航空仪表基本知识

概述——航空仪表的分类：发动机仪表、大气数据仪表、陀螺仪表。

第一章压力测量仪表．

压力表……测量飞机上气体或液体压力的仪表，叫做压力表。按动作原理分：机械式、电动机械式和电动式；按仪表供电的电源形式分为直流压力表和交流压力表。

2BYY-1A 功能：用来测量歼八飞机助力液压系统和收放液压（又叫主液压）系统的液压油压力。组成：两个GYY-1传感器、两个完全相同装在一个表壳的2ZYY-1A指示器，测量围0-250公斤/厘米2。原理：测量压力时，弹簧管在压力作用下自由端产生位移、压力越大、位移量越大、当自由端向外移动时，经过曲臂连杆和活动摇臂改变电位器电刷在电阻上的位置从而改变指示器中两线框的电流比值，使指针在刻度盘上指出相应的压力数值。当仪表不通电时，指针轴上的小磁铁受拉回磁铁的作用，使指针停在刻度以下的限制柱处。

弹簧管……由于弹簧管的横截面为椭圆形，所以弹簧管受流体压力作用后，压力沿短轴b向的作用面积大于沿a向作用的总面积，因而沿短轴向的作用力也就大于沿长轴向的作用力。流体压力对弹簧管横截面积作用的结果，使长轴变短，短轴变短，即横截面由椭圆形向圆形转化。在弹簧管的横截面由椭圆向圆形转化的过程中，弹簧管外管壁受到拉伸，管

壁受到压缩，因而外管壁产生反抗拉伸的拉应力，管壁产生反抗压缩的压应力，这两个应力在自由端形成一对力偶，使弹簧管伸直变形，在自由端产生位移。

第二章温度测量仪表．

热电极：一般把组成热电偶的两种金属导体又叫做热电极，所产生的电势叫热电势。热端：热电偶温度高的一端叫热端或测量端。冷端：温度低的一端叫冷端或参考端。

几种常用的热电偶①铂铑-铂热电偶……属于贵重金属热电偶，分度号为LB-3热电性能稳定，测量温度围大，精度高，可以在氧化性或中性介质中长期使用。由于这种热电偶电势率较低，金属材料价格昂贵，故一般只用这种热电偶作为标准热电偶使用。②镍镉-镍铜热电偶……这种热电偶属于廉价金属热电偶，其分度号为EA。这种热电偶的热电特性近似线性，热点率较高，价格便宜。缺点：有寄生热电势和冷端温度误差。③镍钴-镍铝锰热点偶——属于高温廉价金属热电偶，其分度号为GL。这种热电偶在300℃以下，其热电势很小，可以不进行冷端温度误差补偿，在300℃以上，其热电特性近似线性。缺点：热电特性不稳定重复性较差，故在实际应用中，应根据成型热电偶电势大小对热电偶进行分组，并与显示仪表配套使用。

2BWP-2喷气温度表……功用：测量歼八飞机、左右机涡轮后燃气均温度。组成：2ZWP-2指示器，八个GR-10热电偶和

两个接线盒组成。工作原理：是根据热电原理工作的一种仪表。传感器是热电偶，当热电偶两接点的温度不同时回路中便产生热电势，如果保持热电偶冷端的温度不变，则热电势只是随热端温度的变化而变化，因此一个以温度为刻度的电压表，就可以测量热电势的大小，从而指示出热电偶热端所测温度的高低。指示公式dF=BWIdl

2BPW-2喷气温度表的结构……其靠近热端的一部分热电偶嵌在绝缘瓷管里。瓷管在耐热钢管中。热端露至瓷管外面，与气流直接接触。耐热钢管沿着与气流的垂直向插在发动机的喷管中，进气口正对气流向，气流进入进气口后，气流与管壁发生激烈的摩擦与碰撞，速度降低到零，摩擦和碰撞把气体的动能转化为热能，故耐热钢管部的气温升高为全受阻温度。安装：只要使定位销对正安装座的定位槽，进气口便能正对迎面气流。热电偶正极短，负极长。

指示器的结构……实际上是一个以温度为刻度的灵敏直流电压表。它主要由磁铁、活动系统合指示部分组成。

常见故障……①指示器不指示——热电偶烧断或电路故障——更换热电偶或检修电路②指示器少指——某个热电偶极性接反或电路接触不良，电阻增大，电路电流减少——检修热电偶或电路

第三章油量测量仪表．油量测量仪表——就是测量飞机油箱煤油或汽油的容积或重量的仪表

BUC-44A功用：测量歼八D型飞机全机（副油箱除外）组总的可用油量；测量主油箱可用油量；测量副油箱可用油量；发出主油箱的满油信号和剩油（返航）警告信号；发出副油箱500升信号和满油控制信号；发出翼后油箱满油信号；供给飞行参数记录系统和483数系统油量信号。组成：传感器、油面传感器、指示器、电气控制盒。工作原理：电容传器把油面高度装换为电容的变化，再用自平衡电桥将电容的变化转换为相应的电压输出，此电压经放大器放大后再经过随动系统使指示器指示出油箱剩余油量的多少。传感器的结构：共有传感器19根，其中带信号器的有8根。传感器本身是一个圆柱形电容器，其主要作用是将飞机油量的变化转换成电容的变化。他有两根圆管组成，外层是铝管，层是在管壁上渡有一层银膜的塑料管。管壁银膜的覆盖面是按油箱的形状而定。

干簧管……组成：玻璃外壳和两个弹簧片（核心）。干簧片是利用高导磁率软材料组成。这种材料即导磁由导电，兼有衔铁和接点的双重作用。干簧片闭合，电磁铁线圈中有电流流过，干簧片断开时，电路无电流流过。因此电磁铁线圈的脉冲电压信号的频率，也就是电磁铁的通断次数，即反应了叶轮的转速。

第四章转速测量仪表．

转速是需要测量的一个重要参数。通过测量喷气发动机的涡

轮轴转速、活塞发动机的曲轴转速、直升飞机的旋翼转速，可以了解发动机的功率和推率，可以确定发动机所承受的运动负荷和能量负荷。

磁转速……组成：传感器和指示器。工作过程：传送、感受、转换和指示

转速表常遇故障……①指示器本身引起的摆动的原因：同步发动机转轴不正或弯曲、轴承缺油、同步发动机转子与活动衔铁组不平衡、指示器传动齿轮间隙不当都会造成指示摆动；另外由于“1”号指针轴较细，容易弯曲变形造成摆动。传感器引起的摆动：传感器固定松动；传感器转子轴和发动机固定座的传动杆没结合紧，轴承缺油、摩擦或环裂纹等。③高压转子传感器上三脚插座的焊接导线由于高温和振动，常脱焊或断裂.

第五章高度测量仪表．

气压高度表……组成：真空膜盒、传送机构、指示部分、气压修正机构。

真空膜盒……是气压式高度表的敏感元件。作用：就是将感受到的大气压力变化转换为膜盒中心的位移量。要求：有足够的灵敏度，以满足真空膜盒在感受大气压力变化时有足够大的位移量。

气压调节机构……功用：是拨动气压刻度盘和指针的装置，用来消除基准面气压不等于760mmHg时所引起的气压法误

差。组成：气压刻度盘、调整旋钮、传动齿轮、挡片和密封螺帽。

高度表……使用：利用气压式高度表可以测量飞机的标准气压高度、相对高度和绝度高度。无论测量种高度，在飞机起飞前，都必须将高度表指针调到与气压刻度相对应的位置，即高度表指针指零，气压刻度盘值机场场面大气压力。①标准气压高度是以760mmHg气压平面为基准面的高度。②相对高度是以机场场面气压为基准面的高度。③绝度高度是以海平面为基准面的高度。

高度表指针跳动原因：①主要是传动机构各机件之间存在着摩擦和间隙②气压变化率变小，指针传动主动力减小。

第六章空速测量仪表．

BK2500空速表感受部分分为开口膜盒和真空膜盒。开口膜盒：感受动压，空速不同，动压不同，通过测量动压表示指示空速②真空膜盒：感受静压，通过感受动压和静压，就可以测量真空速的大小。

敏感部分……组成：开口膜盒和真空膜盒，开口膜盒通过全压，外通静压，感受动压而产生位移，其位移量和动压大小相对应。

空速管……用来在飞行中收集气流的全压和静压并且经过导管输送给全静压系统仪表以及有关设备。

第七章陀螺基本原理．

三自由度陀螺……：①转子：借助于自转轴上一对轴承安装于环中，②环：借助于环轴上的一对轴承安装于外环轴中，③外环：借助于外环轴上的一对轴承安装在基座上。自转轴与环轴、环轴与外环轴分别垂直且相交。

八．地平仪……功用：用来测量飞机姿态角（俯仰角和倾斜角）的仪表。分类：①读式仪表（由陀螺和修正系统直接带动指示部分的地平仪）②读式仪表（由陀螺和修正系统通过远距传输装置间接带动指示部分的地平仪）

BDP-4地平仪……组成：①TC-4垂直陀（测量飞机的俯仰角和倾斜角，并把相应的电信号供给地平仪指示器及其他使用这些符号的设备）②ZTP-1地平指示器(指示由垂直陀罗所感受的飞机俯仰角和倾斜角，保证飞机完成任机动飞行后都能正确指示)

第八章地平仪．

BDP-4地平仪中的垂直陀螺为TC-4垂直陀螺……组成：①三自由陀螺——垂直陀螺的核心部件，其外环轴横向安装在一个始终保持水平的伺服托架上，而托架是纵向安装在仪表壳体上的，这时托架为倾斜角的测量轴，外环轴为俯仰角的测量轴不存在测量误差②修正系统——用来保证陀螺自转轴始终跟踪当地的垂线，给地平仪提供测量飞机俯仰角和倾斜角的基准③托架伺服系统——用来在飞机有倾斜动作时，使陀螺外环轴水平，保持陀螺三轴经常处在相互垂直位置，避

免发生“环架自锁”现象，使陀螺稳定性不受飞机姿态的影响④启动装置——用来在启动时给三自由度陀螺自动上锁、开锁和通电启动，使陀螺三轴迅速处于相互垂直位置，缩短地平仪启动时间⑤俯仰和倾斜同步发送器——将测得的俯仰角和倾斜角信号转变成电信号，远距传输给俯仰和倾斜同步接收器，供地平指示器正确指示飞机俯仰角和倾斜角

BDP-4的修正系统……组成：五极液体开关（也称液体吧）和两个修正电机（纵向修正电机和横向修正电机）组成的复合修正系统。

五极式液体开关……实际上是一个做成电气开关形式、可以传送电信号的液体摆。它是一个扁平、圆形的封闭容器，其中装有特殊导电液并有气泡。上部的紫铜底座具有一定曲率半径，常见的一种五极式液体开关曲率半径为760毫米。底座上装有四个相互绝缘的紫铜电极，组成对称而又相互垂直的两对电极。而紫铜外壳本身与紫铜外壳想通，构成中心电极。启动系统……组成：①上锁机构——在1-1.5分钟基本上就是保证陀螺自转轴与当地垂线重合及外环轴水平②自动控制程序电路——用来保证系统工作按一定程序进行，先启动地平仪，后启动宗和罗盘；此外在加速飞行时可以用上锁机构消除陀螺自走误差。

地平仪上锁时间很短（一般不超过15秒），这样就很快强迫自转轴回到当地垂线向，消除了自走误差。

BDP-4地平仪全套工作系统……工作过程:垂直陀螺测量飞机的俯仰角和倾斜角，并通过俯仰角和倾斜角同步发送器将所测的俯仰角和倾斜角转换成相应的电信号，远距传输到指示器的俯仰和倾斜同步接收器,再经放大器放大后控制伺电机，由减速器带动俯仰刻度盘和小飞机，指示出飞机的俯仰角和亲和倾斜角。与此同时，BDP-4修正系统工作，保证陀螺自转轴始终跟踪当地垂线，提议仪表的测量精度；托架伺服系统工作保证陀螺三轴垂直，提高陀螺稳定性。主要技术数据：①仪表的电源为27V直流电和36V400赫兹三相交流电，消耗直流电不大于0.75安，消耗交流电流不大于1.6安。②水平飞行时，仪表指示俯仰角、倾斜角的误差不大于正负5°。有加速度或盘旋360°以后的误差不大于正负3°，飞机做特技飞行后的误差不大于正负5°。③地平仪进入正常工作所需世间：+50℃…-30℃-30℃…-60℃。④陀螺自转轴的修正速度：前后1°—3°/分左右2°—8°/分⑤陀螺上锁到开锁的时间不超过15秒。

安装：垂直陀螺固定时，罩上箭头应对着飞机头部，底座上标记应与固定处的飞机纵轴坐标记重合。安装时应格保持水平，当飞机纵轴与横轴处于水平时，水准仪气泡应处于中央位置。指示器安装在飞机仪表板的中央位置，正面与飞机横轴平行，当飞机在水平状态时，侧滑仪小球位于两标线之间。第九章综合罗盘．

LZ-2综合罗盘……组成：①GHC-5A感应式磁航向传感器（用来感应磁场水平分量H，输送磁航向信号，修正陀螺航向）、②TH-10(A)航向陀螺（在磁校正状态时，它用来稳定来自感应的磁传感器的磁航向信号;在半罗盘状态时，本身就是一个独立的陀螺半罗盘，输出陀螺向信号）、③ZHZ-4A综合航向指示器（用来指示磁航向、转弯角度及盲目着陆时所需电台相对应位角与电磁位角。并用来消除罗盘的系统误差和工具误差）、④FZ-3C综合放大器（按用途不同完成罗盘伺服系统误差信号的放大、变换和校正作用）、⑤EJ-8C继电器盒（用于完成罗盘各部件的接线和工作状态的转换，并提供罗盘系统所用的非标准电源）和⑥EK-4控制盒（向航向陀螺输出位修正信号，以消除地球自转误差和机械误差；改变飞机在N\S半球飞行时修正信号的极性，以改变修正向）等组成。LZ-2两种工作状态……一是长时间的陀螺半罗盘工会工作状态，在飞机上，松开协调按钮时综合罗盘就处于陀螺半罗盘工作状态。二是短时间的磁校正工作状态。

LZ-2壳体装有甲基氯苯硅油，液体对装有三相地磁感应原件及万向掉挂机构的震荡起阻尼作用，还可以减轻万相吊挂支撑的负荷和减小摩擦力矩。

ZHZ-4A综合航向指示器组成：输入同步器、指示同步器、带测速反馈的伺服电机、波面带修正结构、刻度盘和航向给定指针等部件。

EJ-8C继电器盒正常-应急转换：当地平仪正常工作时，航向陀螺两伺服托架由TC-4垂直陀螺中俯仰、倾斜同步发送器输出信号稳定。当地平仪有故障时，两托架伺服系统不能正常工作，这时接通应急开关，+27V电压加到J1继电器上，J1工作，J1-3和J1-6接触；J1-5和J1-2接触；J1-11和J1-9接触；J1-10和J1-11接触；J1-16和J1-19接触；J1-18和J1-15接触断开地平仪和航向陀螺的联系。

第十章航行姿态系统．

HZX-2航向姿态系统……功用：测量并指示飞机磁航向、陀螺航向及转弯角度；测量并指示飞机俯仰角、倾斜角、转弯角速度和转弯向、飞机的侧滑和侧滑向；与无线电罗盘配套指示飞机的无线电台相对位角；向机上设备输出俯仰、倾斜及航向信息。

组成……①GHC-5感应式磁传感器——用来对全姿态组合陀螺中的航向陀螺进行磁航向校正。

②TQZ-1全姿态组合陀螺——用来测量飞机的俯仰角、倾斜角及航向角、并向各指示器及各种机载设备提供俯仰角、倾斜角和航向角信号。它是航向姿态系统的基础部分。

③ZQZ-1全姿态指示器——把全姿态组合陀螺测出的飞机全部姿态组合显示成目视信号，供飞行员判读，它是航向姿态系统的主要部件之一。

④ZHZ-4A综合航向指示器——用来组合显示各种航向角，

供飞行员判读。

⑤ZZD-4地平转弯指示器——根据不同机种对仪表配套的不同要求，有的飞机还装有地平转弯指示器，用来指示飞机的俯仰角和倾斜角。

⑥EK-4控制盒——用来转换航向姿态系统中的工作状态，并给航向陀螺输送给位修正信号以及控制协调速度。

⑦FZ-3(3A)综合放大器——用来放大航向姿态系统中各伺服系统控制信号。

⑧EJ-8继电盒——用于航向姿态系统全套部件的接线和工作状态的转换。并提供系统所用非标准电源。