大气数据系统

2021/3/13
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系统的静态误差（二）
系统误差、随机误差和过失误差
➢ 原理误差
➢ 构造误差 系统误差(误差恒定不变或按一定规律变
化）
➢ 环境误差
➢ 人员误差
➢ 随机误差 多次测量所得各次的误差
➢ 过失误差 测量者读数、记录、计算所造成的误差
精密度、准确度和精度 误差的反义词
测量范围、量程 测量上限、下限
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大气数据系统
发展历史
➢ 50年代前期，分立式仪表 ➢ 50年代后期，机载设备相继增多 ➢ 模拟式中央大气数据计算机 ➢ 各种模拟器件,伺服系统 ➢ 70年代,混合式大气数据计算机 ➢ 80年代,数字式的 ➢ 大气数据计算机的出现，为飞机提供更多的大气数据参数
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与大气数据有关的参数
➢ 全压：动压和静压之和，即气流到达驻点时，单位面积上的 总压力
➢ 总温：气流到达驻点时获得的气温叫总温 ➢ 静温：飞机周围自由空气所具有的温度 ➢ 攻角：飞机的质量中心运动轨迹与飞机纵轴之间的夹角（飞
机竖轴和纵轴所在平面内测量的角度） ➢ 侧滑角：飞机的质量中心运动轨迹与飞机纵轴之间的夹角
y2=f2(y1) y1
y1=f1(x)
y2=f2(y1) y1
y1=f1(x)
y2
xy
x
y=f3(y2)
y
串联测试系统静态特性曲线
y
两个测试系统静态特性曲线
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测量系统特性描述参数（一）
系统的静态误差 绝对误差 被测参数的给出值与相应的真值之差的绝对值。 相对误差
灵敏度 输出量微小变化与输入量微小变化之比
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测量系统特性描述参数（三）
分辨率 输出量的每个阶梯所代表的输入量的大小 迟滞 同一工作条件下，同一参数的测量值正反行程不同 重复性 同一方向多次改变参数时，对同一被测参数所得
➢ 重力势表示地球大气层内某一给定点上空气微粒的势能。重力势 高度以平均海平面作为重力势高度和几何高度的共同基准。重力 势高度又称为标准气压高度。
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标准大气（二）
当空气微粒沿地球法线移动，单位质量所做的功为：
dΦ=ghdz= ghdh
h
0 ghdh
重力势高度：H= Φ/gn
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地ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ大气层
对流层（变温层）、平流层（同温层）、中间层、电离层（热 层）、散逸层
对流层：
距地球中纬度11km，赤道17km，两极8km 包含了大气质量的3/4
平流层：
对流层顶部到离地约30km，温度几乎不变，包含了大气质量的约1/4
中间层
30km到80~100km为止，大量的臭氧
电离层：中间层到离地500km，空气稀薄，听不到声音 散逸层：离地500~1600km之间，也称为外层大气
➢ 标称相对误差：mm取测量的指示值 ➢ 实际相对误差： m取测量的真实值 ➢ 额定相对误差： m取仪表的满刻度值 ➢ 最大额定相对误差：额定相对误差的最大值 基本误差、附加误差和工作误差 ➢ 基本误差 与标准设备进行对比和校准的差值 ➢ 附加误差 使用条件偏离标准条件 ➢ 工作误差 工作环境因素变化情况下的误差极限值
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气流角
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标准大气（一）
国际标准大气的规定
➢ 空气为干燥清洁的理想气体，并遵循理想气体方程所确立的关系
PR*T RT
M
➢ 国际标准大气以平均海平面作为零高度 ➢ 气压为1个标准大气压，气温15º，密度为0.125kg/m3
为便于探讨大气中的压力分布，国际标准大气引用了重 力势高度的概念。
T H=T b+(HH b)
国际标准大气，气压与高度关系：
H=Tb[(pH)Rgn
pb
1]Hb
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大气参数的测量单位
压力单位
➢ 帕斯卡[Pa]：每平方米的面积上作用有1牛顿的力,1[Pa]=1[N/m2] ➢ 标准大气[atm]：1[atm]=101325[Pa] ➢ 工程大气压[at]：1[at]=1[Kgf/cm2]=9.80665×104[Pa] ➢ 巴[bar]：1[bar]=106[dyn/cm2]= 105 [Pa] ➢ 毫米液柱：以液柱高度来表示压力的大小
重力加速度随地理纬度的变化：
g 9 . 8 0 6 1 6 1 0 . 0 0 2 6 3 7 3 c o s 2 0 . 0 0 0 0 0 5 9 c o s 2 2
重力势高度与几何高度的关系
H=rh/(r+h)
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标准大气（三）
每一层大气的温度与重力势高度之间的关系：
1[mmHg]=1[Torr]=1/760[atm]=133.322[Pa]
1[mmH2O]=9.80665[Pa] ➢ 磅/英寸2[PSi]：1[PSi]=1[bf/in2]=6.89476×103[Pa]
温标
➢ 摄氏温标（t）、华氏温标（F）、热力学温标（T）、国际实用温
标 F9t32 Tt2.7 13 5
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测试系统的静态动态特性及误差
输入/输出特性曲线（难以用精确的解析式表示）
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测试系统的静态动态特性及误差
串联测试系统
Y1
Y2
Y
X
Y1
Y2
Y
X
Y1
Y2
用图解法求测试系统的输入输出关系。
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用图解法求测量环节的特性曲线
（飞机横轴和纵轴所在平面内测量的角度）
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气流角 （空速向量与机体轴系的关系）
攻角：空速向量在飞机对称面上的投影与机体轴的夹 角，以速度向量的投影在机体轴之下为正（飞机的上 仰角大于轨迹角为正）；
侧滑角 ：速度向量与飞机对称面的夹角。以速度向量 处于飞机对称面右边时为正。
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自 动 飞 行 飞 机 电 子无 系线 统电
仪 表
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飞行管理系统 自动飞行控制系统
通信系统
导航系统
惯性基准系统 大气数据系统
无线电导航
GPS 发动机工作状态测量
飞行状态测量
大气数据
ADF VOR DME ILS
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大气数据系统
概论 飞行高度及高度变化率的测量 飞行速度 全静压系统 大气数据计算机系统 大气数据计算机的基本计算方法 大气数据计算机系统输出及显示仪表