民航机载电子设备与系统(第1章)

压力的测量
一、机械式压力表（续）
2.百分比推力表： 百分比推力表示测量轴流式涡轮喷 气发动机推力的仪表，根据仪表的指 示可以推算出发动机的功率。
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图1－1－2
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压力的测量
二、电气式压力表
1.直流二线式压力表： 它是由传感器和指示器两部分组成。 传感器的作用是将感受到的压力转换 为电信号输出；指示器是一个电流比 值表，将电信号指示。

第四节 油量的测量
油量测量的意义 测量燃油量 耗油速度 剩油警告
根据测量油面高度，测量油量。 方法：浮子法，参量法等。
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第四节 油量的测量
• 飞机工作时需要不断的消耗燃料，油箱中 油面不断降低，油量不断减少。通过测量 油面高度的方法来达到测量油量的目的。 • 目前主要采用两种方法：一是“浮子”式 油量表，将油面的高度转化为浮子的位移； 二是电容式油量表，将油面的高度转化为 电容量的大小。三是用测量管道中的涡轮 转速来间接测量燃料流量，从而指示油箱 剩余油量的叶轮式油量表。
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温度的测量
一、高速气流温度的测量
1.高速气流的全受阻温度和动力温度： 飞机以高速飞行时，就相当于飞机不动 而气流以同样的高速流过飞机，从而形成 高速气流。用感温元件感受气流温度时， 由于气流会与感温元件发生激烈的碰撞和 摩擦，产生大量的热，从而使感温元件所 感受的温度高于气流温度。
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磁转速表的工作原理
磁转速表的工作过程包括：传送、感受、 转换和指示四个环节。
传送
感受
转换
指示
由三相交流发电机和同步 由磁铁和涡轮盘组成， 由涡轮盘和游丝组成，将 由指针和刻 电动机组成，传送转速 产生涡流电磁力矩 涡流电磁力矩转化为角度 度盘组成 2016/10/2
（一）传送
频率由曲轴或涡轮转速决定 曲轴或涡轮 发电机转子 三相交流电
Tt TH T
1 T M 2TH 5
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Tt TH (1
1 M 2) 5
温度的测量
一、高速气流温度的测量
2.测量高速气流温度的感温元件 测量高速气流全受阻温度的感温元件有两 种类型，一种是阻滞型；另一种是音速型 (拉瓦尔管)。前者是利用气流正面冲击而 感受全受阻温度；后者利用气流的内摩擦 而感受。 a.阻滞型感温元件： 包括热电式感温棒和全温探头
第三节 转速的测量
磁转速表是目前采用较多的转速表。
基本原理 是利用导 体在做切 割磁力线 运动时会 产生电流 的特性。
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线圈
磁转子 发动机转轴 S 电动机转轴
N S
N
转速表的传感器是一个三相发电机，其转子由发动机的涡轮轴或 曲轴经传动机构带动；指示器中装有同步电动机、磁铁、涡流片 和指针等，磁铁由同步电动机带动，指针则由涡流片带动。
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温度的测量
一、高速气流温度的测量 热电偶式温度传感器
热电偶： 两种不同金属的导线焊接而成 的环路，当两焊接端的温度不 同时，会产生热电动势。
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温度的测量
一、高速气流温度的测量
2.测量高速气流温度的感温元件 b.拉瓦尔管：
横界面沿轴向先收敛后扩散的管子，感受温度的电 阻丝绝缘地绕于管子的最小截面（喉部）处。气流 流过管子喉部时，形成附面层，与管壁进行能量交 换，其中最靠近管壁的层面速度几乎降为0，使管壁 温度升高，喉部的温度接近全受阻温度。 特点：气流速度=临界M数，喉部流速M=1 气流速度>临界M数，喉部流速稳定M=1
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图1－2－4 拉瓦尔管
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温度的测量
一、高速气流温度的测量
2.测量高速气流温度的感温元件 c.感温元件时间常数： 它表示感温元件随温度变化的能力。τ越小， 说明感温元件越灵敏。
可以通过实验来测量
c V F
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(三)、排气温度表
测量喷气发动 机排气温度平 均值的仪表。
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真空膜盒感受压力，传动放大 机构带动电刷在电位上滑动。
流体压力入口
膜片
电刷
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压力的测量
二、电气式压力表
2.交流二线式压力表： 它由传感器和指示器两部分组成。传 感器主要有膜片和将位移转换为电感 的转换器，指示器与直流二线式压力 表相似，只是多了一对锗整流器。
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压力的测量
一、机械式压力表
1.膜盒式压力表： 它是以真空膜盒、开口膜盒为弹性敏 感元件的压力表。膜盒在被测压力的作 用下产生位移，经过放大传动机构带动 指针指出被测压力大小。真空膜盒式压 力表可以测量绝对压力，开口膜盒式压 力表可以测量相对压力(压差)。
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温度的测量
一、高速气流温度的测量
1.高速气流的全受阻温度和动力温度：
动力温度定义：
全受阻温度比气流的静温高，气流因受阻而升高的温度 称为动力温度，它等于全受阻温度与气流的静温之差。
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温度的测量
一、高速气流温度的测量
1.高速气流的全受阻温度和动力温度：
全受阻温度(Tt)等于静温(TH)与动力温度(△T)之 和，即
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（四）指示
指针 组成 刻度盘 涡流盘 涡流盘 经过齿轮
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表示发 动机转 速。
带动 指针
磁转速表的工作原理
发动机 发电机转子旋转
同步电机旋转， 磁铁同步转动
涡流盘产生 电磁力矩
平衡时指针不动， 所指为发动机转速
涡流盘转动 游丝变形
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当发动机转速一定时，涡流盘上电磁力矩一定，游 丝变形一定，力矩平衡，使指针在刻度盘上偏转一 定角度，表示发动机主轴以一定转速匀速运行。 当发动机主轴转速增大时，同步电动机转速加快， 涡流电磁力矩增大，带动指针偏转角度增大，同时 游丝的变形增大，反转力矩也在增大。 当发动机主轴转速降低时，同步电动机转速降低， 涡流电磁力矩减小，游丝反作用力矩大于涡流电磁 力矩，使指针反方向退回，同时游丝的变形减小， 反转力矩变小。 当转速为0时，游丝使指针停在起始位置。
同步电动机
转速由三相交流电频率决定
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(二)感受
感 受 环 节
磁铁旋转
磁铁
同步电动机带动旋转
涡流盘
铝锰合金 涡流产生磁场
产生涡流 涡流电磁力矩 方向
涡流盘
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大小
磁铁 转速
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（三）转换
组 成
涡流盘 游丝 带动转轴旋转 产生反作用力矩 两者平衡 涡流盘停 止转动。
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第四节 油量的测量
一、浮子式油量表 二、电容式油量表
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飞机姿态变化时，即使油量不变，因油 面随之倾斜，也将造成油量测量的误差 ，即所谓姿态误差。电容传感器属细长 结构，可以在一个油箱的不同部位同时 安装传感器测量油面的平均高度，所以 电容式油量表的姿态误差小于浮子式。
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压力的测量
二、电气式压力表
3.交流感应式压力表：
感应式流比计：指示器内有固定在一根指针轴上的两 个半径各处不同的铝盘和两个完全独立的磁路系 统。
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温度的测量
温度是表示物体冷热程度的物理量， 在飞机上了解发动机的工作状况，需 要测量喷气温度或气缸头温度；为了 了解发动机润滑情况，需要测量滑油 温度。此外还有大气温度、座舱温度、 防冰温度等。 这些温度信号回送到仪表指示、自动 控制系统和发动机自动调节装置等。

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第四节 油量的测量
飞机发动机所用的燃料，一般是煤油或 汽油。 油量表就是测量飞机油箱内煤油或汽油 容积或重量的仪表。 储存燃油的油箱通常安装在机翼内，个 别的飞机也有安装在机身中的。 在飞行过程中，及时了解飞机的油量， 是估计飞机续航时间和确保飞行安全的 2016/10/2 重要参数。
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温度的测量
一、高速气流温度的测量
1.高速气流的全受阻温度和动力温度：
全受阻温度定义：
当高速气流流过感温元件时，必有一部分气流垂 直流向感温元件表面。这部分气流与感温元件相 撞，速度降为0。假设气流在流动过程中没有与 外界发生热量交换，只是将动能全部转化为热能， 使气流温度升高。我们把气流温度降到0那点的 温度称为全受阻温度，也称总温。
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第三节 转速的测量
转速测量的意义
曲轴转速
涡轮轴转速
根据转速表和进气压力表可了解发动 机的功率； 根据转速表和喷气温度指示了解推力。
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根据转速表的测量原理不同，可以分为机械转 速表和电磁转速表。 电磁转速表又可分为磁转速表、直流转速表、 交流转速表、伺服转速表和脉冲数字式转速表。 由于飞机上发动机距离座舱一般都很远，需要 远距离传输转速值，因而机械转速表虽然能传 达较大的力矩，但不适于远距离传输。 交流转速表和直流转速表虽适用于远距离传输， 但存在温度误差，必须选择特殊的补偿电路， 因而在地面设备上应用较多，在飞机上尚未得 到广泛的应用。 目前在飞机上使用较多的是磁转速表和数字式 转速表。
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当加油时，浮子随油面升高，电刷下移，使 指示器A点电位升高，C点电位降低，流过I线 框的电流减少，II线框电流增大，使指针指示 出加油数。 飞行中，发动机耗油，油箱油量逐渐减少， 浮子跟着下降，电刷上移，使A点电位下降， C点电位上升，指示器指出剩余油量。 当剩油警告灯亮时，飞行员应结合飞行过程 判断剩油状况。如果确认剩油不多，应立即 报告地面指挥，并迅速做出正确处置。
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磁电式转速表
目前飞机上常用的数字式转速表有磁电 式和光电式两种。 工作原理
n
发动机
磁电式转速 传感器
f 显示器
数字 或模 拟转 速值
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导磁齿轮盘与发动机转轴相连接，传感器 固定安装在导磁齿轮盘旁边。 发动机工作时，带动齿轮盘转动。导磁齿 间隔的闭合或断开传感器磁路，其磁阻周 期性的交替变化，磁通量随之变化，从而 在感应线圈上产生感应电动势，电动势的 频率f与转速n和齿盘齿数z成正比， f=nz/60
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浮子式油量表一般用来测量汽油、滑油 和液压油的油量。当油量减少到一定数 量时，有的浮子式油量表能发出剩油警 告信号。
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（一）基本组成
传感器 浮子 式流 量表 显示器 俯仰 指示 误差
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浮子 传动机构 电位器
磁电动框式流比计
倾斜
加速
第四节 油量的测量
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压力的测量
单位：航空上常用的几种压力单位制：工 程大气压、毫米液柱、磅力/英寸2(psi)、 巴、帕斯卡等。 仪表分类：按用途分为滑油压力表、燃油 压力表、氧气压力表、冷气压力表及座舱 压力表等； 按电源形式分为直流式和交流式； 按原理分为机械式压力表、电气式压力表、 伺服式压力表及数字式压力表等。
一、浮子式油量表
(二)、基本原理： 工作时，通过电刷位置的变化来调整 Ⅰ 、 Ⅱ 线 框的电流值，从而破坏了既有的平衡关系，于 是线框通过转动寻找新的平衡点，指示油量变 化。
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剩油警告灯
R4 R1 R3
浮子式油 量表原理
电刷 Rx 浮子 Ry
ⅠΒιβλιοθήκη Baidu
R2
Ⅱ
R5
Rm
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油箱空时，浮子落在最低位置，电刷在最上 端，A点电位低，C点电位高，线框1电流最大， 线框2电流最小，两线框电流的比值最小。
热电偶： 两种不同金属的导线焊 接而成的环路，当两焊 接端的温度不同时，会 产生热电动势。
2016/10/2
2016/10/2
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二、低速流体温度的测量
常采用导体或半导体电阻为感温元件，温度表的测 量电路多用电桥实现。利用电阻随温度而变化的特 性制成的温度表称为电阻式温度表。最常用的是双 对角线不平衡电桥和惠斯通电桥。
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测量参数
(1)燃油压力 (2)滑油压力 (3)喷气温度 (4)滑油温度 (5)涡轮轴和曲轴转速 (6)燃油油量 (7)燃油流量 (8)发动机振动量
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压力的测量 温度的测量 转速的测量
油量的测量
振动的测量 流量的测量
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压力的测量
定义：液体或气体介质垂直作用 在物体单位面积上的力称为压强， 工程技术上称之为压力。通常情 况下工程技术中研究超出大气压 力的压力，所以使用的仪表也往 往直接指示超出大气压力的数 值。。