第9章 飞机飞行参数传感器及检测

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风标式迎角传感器的结构比较简单,工 作可靠,但对翼型剖面的加工和表面光洁度 的要求很高。 9.19
航空检测技术
单风标式
9.20
航空检测技术
双风标式(歼七)
9.21
航空检测技术
特性
实用措施: 1,为使之稳定,一般均加阻尼器 2,为防止结冰,叶片内部应有加温装置 3,有时为增加气动力矩,采用两个叶片 特点 优点:构造简单,体积小,无原理误差 缺点:1)安装位置的影响较大,在高速飞机上要 找到气流平稳的部位也是非常困难; 2)由于气流不稳,即使有阻尼器,不稳定的 摆动也难以消除。
9.12
航空检测技术
测量压力最常用的方法有: 变形测量是将膜片、膜盒、波纹管、包端 管等弹性元件作为压力敏感元件,在受到流体 介质的压力后,这些元件产生变形,将变形的 位移放大后转变成指针的指示,也可通过电位 计转变为电压信号,以数字方式显示出来。 特性参数测量是将单晶硅膜片、振动膜片、 振动筒等作为敏感元件,在其受到压力后,自 身的电阻或固有振动频率发生变化,测量这些 变化就可间接得到压力数值。 9.13
航空检测技术
四、电子倾角传感器
核心部分是基于电容原理的且无可动部件的敏感器件。 它绕测量轴旋转时,电容线形变化,经电子线路转换 成角度信号输出。敏感元件和低功耗CMOS电路封装 在坚固的塑料外壳内。 可提供模拟、比率、数字和串行等输出形式,其输出 信号不但表征具体倾角值,还表现倾角方向。可用于 轮位对准,建筑设备,天线定位,机器人等。
9.36
航空检测技术
模拟输出式电子倾角传感器是一种双极 性直流电压工作的、内置信号调节功能 的传感器,供电电压为±8~±15VDC, 输出±3.6VDC,其输出灵敏度为 60mV/度且不依赖于电源电压。全部设 计内置EMI/ESD抑制电路。
9.37
航空检测技术
串行输出式电子倾角传感器是将角度转化 为包括一个方向位和16位串行数据的传感 器。它采用三根传输线将数据传送至处理 器或PC机/I/O卡进行处理,兼容TTL和 CMOS逻辑电平。完整的信号及交换过程 可很好地解决分时与传送问题。标准型用 稳定的5VDC供电,可提供内置稳压电路 型。全部设计均内置EMI/ESD抑制电路。
9.24
航空检测技术
9.25
航空检测技术
3、零差压式迎角传感器
由探头,气室, 浆叶和角度变 换器等组成。
9.26
航空检测技术
安装在机身或机头侧面,探头旋转轴垂直 于飞机对称面,并使进气A、B的对称面与翼 弦方向平行。 零压式迎角传感器有较好的阻尼,输出 的电信号比较平稳,精度也很高(可达0.1°)。 传感器中只有锥形探头(约10厘米长)露在 飞机蒙皮之外,对飞机造成的附加阻力极小。 但传感器结构比较复杂,装配精度要求较高。
航空检测技术
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比率输出式电子倾角传感器是一种类似于 电位器原理,内置信号调节的传感器。 采用三线制:电源正、电源地及信号。 输出信号也是以电源地为参考的,因此, 所用电源必须经过稳压调整,在0°即量 程中点时,其输出为电源电压的1/2,这 样低功耗,供电电流0.5mA的传感器非 常适合于电池供电场合。全部设计内置 EMI/ESD抑制电 路。
9.33
航空检测技术
品牌:AccuStar 型号:accustar 种类:角度 accustar电子式单轴倾角传感器 详细说明: 类 型: 单轴倾角传感器 量 程: ±60° 精 确 度: ±0.1° 输 出: 模拟,比例,数字或串行方式 供电电源: -15vdc 或±8~±15vdc 工作温度: -30℃~65℃ 电气连接: 18英寸电缆 特 点: CE认证,高精度 典型应用: 车轮定位,建筑设备,天线定位,智能机器 人,起重机或吊机臂转角
由于在运动物体周围的自由气流受到扰动, 迎角传感器不可能测得精确的真实迎角,这类 误差称为位置误差。零压式迎角传感器的安装 部位不能远离机体,其位置误差较为严重。当 安装位置确定后,位置误差与飞行马赫数紧密 相关,这种关系可通过风洞实验和实际试飞确 定,以便在大气数据计算机中通过计算进行补 偿。
9.29
9.31
航空检测技术
迎角传感器的测量精度相当重要,迎角数 据的不准确将导致气压高度、空速、性能速度、 FAC(飞行增稳计算机)计算的总重、迎角平 台与迎角保护门限值等数据产生误差,严重的 话还会导致失速警告、自动驾驶和自动油门脱 开、飞行控制系统进入备用法则等。 迎角传感器安装在飞机外部,容易遭受雷 击损坏,此外由于长期暴露在高速气流中,传 感器的风刀等部位容易出现风蚀、脱胶现象, 从而导致的动平衡性能变差,传感器测量精度 9.32 下降。
9.10
航空检测技术
针对推进器/发动机需要测量的压力参数有: 滑油差压;发动机滑油绝压;发动机滑 油表压;发动机功率扭矩表压;燃油过滤器 压力;燃油泵压力;滑油过滤器差压;滑油 温度及压力;P1 空气绝对总压;P2 压气机 进气压力;P2.5 级间进气绝压;P3 引气气压; P3 压气机排气压力;传动装置滑油压力;滑 油冗余压差;燃油过滤器冗余压差;起动机 空气阀冗余压力等。
9.27
航空检测技术
特点
是一个反馈式测量系统,误差较小 主要误差源:各种摩擦力矩以及不平衡质量,所以, 加工质量(对称性,表面光洁度等)对传感器精 度影响较大。 安装位置误差也是它的主要误差 寻找气流扰动位置较小的部位或者应用两个传感器, 并尽可能地安装在飞机的对称面内。
9.28
航空检测技术
三、位置误差及实际传感器介绍
9.39
9.3 全静压系统 (Pitot-Static System) 航空检测技术
一、组成:全压管、静压孔、备用静压源、转换开关、 加温装置和全、静压导管等。
9.40
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“全压”,就是飞行器正对气流的表面气 流全受阻时的压力,即运动气体的全部压力, 包括气体的静压和动压。 “静压”,是垂直于气流运动方向的且不受 流速影响而测得的压力,即静止大气本身的压 力,也就是大气压力。 “动压”是指气流受到阻碍,速度降低为零 时,气流动能转变成的压力。
9.34
AccuStarⅡ DAS20双轴倾角传感器 详细说明: 类 型:双轴倾角传感器 量 程:±20° 精 确 度:0.01 输 出:比例,脉宽调制 供电电源:5-15vdc 工作温度:-30℃~65℃ 电气连接:板载式 特 点:双轴,双功能,高性价比、高精度的 OEM产品 典型应用:车轮定位,平面水平,测量摇晃, 手动吊臂折叠保护,天线平衡 9.35
9.38
航空检测技术
数字脉宽输出式电子倾角传感器是将角度 值转化为正比于数字脉宽信号输出的传 感器。当给单次触发计时器1#或2#发送 一触发脉冲时,电路便产生相对应PW1 或PW2脉冲。当这两个单次触发计时器 同时给予触发时,便可读出PW1或PW2 的差值△PW。方向输出线可告知用户此 时是顺时针还时逆时针方向。全部设计 均内置EMI/ESD抑制电路。
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第9章
飞机飞行参数传感器及检测
9.1
航空检测技术
9.1 概述
机载设备是飞行器中各种测量传感器、仪 表和显示系统、导航系统、飞行控制系统 、雷 达系统、通讯系统、电源电气等系统和设备的 统称。
9.2
航空检测技术 自动驾驶
飞行仪表 眼、脑、手 飞机气动力 人工操纵回路 感应元件 变换放大元件 飞机气动力
9.41
航空检测技术
全压系统包括全压收集器件(空速管的全压口 或专门的全压管)、传送导管及有关的仪表; 静压系统包括收集静压的器件(空速管或机 身的静压孔)、导管及有关仪表。 空速管或全压管一般位于机翼前缘或飞机机 头前部,管前面的开口正对气流,从而使管中的 气流全部受阻,其压力就是全压。 空速管的静压孔或机身的静压孔因为处于横 截面不变的位置,且垂直于气流方向,所以收集 到的是静压。 9.42
航空检测技术
9.16
航空检测技术
二、迎角传感器 1 、旋转风标式迎角传感器 精度:0.1 0.2 带阻尼器
翼形传感器即旋转风标式传感器,它由一个经过 静力平衡的风标(叶片),传动机构、信号变换器 (自整角机或电位计)及固定连结部分等组成。
9.17
航空检测技术
9.18
航空检测技术
分单风标与双风标两种,后者是迎角和侧 滑角的组合传感器。 单风标式迎角传感器多装于飞机侧面,而 双风标式传感器常与空速管组合在一起,安 装在机头前的撑杆上,由于远离机头,处于 较平稳的气流中,感受飞机迎角比较准确。
其他系统参数—生命保障系统参数、飞行员生理 参数、电源系统参数、设备完好程度、结构损坏 程度等。
9.7
航空检测技术
主要测量传感器
压力传感器 压阻式、谐振式 工作模式:表压、密封表压、绝压、差 压 针对不同系统
9.8
航空检测技术
9.9
航空检测技术
压力传感器的工作模式有表压、密封表 压、绝压、差压等;压力量程从1psi ( 0.07kg/cm2 ) 到 30000psi;电磁干扰保护, 双重防护隔离;多种压力端口和电连接器规 格。 飞机上许多压力参数需要检测,如针对 辅助动力装置(APU),需要测量引气气压、 进气口压力、主油路压力、P3 空气压力、P1 空气总压、排气压力及燃油过滤器压差等。
9.3
驾驶杆
舵面
执行元件
舵面
自动驾驶仪操纵回路
航空检测技术
电传操纵(Fly-by-Wire)
飞机运动 运wenku.baidu.com动 传 感 器
飞机气动力
空气动力
力和力矩
驾 驶 杆
电信号传送
操纵面
电 信 号 操纵 面位 置指 令 动作筒
大气数据传感器
9.4
动作筒位置反馈
航空检测技术
飞行器通过传感器测量各种直接参数, 由机载计算机计算得到间接参数,经系统处
9.22
2、 差 压 管 式 迎 角 传 感 器
9.23
航空检测技术
航空检测技术
差压管式迎角传感器由差压管和压力传感 器组成。差压管与皮托管相似,上页图示为 可以测量阻滞压力、迎角、侧滑角的截锥形 和球形五孔差压管。在与差压管轴线对称的 上下和左右及轴线上各开有一个孔。当差压 管轴线与气流方向一致时,各孔引入的压力 均相等;当有迎角和侧滑角时,某些压力将 不相等,由此可得出迎角和侧滑角。
航空检测技术
4239攻角传感器,标准输出:攻角AOA,α (Angle Of Attack)或侧滑角AOS,β (angle of sideslip ),用于小型、中型飞机,加热。
9.30
航空检测技术
YK100600空速管、攻角 传感器/侧滑角传感器系 统(不加热,直前端), 其输出量有总压、静压、 AOA、AOS。用于非常 高速的飞行器,非结冰 条件。 YK100700空速管、攻角 传感器/侧滑角传感器系 统(加热,高速度)
9.11
航空检测技术
针对环境控制系统(ECS),需要测量 以下压力参数: 空调压缩机排气压力;空调进气口表压 及绝压;气道差压;空气过滤器差压;机舱 空气表压及绝压;防冰系统热空气压力开关; 防冰系统表压;氧气储量测量;氧气调节器 压力;机组成员舱氧气压力;冷气系统表压 及绝压;饮用水表压;饮用水水位;蒸发循 环制冷系统压力等。
理转变为可显示的参数,由显示系统以指针、
数字或图形方式显示出来,或将这些参数传
输给自动控制系统,产生控制指令,直接操
纵飞行器改变飞行状态。
9.5
航空检测技术
★飞行参数仪表
★发动机仪表
★辅助仪表
9.6
航空检测技术
飞行器状态参数分类
飞行参数—飞行高度、速度、加速度、姿态角和 姿态角速度等; 动力系统参数—发动机转速、温度、燃油量、进 气压力、燃油压力等; 导航参数—位置、航向、高度、速度、距离等;
航空检测技术 温度传感器:电阻式、热电偶式 转速传感器:磁转速表、脉冲数 字式转速表 加速度传感器 迎角传感器
9.14
航空检测技术
9.2 迎角传感及检测
一、迎角与迎角传感器
迎角(也称攻角)是飞机机翼弦线(或飞机纵 轴,二者间仅差一个固定安装角)与迎面气流 间的夹角。 测量飞机迎角的装置,又称攻角传感器。迎角 信号可直接指示,供驾驶员观察。在大气数据 计算机中,迎角传感器的输出经补偿计算后变 为真实迎角,用于静压源误差修正,并可把此 信号输给仪表显示和失速警告系统。在飞行控 制系统中常引入迎角信号来限制最大法向过载。 9.15 迎角信号还用于油门控制系统。
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