攻角传感器:一种攻角传感器在线测试系统及方法

2021/11/09 01:55 · 传感器知识资讯 ·  · 攻角传感器:一种攻角传感器在线测试系统及方法已关闭评论
摘要:

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攻角传感器:一种攻角传感器在线测试系统及方法


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一种攻角传感器在线测试系统及方法
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本发明公开了一种攻角传感器在线测试系
统及方法,用于测试包括第一
RVDT
电气节点和第

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电气节点的攻角传感器,其特征在于:系
统包括第一激励源、第二激励源、第一电信号采
集模块、第二电信号采集模块、存储器模块及分
别与各模块连接的信号处理模块。本测试系统及
方法在地面或不与其它机载设备交联的条件下,
就可以对攻角传感器进行功能测试,增加装机前
测试手段,降低装机设备故障率,并具有操作简
?
攻角传感器:一种攻角传感器在线测试系统及方法  第2张

攻角传感器:攻角传感器AOA和侧滑角AOS原理和分类

攻角传感器AOA和侧滑角AOS原理和分类
概述

攻角传感器|侧滑角传感器技术资料下载

010-
攻角传感器AOA和侧滑角AOS原理和分类技术交流详细情况请登录黛尔特科技有限公司官网:

迎角传感器(攻角传感器,AOA)和侧滑角传感器(AOS)

攻角传感器AOA和侧滑角AOS原理和分类:飞行器的攻角是指机翼弦线与远前方来流的夹角,攻角的大小与升力的大小直接相关,与飞行安全也密切相关。测滑传感器一般位于飞机的机腹,原理类似于攻角角传感器。
攻角传感器AOA和侧滑角AOS原理和分类的定义:攻角传感器(AOA,α,也叫迎角,迎角传感器)和侧滑角传感器(AOS,β)。攻角传感器是测量飞行器攻角的装置,又称迎角传感器。攻角大小与飞机的升力和阻力密切相关。攻角信号可直接指示,供驾驶员观察。在大气数据计算机中,攻角传感器的输出经补偿计算后变为真实迎攻角,用于静压源误差修正(见空速管),并可把此信号输给仪表显示和失速警告系统。当实际攻角接近临界攻角而使飞机有失速的危险时,失速警告系统即发出各种形式的告警信号。在飞行控制系统中常引入攻角信号来限制*大法向过载。攻角传感器信号还用于油门控制系统。飞行中攻角的测量非常重要,攻角传感器大多装在机身两侧,战斗机有些装在空速管上,攻角传感器测到的迎角被送到如飞行控制计算机,如果攻角大于临界迎角的93%,就发出告警,提示飞行员顶杆。
攻角大小与飞机的空气动力密切相关。飞机的升力与升力系数成正比;阻力与阻力系数成正比。升力系数和阻力系数都是攻角的函数。在一定范围内,攻角越大,升力系数与阻力系数也越大。但是,当迎角超过某一数值(称为临界迎角),升力系数与阻力系数反而减小。这时飞机就可能失速。
因此,攻角是重要的飞行参数之一,飞行员必须使飞机在一定的攻角范围内飞行。所以有的飞机有一块专门指示攻角的仪表—迎角表。有的飞机还有失速警告系统。当实际迎角接近临界攻角而使飞机有失速的危险时,失速警告系统立即发出各种形式的告警信号。
对于固定翼飞机,机翼的前进方向(相当与气流的方向)和翼弦(与机身轴线不同)的夹角叫攻角,也称为迎角,它是确定机翼在气流中姿态的基准。对于直升机和旋翼机,攻角的表示方法与固定翼飞机略有不同,它是指与前进方向垂直的轴和旋翼的控制轴之间的夹角。有了这个夹角,气流掠过机翼就会在上下翼面造成压力差(但是这是有前提条件的,就是要保证上翼面的的气流不分离),机翼产生升力,托举飞机起飞。
如果机翼的攻角大到了一定程度,机翼相当于在气流中竖起的平板,由于角度太大,绕过上翼面的气流流线无法连贯,会发生分离,同时受外层气流的带动,向后下方流动,*后就会卷成一个封闭的涡流,叫做分离涡。像这样旋转的涡中的压力是不变的,它的压力等于涡上方的气流的压力。所以此时上下翼面的压力差值会小很多,这样机翼的升力就比原来减小了。到一定程度就形成失速,对应的机翼迎角叫做“失速迎角”或“临界迎角”。

失速临界迎角

攻角传感器AOA和侧滑角AOS原理和分类:
1-风标式攻角传感器(迎角传感器,AOA)和侧滑角传感器(AOA)

风标式迎角传感器AOA和侧滑角传感器AOS

风标式攻角传感器(迎角传感器,AOA)和侧滑角传感器(AOS)由对称剖面的翼型叶片(即风标)、转轴、角度变换器、配重等部分组成。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,安装在机头前的支杆上,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。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。
风标式攻角传感器(迎角传感器,AOA)和侧滑角传感器(AOS)的风标一般连接电位计或霍尔传感器进行电信号输出,测量的攻角与电信号成线性关系。

2-五孔探针压差比攻角传感器(迎角传感器,AOA)和侧滑角传感器(AOS)
五孔空速管(压差比)攻角传感器和侧滑角传感器的架构比较简单,主要包括用来测量各种压力的半球形或圆锥五孔探头、安装在机身的传感器支撑部分以及连接探头和支撑部分的来接部分。若干气动管路贯穿探头、连接部分和支撑部分传导压力,差压传感器将压力信号转换为电信号,通过公式,计算出攻角(迎角)和侧滑角。

3-压差归零式攻角传感器(迎角传感器,AOA)和侧滑角传感器(AOS)

由探头、桨叶、气室和角度变换器等部分组成(见图)。探头是一个在中心线两边对称开有两排气孔的圆锥体,其内部有一中间隔板。圆锥体与空心轴刚性连接,在空心轴上固定着桨叶和角度变换器的活动部件。零压式迎角传感器安装在机身或机头侧面,探头旋转轴垂直于飞机对称面,并使进气口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。

攻角传感器AOA和侧滑角AOS分类和原理及安装位置误差
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**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。

五孔空速管迎角传感器AOA 和攻角传感器AOS 的优点

1、与传统的风标迎角传感器相比,五孔空速管测量迎角和攻角时没有内在摩擦和迟滞。风标式电位计都有内在的摩擦。在低空速的情况下,由于受到的推力很小,风标不能移动到正确的位置。在更高空速情况下,风标也存在相当大的迟滞。五孔空速管压差比迎角传感器和侧滑角传感器可以在非常低的空速下测量迎角和侧滑角。

2、五孔空速管压差比迎角传感器和侧滑角传感器上没有旋转机械结构,不会产生过冲。如果不衰减,风标式迎角传感器和侧滑角传感器需要一个稳定时间(衰减是不利因数,因为它增加了延迟)。相比风标型系统,五孔探头攻角传感器和侧滑角传感器以*小的延迟和没有过冲情况下,能够在非常低的空速下,测量气流的角度(迎角和侧滑角)。 以某公司为例,其迎角(攻角)风标传感器:“在115 节(200km/h)时,在100毫秒内,风标将从3.0°偏移量返回到航空零,并且*大过冲达0.5°”。因此,在粗略和动态空气中的风标会不断移动,并产生了一个额外的动态误差,且比静态误差更大。

3、五孔探头攻角传感器和侧滑角传感器有非常小的延迟。部分空速管有低于20ms 的一个传输延迟(压力传感器的延迟远低于1 毫秒)。这包括计算机时间和传输时间。风标的延迟要高得多(参见上面,在高空速高于100ms 的延迟,在低空速高的延迟甚至更高)。

4、前支杆上风标的攻角传感器空气动力学动态校准是非常复杂的,需要大型的风洞。风标安装在支杆上会经历一个很复杂的气流,因为风标会受到在其前面的空速管探头影响。测试表明这种影响是不可忽略的,可以增加好几度的误差。此校准也是非常困难的。绝大部分支杆上的风标攻角传感器根本就没有进行空气动力学方面校准。

5、五孔空速管上攻角传感器和侧滑角传感器,没有移动的部件。相比没有运动部件的系统,移动部件(风标)的可靠性是始终较低。
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攻角传感器AOA和侧滑角AOS原理和分类010-
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攻角传感器:攻角传感器简单介绍

攻角传感器简单介绍
Spaceage Control的大气数据产品可以为各种应用量身定做。 大多数空速管、攻角传感器/侧滑角传感器系统包含空速管(全静压管),攻角传感器(AOA,α,也叫迎角,迎角传感器)和侧滑角传感器(AOS,β)风向标。空速管也叫皮托管,总压管。风向标,也叫气流方向传感器或流向角感应器,与精密电位计(或同步机或解析器)连接在一起,提供出一个表示相对于大气空速管、攻角传感器/侧滑角传感器系统纵轴的空气流方向的电信号。迎角传感器 angle of attack sensor测量飞机迎角的装置,又称攻角传感器。迎角大小与飞机的升力和阻力密切相关。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(见空速管),并可把此信号输给仪表显示和失速警告系统。当实际迎角接近临界迎角而使飞机有失速的危险时,失速警告系统即发出各种形式的告警信号。在飞行控制系统中常引入迎角信号来限制*大法向过载。迎角信号还用于油门控制系统。

攻角传感器:超级解密——为什么攻角传感器成为了波音的“暗黑武器”?

原标题:超级解密——为什么攻角传感器成为了波音的“暗黑武器”?

来源:芯三板

这段时间,有一种硬件被推上了风口浪尖,超越各种娱乐明星,成为了最热门的搜索词汇。它就是让波音737MAX8飞机两次失速坠毁,丢掉超过300条生命,实现“人机大战”的暗黑武器——攻角(迎角)传感器。

需要申明的是,作为硬件的攻角传感器没有任何错,正如热兵器时代,无论是手枪,大炮,火箭,无人机,甚至核弹,AI机器人等,没有生命的它们本身有什么错呢?在我看来,硬件系统的决策者才是最大的责任人。

那么,这种频频反水的暗黑武器——攻角传感器,到底是来自何方“妖魔鬼怪”呢?

攻角传感器

首先,我们来看什么是传感器?传感器是一种检测装置,能感受到被测量的信息,并能将感受到的信息,按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出,以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求,传感器一般由敏感元件、转换元件、变换电路和辅助电源四部分组成。

接下来,我们再来看,什么是攻角传感器?它是一款智能型微型风标,该攻角传感器用来测量攻角(迎角,AOA),侧滑角(AOS)和其他气流角度,一般分为风标式和零压式攻角传感器两种,波音737MAX飞机用的主要是风标式攻角传感器。

标红的是攻角传感器

所有大型飞机,尤其是喷气式飞机,都装备了用于在飞行当中测量任意时刻实际攻角的系统。此外,差不多所有通用航空飞机上也装有这一系统,普遍用于测量攻角的装置是装在机翼前缘的一个风向标式的东西。

在飞机上安装的攻角传感器,它所起到的作用,也称为失速预警系统,因为它的任务就是时刻测试攻角,在接近临界攻角时向飞行员发出警告以避免进入失速。

那么,航空航天用攻角传感器的核心芯片主要有哪些玩家呢?其实,说来说去,能够在极端恶劣天气下还能正常工作的转换、变换、处理ADC/DAC功能的公司,就只剩下大名鼎鼎的美国模拟器件公司——ADI了。

攻角传感器御用芯片—AD698SQ

ADI公司(亚德诺半导体技术有限公司),是高性能模拟、混合信号等世界领先的企业,全球第二大模拟芯片公司,仅次于TI。ADI生产各种创新产品——包括数据转换器、放大器和线性产品、射频(RF) IC、各种类型传感器以及信号处理产品。

在航空航天领域,ADI的ADC/DAC转换器是神一样的存在,ADI掌控的AD核心技术,领先全球其他国家20年!堪称半导体技术的生命禁区!其某颗宇航级高速ADC,价格高达20万美元!

ADI的核心技术,是美国CIA在半导体领域最主要的保护对象之一! ADI的高速高精度A/D和D/A,是全球诸多国家常年的禁运项目,中国和俄罗斯也在禁运名单中。ADI最新的Logo——“Ahead of What’s Possible(超越一切可能)”堪比美国队长汤姆克鲁斯的壮志凌云!

在攻角传感器的中国企业里,武汉航仪,凯天集团,都在使用ADI的产品和攻角传感器用芯片。尽管使用诸如微波,激光和磁致伸缩等新技术的线性位移传感器激增,但线性可变差动变压器(LVDT)仍然很受欢迎,因为其固有的简单性和在难以想象的恶劣环境中工作的能力(-55度—+125度)。

这个明星级别的芯片很大可能就是来自ADI公司的AD698SQ。

AD698SQ

AD698SQ专用LVDT信号调理器,单颗芯片在美国需要70.64美元,目前不在受控的名单里,当然也可能还有更高级别的芯片替代,欢迎大神们留言指正。

另外,芯片PGA309-HT也有替代的可能性,不过选用ADI公司产品的居多。

攻角传感器厂家

有了主控芯片,然后就是传感器组件的组装了, 据了解,Honeywell Aerospace;Garmin International;Aerosonic Corporation;Thales;Aerocontrolex Group;UTC Aerospace Systems;Revue Thommen;Free Flight Systems;Hindustan Aeronautics;Memscap;Kollsman;Dynon Avionics;Pacific Avionics & Instruments等公司都能生产航天级的攻角传感器,我们就来重点介绍几家公司。

美国Honeywell航空

霍尼韦尔集团旗下的美国大型军用设备供应商,比较有名的是大气数据系统,典型组件包括:总气温 (TAT) 探针、攻角 (AOA) 标和探针、空速管探针、空速管静压探针、多功能探针(MFP) 和机外气温(OAT) 探针。

霍尼韦尔攻角传感器

美国Dynon Avionics

提供更高水平的航空电子设备,仪表板,系统和飞机集成。这是航空业中唯一的同类项目。作为唯一一家设计和制造航空电子设备,面板,飞机控制系统,线束以及其间所有设备的公司,能够提供完整的交钥匙集成系统。

Dynon Avionics攻角传感器

Aviall(波音旗下公司)

是飞机零件,耗材,化学品,工具和材料的领先供应商,Aviall提供了超过200万个零件。85年来,Aviall一直为全球航空航天和国防工业提供值得信赖的产品线。2006年,Aviall被波音公司收购。

美国UTCAerospace Systems

UTC攻角传感器

UTC航空航天创立于1934年,前身是联合航空运输公司,总部位于美国康涅狄格州哈特福德,全职雇员211,500人,是一家为世界各地的航空航天公司和MBO企业提供高科技产品和服务的公司。2018年11月,联合技术公司以300亿美金收购全球知名的攻角传感器公司罗克韦尔柯林斯。

从Aviall官网截图和UTC航空航天的产品来看,UTC航空航天公司应该是波音飞机公司的攻角传感器主要供应商。当然,攻角传感器应用多年,产品本身没有问题,只是随着自动驾驶功能的增多,软件的不断升级,才有了人机大战的魔鬼现场。

即使波音的股票跌掉了几千亿人民币,又怎么能挽回逝去的300多条生命呢?

说来说去,芯片和硬件只是一堆没有生命的器件模块组合,杀人的武器,从来不是武器,而是武器背后的操控玩家!食物坏了,能怪到食材本身吗?让攻角传感器的厂家们背着这样一口大黑锅,简直就是天大的笑话!

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