电容式油量测量系统的姿态误差分析

针对目前飞机上电容式油量传感器测量燃油时产生的姿态误差问题进行了研究,以飞机上的规则油箱为例,从理论上详细地分析了电容式油量测量系统的姿态误差,并绘制出其误差曲线,给出了减小姿态误差的方法,最后提出了在姿态误差最小的准则下确定传感器的最佳安装位置;文中提出的减小姿态误差的方法,不仅有利于提高燃油测量系统的可靠性和安全性,而且可以改善燃油测量系统的维修性,使燃油量测量技术跃上了一个新的台阶。     

电容式油量测量系统误差研究

介绍了利用电容传感器测量飞机油箱内油量的原理,从理论上定量地分析了该电容传感器测量油量时产生的三种主要误差,这对提高油量测量系统的测量精度、减小测量误差提供了理论依据。     

飞机油箱燃油量体积特性计算与油量测量仿真

飞机油箱体积特性数据库是油量测量计算的基础,直接影响油量测量的精度;针对目前将油箱模型离散化为有限规则单元,再进行叠加计算燃油体积方法存在的通用性差与精度低的不足,文章根据飞机油量传感器测量高度、飞行姿态以及三轴加速度信息,确定出油平面,并以此作为分割平面,通过CATIA二次开发实现油箱燃油体积特性数据库自动生成;根据特性数据库的特点与机载数据要求,采用后向试探法对数据库进行压缩与优化;模拟飞机油量测量过程,设计油量测量仿真软件,仿真结果表明;油量计算的相对误差小于1%,按所采用方法计算的数据库能达到工程要求。     

基于虚拟传感器理论的飞机油量测量方法

飞机数字式燃油测量系统中,燃油量准确测量应获取各个油量传感器的信息,对如何计算剩余油量将影响油量测量的精度.针对油箱安装多个传感器的特点,根据虚拟传感器理论给出油量计算方法,将各个真实传感器的测量高度转化为油箱各截面几何形心拟合直线位置处的虚拟传感器折合高度.以虚拟传感器为基准,建立高度、油面角与燃油体积特性数据库,并采用三维插值方法计算油箱剩余燃油体积.理论分析与仿真计算表明:改进方法可减少传感器计算量,同时能有效避免传感器安装误差对测量精度的影响,测量精度满足工程设计要求,为测量准确性提供了参考.     

某滑油箱电容液位传感器流场——静电场耦合仿真分析

基于数值仿真软件,对某型航空发动机滑油箱电容式液位传感器进行了流场—静电场耦合建模及仿真计算。模型描述了滑油箱姿态运动引起的液面变化,进而导致传感器液位改变以及传感器本身工作电容变化。根据计算结果,滑油箱姿态运动引起的传感器工作电容变化效果很显著,最高可达到15. 86%。将数值仿真获得的计算值与滑油液位测量测试平台所得的实测值进行了对比分析,二者结果较为吻合,变化规律一致,偏差值较小,验证了基于流场—静电场耦合仿真建模的可行性及有效性。     

基于计算机视觉的飞机燃油非接触式测量系统

为了实现飞机在任意飞行姿态下燃油量的测量,提出了一种新型的飞机燃油测量 系统。首先采用基于计算机视觉的非接触性液位感测技术,测得油箱中油位高度。然后采用 CAD 技术对油箱建模,实现了飞行姿态误差的修正。实现在油箱外对当前液面进行实时观测和 三维重建,无需对油箱内燃油通电,避免了传统测量方式的电磁干扰、电路磨损问题,提升了 燃油系统的安全性和可靠性。实时精确地测量剩余燃油量,对飞机的加输油控制、系统状态监 控、故障诊断隔离等功能具有重要意义。该油量测量方式与传统方式相比具有数字化、智能化 程度高、抗干扰能力强、可靠性高等优点。     

相邻金属孔间壁厚现场检测系统关键技术的研究

相邻金属孔间的壁厚测量以往都是根据镗床加工过程中的进刀量计算得出,精度较低.本文提出了一种应用电容传感器对两个金属孔间壁厚在线检测的系统.基于电容传感器,研究了电容测头的电场边缘效应的影响及保护环的宽度选择,设计了测量孔壁的电容测厚传感器进行差动测量.系统由两个距离确定的电容差动测厚传感器、测量电路、A/D接口及软件组成的.对壁厚2 mm,孔径3 mm的相邻金属孔壁厚的测量实验显示,误差达到0.3 μm.系统属于非接触测量,无需修正测头及工件变形误差.此系统测量精度高,测量速度快,操作方便,全套仪器便携,是解决相关壁厚现场精密检测问题的好方法.     

一种交流激励电容测量电路的性能测试

差动电容传感器已广泛地应用于压力、压差、位移、加速度、振动等非电量的精密测量,参比电容传感器有望用于煤粉浓度测量等领域,而微小电容测量电路是电容传感器应用中的核心和关键技术。微小电容测量的难点在于杂散电容的存在以及电磁干扰,而交流激励电容测量电路可以采用调制解调方式将缓慢变化的电容传感器信号调制在激励源提供的高频载波上,有效抑制同频干扰,工频干扰,运算放大器的失调电压和失调电流,电阻电容等器件的低频噪声干扰。在活塞压力平台上对交流激励电容测量电路进行了性能测试。结果表明,交流激励电容测量电路迟滞误差为0.19%,非线性误差为0.23%,重复性误差为0.29%,可应用于参比电容传感器测量系统。     

非规则几何形状电容层析成像传感器设计

针对非规则截面的应用场景,分析设计了非规则电容层析成像(ECT)传感器,优化设计了各项参数,并提出了针对非规则传感器场域的非均等化剖分、灵敏度计算方法以及ECT传感器优化函数。     

基于Kalman滤波算法的姿态传感器信号融合技术研究

针对应用三轴陀螺仪和三轴加速度传感器的四旋翼飞行器姿态角测量问题,提出了基于Kalman滤波算法的姿态传感器信号融合方法。该方法将陀螺仪输出的角速度误差作为时变误差处理,认为陀螺仪输出的角速度误差与其所测角速度及上一时刻的角速度输出误差相关,并据此建立陀螺仪测量线性方程,在此基础上,应用Kalman滤波算法,以加速度计输出的姿态角对陀螺仪测量的姿态角进行修正,从而达到姿态角准确测量的目的。实验结果表明：应用Kalman滤波算法对加速度传感器和陀螺仪信号融合后可有效消除姿态角测量累积误差并显著改善姿态角测量的动态特性。     

单管计算电容式燃料液位传感器理论特性研究

由于计算电容原理在电磁计量领域具有极高的准确度,将其应用在传感器的研制上具有重要的现实意义.针对传统双层套筒的电容式液位传感器在加工及装配过程中极易引入误差、存在毛细现象等问题,首次将计算电容原理运用在燃料液位测量领域,对计算电容原理进行深入研究,设计新的计算电容结构并对其进行修正,同时结合新的结构建立新的燃料液位测量模型,得出相应的修正系数及液位测量公式.最后,以纯度为99.8%的无水乙醇作为被测燃料进行液位测量试验,燃料液位变化范围为180 mm,输出电容值在0.6 pF~17 pF之间,实验结果表明:燃料液位与传感器输出电容值具有良好线性关系,线性度达到0.48%.该研究为计算电容原理在工程中的应用奠定了理论基础.     

单管计算电容式液位传感器的仿真与特性研究

计算电容式液位传感器采用计算电容原理,经过单管式轻量化的结构改良设计.为探究改良结构对传感器特性的影响,针对单管计算电容式液位传感器建立有限元模型,利用分析软件ANSYS仿真分析几个重要结构参数对传感器灵敏度的影响.特性试验表明:传感器输入输出曲线与仿真结果具有良好的一致性;在0~200 mm量程内传感器线性度为±0.8%,回程误差为±0.03 pF,液位测量的最大引用误差为-1.0%FS.该研究为计算电容式液位传感器的结构优化提供了理论基础,有利于该新型传感器在航空、航天燃料液位测量领域的应用推广.     

飞机燃油箱无油空间氧气浓度测量系统研究和发展综述

为了降低飞机燃油箱可燃性,绝大部分民用和军用飞机都安装了油箱惰化系统,来控制油箱无油空间的氧气浓度,但却一直没有适用于机载燃油箱的氧浓度实时监测系统。根据多型机油箱惰化系统试飞经验,总结了基于电化学原理和光谱吸收原理测量系统使用中的问题。依据文献分析,认为基于荧光猝灭原理的传感器将成为下一代机载油箱氧浓度测量系统的核心,并详细介绍了荧光猝灭效应的原理、检测方法、受感部和测量系统框架的研究现状。最后,指出测量系统应该向着轻量化、智能化和高可靠性方向发展。     

基于GFSIN的车载式智能加速度传感单元的设计

为实现机动车运行安全状态监测,解决车身运动姿态监测问题,引入运用在飞行器导航中的无陀螺捷联惯性导航系统（GFSINS）基本原理,建立了基于三维加速度计正方体四顶点车身姿态监测模型,并研究了车载式智能加速度传感单元的设计与实现。实验结果表明,该智能加速度传感单元车速测量误差为1.98%,响应时间为0.38s,可以满足应用要求。     

小孔内径测量的传感器精度分析

针对小孔的结构特点,介绍了电容传感器探针测量小孔孔径的原理;分析了测量时电容传感器由于参数的线性化、电容探针与小孔的中心线偏心带来的测量误差;并针对以上因素影响,采取了自动对中机构实现测量过程中的最小化偏心,通过标定得到了孔径值与测量值之间的对应关系。实验结果表明,系统的重复性精度可达到0.186μm,稳定性能达到6 h内漂移不超过0.375μm,该指标完全可以满足实际测量要求。     

飞机燃油系统计算机辅助油量计算研究

以飞机油箱满载状态下的油液实体为研究对象,用切割法计算油液体积.介绍了飞机在飞行状态下对应的坐标变换及产生的姿态误差.利用VB调用CATIA三维绘图软件自动计算切割后的体积和重心.最后,用Matlab对姿态误差进行了简单分析.