) and fuel remaining amount signal (AC) can be output on the same line. It makes it possible to transmit. There is an effect.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の飛行体の燃料測定装置の具体
的実施例を示すブロツク線図、第2図は従来技術
を表わした図であり、個々には、第2図Aはキヤ
パシタの基本原理の型態を表わした図、第2図B
は第2図Aのキヤパシタの基本原理の型態をホイ
トストンブリツジに似たブリツジの一辺に用いた
簡単な構成のブリツジ回路図、第2図Cは、第2
図Bを更に具体化した高精度サーボ方式から成る
指示システムを表わしたブロツク線図である。 1…燃料タンク、2…燃料、3…タンクユニツ
ト(T/U)、9…コンペンセータユニツト
(C/U)、10…密度計、11…燃料密度演算
部、16…燃料残量演算部。
Fig. 1 is a block diagram showing a specific embodiment of the fuel measuring device for an aircraft according to the present invention, Fig. 2 is a diagram showing the prior art, and Fig. 2A shows the basic principle of a capacitor. Figure 2B shows the type of
Figure 2C is a bridge circuit diagram of a simple configuration in which the basic principle of the capacitor shown in Figure 2A is used on one side of a bridge similar to the Wheatstone bridge.
FIG. 3 is a block diagram showing an instruction system comprising a high-precision servo system, which is a further embodiment of FIG. B; DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Fuel tank, 2... Fuel, 3... Tank unit (T/U), 9... Compensator unit (C/U), 10... Density meter, 11... Fuel density calculating section, 16... Fuel remaining amount calculating section.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 飛行体に設けられた燃料タンク内の燃料の液
位を静電容量として出力するタンクユニツトで測
定する飛行体の燃料測定装置において、 A:前記燃料の誘電率を静電容量として出力する
コンペンセータユニツト(例えば9)と、 B:前記燃料の密度を測定する密度計(例えば1
0)と、 C:一端が密度に比例した値を出力する回路に接
続され、他端が前記コンペンセータユニツトの一
端と前記密度計に接続されて成るタンクユニツト
(例えば3)と、 D:前記コンペンセータユニツトと前記タンクユ
ニツトの接続点に接続され、密度検知部(例えば
12)と演算回路(例えば13)とから成る前記
密度に比例した値を出力する回路である燃料密度
演算部(例えば11)と、 E:入力端子に前記燃料演算部が接続され、出力
端子に前記コンペンセータユニツトの他端が接続
され、フイードバツク端子に前記タンクユニツト
と前記コンペンセータユニツト及び前記密度計の
接続点部が接続され、前記入力端子と前記フイー
ドバツク端子間に前記タンクユニツトのドライキ
ヤツプを打消すドライキヤツプ打消回路(例えば
17)が、前記フイードバツク端子と前記出力端
子間に増幅器(例えばQ2)と前記燃料の誘電係
数の影響を打消す誘電係数打消回路(例えば1
8)が設けられ、前記燃料タンク(例えば1)内
の燃料残量に比例した値を演算し出力する燃料残
量演算部(例えば16)と、 を具備して成ることを特徴とする飛行体の燃料測
定装置。
[Scope of Claims] 1. In a fuel measuring device for an aircraft that measures the liquid level of fuel in a fuel tank provided in an aircraft using a tank unit that outputs the liquid level of the fuel as a capacitance, A: The dielectric constant of the fuel is determined by static capacitance. B: A compensator unit (for example, 9) that outputs the capacitance, and B: a density meter (for example, 1) that measures the density of the fuel.
0); C: a tank unit (e.g. 3) having one end connected to a circuit that outputs a value proportional to density and the other end connected to one end of the compensator unit and the density meter; D: the compensator a fuel density calculation section (for example, 11), which is a circuit that is connected to a connection point between the unit and the tank unit and outputs a value proportional to the density, which includes a density detection section (for example, 12) and a calculation circuit (for example, 13); , E: The fuel calculation section is connected to the input terminal, the other end of the compensator unit is connected to the output terminal, the connection point of the tank unit, the compensator unit, and the density meter is connected to the feedback terminal, and the A dry cap cancellation circuit (e.g. 17) for canceling the dry cap of the tank unit between the input terminal and the feedback terminal is connected to an amplifier (e.g. Q 2 ) between the feedback terminal and the output terminal to cancel the effect of the dielectric coefficient of the fuel. dielectric coefficient cancellation circuit (e.g. 1
8), and a remaining fuel amount calculating section (for example, 16) that calculates and outputs a value proportional to the remaining amount of fuel in the fuel tank (for example, 1). fuel measuring device.
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5663216A (en) * 1979-10-30 1981-05-29 Yokogawa Hokushin Electric Corp Electrostatic capacity type fuel meter

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS5663216A (en) * 1979-10-30 1981-05-29 Yokogawa Hokushin Electric Corp Electrostatic capacity type fuel meter

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