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攻角传感器工作原理

日期:2020-05-26 06:40
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摘要:航空航天领域广泛地应用传感器技术,在飞机和导弹等飞行器表面采用压差归零式和风标对向式两种角度传感器便是一例。飞行员借助安装在飞机表面的角度传感器可以随时了解飞行姿态。同样,地面操纵人员通过对安装在飞行器表面的角度传感器随时获得高空飞行器的飞行姿态信息,及时遥控引导。然而,由于气流受到了飞行器本体的干扰影响,角度传感器所感受到的局部气流方向是被飞行器外形表面弯曲了的,与飞行器真实姿态角是不相同的,因此必须预先确定传感器感受到局部气流方向与飞行器真实角度两者之间的相互关系,才能获得飞行器的实际姿态角,因此,需要对传感器进行风洞校准测量。

攻角传感器工作原理

攻角传感器是在航空航天领域广泛地应用传感器技术,例如在飞机和导弹等飞行器表面经常采用压差归零式、风标式和五孔探针压差比工作原理的攻角传感器。飞行员借助安装在飞机表面的攻角传感器可以随时了解飞行姿态。同样,地面操纵人员通过对安装在飞行器表面的角度传感器随时获得高空飞行器的飞行姿态信息,及时遥控引导。


一、五孔探针压差比攻角传感器工作原理

五孔空速管压差比原理的攻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。




二、风标式攻角传感器工作原理


风标式迎角传感器AOA和侧滑角传感器AOS

风标式原理攻角传感器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。攻角传感器包括一个角度传感器和一个随时跟踪气流转动的方向风标。当飞行器姿态角变化时,风标相对气流方向随之变化,产生一个与飞行器角度变化相反的角位移。风标转轴与电位计同轴连接,因此,风标转动角度与电位计输出电压信号成正比,由此可以确定角度传感器感受到的气流方向与飞行器实际角度的对应关系。安装在飞行器左侧用于测量飞行迎角的传感器称为迎角传感器;安装在飞行器正上方用于测量飞行侧滑角的称为侧滑角传感器。

风标式原理攻角传感器一般连接角度传感器(电位计或霍尔传感器或RVDT传感器进行角度测量。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分单风标与双风标两种,后者是迎角侧滑角的组合传感器。单风标式攻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,感受飞机攻角比较准确。的要求很高。信号输出,测量的攻角与电信号成线性关系。


三、压差归零式攻角传感器工作原理

 

压差归零式攻角传感器由探头、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AB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。


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