压力传感器和大气数据测试设备在航空领域的应用

发表时间:2020/7/27   来源:《基层建设》2020年第9期   作者:周梁
[导读] 摘要:在我国军用航空领域,传感器作为核心设备,对飞机的正常运行起着决定性作用。
        中国电子科技集团公司第四十九研究所  黑龙江哈尔滨  150028
        摘要:在我国军用航空领域,传感器作为核心设备,对飞机的正常运行起着决定性作用。飞机作为全世界最安全的一种交通工具,所应用的设备都是经过严格检查之后才可以进行安转,同时也应用目前先进的技术装备,而军用航空飞机更是运用一套专门的压力传感器和大气数据测试设备,通过设备来监测飞行过程中的大气数据,进而控制飞机的飞行情况。虽然飞机是最安全的交通工具,但是所造成的事故与伤害却是毁灭性的,因而飞机的零部件都是采用先进的高精尖设备,确保飞机的正常运行与安全。在飞机的零部件构造中,传感器是常见的一种设备,且由于应用功能的不同分为不同的传感器,本文探讨的是压力传感器和大气数据测试设备在航空领域中的应用,仅供参考。
        关键词:压力传感器;大气数据;测试设备;航空领域
        传感器是一种信息检测装置,在我国很多领域都有传感器的应用,为信息检测与传输提供了技术装备,传感器能感受到规定测量的信息并将这些信息转换为可用信号,数据或者频率,通常由敏感元件和转换元件组成,来满足设备运用过程中对于信号采集与传输的功能,可以满足信号转换、采集、传输的多种功能。因此,传感器是自动化装备应用的首要元件。航空领域应用的传感器不仅仅有压力传感器,还有其他类型的传感器,而军用航空领域与其他行业不同,对于传感器的应用有一定的要求,飞机对于传感器的敏感参数有一定的要求,对于飞行导航和发动机的自动控制有着重要的影响作用。因此,飞机的传感器敏感参数要强,并且有良好的空气压力特性,有良好的抗震性能和耐冲击性能,以保证飞机在高空中的正常的飞行。
        1压力传感器在军用航空领域中的应用
        在飞机中运用压力传感器的部位也特别多,一般情况下,都是采用MEMS压力传感器。包括飞行数据系统、环境与舱压、机身中的液压系统,还有舱门、氧气罩都会应用到压力传感器。另外,在航空领域中,由于飞机作用与大小的不同,应用的传感器数量也不一样。航空器、喷气飞机、螺旋桨飞机和直升机中应用的传感器数量非常庞大。比如,大型的喷气式飞机需要运用多达130多个传感器。在航空领域中应用的压力传感器必须能够承受高空气压,还要有一定的抗压性能,能够对高空中突然出现的异物有防御能力。在高空领域那种特殊而复杂的环境下,除了要应对复杂的高空环境,还要在这种艰难的环境下表现出完美的性能,具有高精度、低漂移和长期稳定性,而且要能够在狭小的空间范围内满足这些所有条件,重量还要轻。从这些方面来看,只有MEMS压力传感器才能满足高空领域飞机的运行要求。
        2大气数据系统数据计算及解码原理
        大气数据系统的运用能为飞机的运行提供各方面的数据信息,通过监测大气环境来判断前方大气环境如何,及时为飞机飞行规避风险与伤害,在高空飞行中,一个细小的空气流动变化都有可能为飞机带来机毁人亡的后果。而大气数据系统的运用需要进行计算及解码,通过对大气数据的计算与分析过程,最终为飞机飞行提供行程路线的大气环境。


        2.1大气相关数据计算
        大气相关数据的计算过程包括几个数据的计算过程,包括大气总压与大气静压的比值和马赫数之间的转换,还有马赫数比值和大气总压与大气静压之间的转换,静压与高度之间的转换关系等等,都需要运用系统的计算公式计算出两者之间的关系比值,进而为大气环境最终的测定提供数据信息基础。
        2.2大气数据及数据接收格式
        飞机飞行需要检测到大四数据,那么飞机就需要有对外装置能够检测到大气环境,那么大气数据及数据接收格式是如何的呢?大气数据系统能够实现对大气环境的加拿大、转换与传输功能,大气数据系统一般是由Arinc4Z9总线来输出大气数据,能够输出一系列的Arinc4Z9参数,这些参数只是一些信号,大气数据系统中的设备并不能对其进行识别,必须要将Arinc4Z9信号转换为数字代码格式,然后再把数字代码格式转换为十进制数据形式,这样大气数据系统才能够对大气数据进行读取,有效利用这些信息。而Arinc4Z9信号转换为数字代码也就是信号解码的过程,这才是数据解码最终的意义与作用。而对数据进行解码与转换后,有一个接收器能够接收这些数据信息,就是VX4428接收器,接收了数据之后才能对其进行分析与储存。
        3解码系统的构成
        解码系统是大气数据系统运用中一个重要的组成部分,只有将信号解码转换成为数据信息,才可以有后续的计算分析过程,那么在解码的过程中都会运用到哪些设备与工具呢?在对大气数据进行解码的过程中,通过大气模拟设备输出飞行所需要的大气环境,由大气压力传感器及大气温度传感器输出大气信号,将大气数据输入到计算机中,再由大气数据计算机系统输出Arinc4Z9信号,送入到测试适配器当中,经过信号的转换与处理过后送入到VX4428模块,此过程便是数据信号的解码过程。这也只是一个大致的解码过程,详细的解码过程中还会运用到各种数据测试设备,包括标准仪器、示渡器一级适配器机箱等等,这些设备在数据解码过程中发挥着重要的作用,标准仪器是用来测量大气环境,将测量到的数据信息传输到处理器中对数据做进一步处理,示渡器可以用来观察远程波形变化。适配器机箱的作用是将数据信号进一步放大,而且可以将信号的转换过程与监测状态显示出来。
        小结
        航空领域中各种大型飞机中都有相应的大气数据系统,这些大气数据系统能为飞机飞行监测大气环境,为飞机的正常安全运行提供了前提条件。无论是普通的民用飞机,还是各种战斗机,大气环境中少走变化都会影响到飞机的正常运行,严重时造成机毁人亡的后果,而飞机失事基本上是没有生还可能性的。传感器是各类大型机械设备中都会应用到的设备,在飞机的不同部位也会应用功能不同的传感器,在一架飞机中,会应用到至少上百个传感器。其中,压力传感器在大气数据监测中起到重要监测作用,与大气数据系统一同监测大气环境,包括各种硬件、软件设备,都直接为大气环境的数据监测结果提供了准确的数据信息,从而保证了飞机的正常飞行。
        参考文献:
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        [3]石也言.别克威朗L3G发动机概述及怠速不稳故障的分析[J].汽车与驾驶维修(维修版),2019(11):37-39.
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