第5讲：大气数据计算机解析
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2025年高考地理一轮复习第09讲 气压带、风带与气候(大气环流与气候)(讲义)(解析版)
(2)原因：随太阳直射点的南北移动而移动。
节气
春、秋分
冬至
夏至
赤道低气压带
以赤道为轴南北对称
赤道以南
赤道以北
副热带高气压带
30°纬线附近北对称
自30°纬线向南移
自30°纬线向北移
气压带、风带季节移动的规律：
（1）就北半球而言，与二分日相比，各气压带、风带位置大致是夏季偏北，冬季偏南。
（2）气压带、风带的移动晚于太阳直射点移动约1个月，即“移动不同步”。
意义：使高纬度和低纬度之间、海洋和陆地之间的热量和水汽得到交换。
成因：高、低纬度地区的受热不均和地转偏向力。
大气环流主要包括三圈环流、季风环流。
2.单圈环流
冷热不均使其动：在假设地表均匀、地球不自转、太阳直射赤道的情况下，极地与赤道间形成单圈闭合环流，如下图所示：
3.三圈环流
地球自转使其偏：如果去除假设“地球不自转”，在假设地表均匀、地球自转的情况下，形成三圈环流，考虑高低纬度之间的受热不均和地转偏向力，如下图所示：
3．S市夏季常被雾笼罩，是因为()
A．降水较少B．气温较高C．风力较弱D．光照较强
4．夏季，S市主要受()
A．季风影响B．西风带影响C．低压控制D．高压控制
【答案】3．C 4．D
【解析】3．多风的天气有利于雾的消散。该地位于地中海气候区，夏季受副热带高压控制，风力较小；冬季受盛行西风控制，风力较大，故S市夏季常被雾笼罩，是因为风力较弱，C项正确。降水较少、气温较高、光照较强，都有利于雾的消散，故排除A、B、D三项。
C．天津逐渐进入冬季D．气压带、风带向南移
【答案】1．C 2．B
【解析】1．图甲所示，依据纬度变化规律为自北向南纬度数减小，为北半球，则20°-30°之间出现的气压带为副热带高气压带，盛行下沉气流，C正确；此时气压带风带南移，0°~10°盛行东北信风，排除A；10°~20°盛行东北信风，排除B；30°~40°盛行西南风，排除D；故选C。
节气
春、秋分
冬至
夏至
赤道低气压带
以赤道为轴南北对称
赤道以南
赤道以北
副热带高气压带
30°纬线附近北对称
自30°纬线向南移
自30°纬线向北移
气压带、风带季节移动的规律：
（1）就北半球而言，与二分日相比，各气压带、风带位置大致是夏季偏北，冬季偏南。
（2）气压带、风带的移动晚于太阳直射点移动约1个月，即“移动不同步”。
意义：使高纬度和低纬度之间、海洋和陆地之间的热量和水汽得到交换。
成因：高、低纬度地区的受热不均和地转偏向力。
大气环流主要包括三圈环流、季风环流。
2.单圈环流
冷热不均使其动：在假设地表均匀、地球不自转、太阳直射赤道的情况下，极地与赤道间形成单圈闭合环流，如下图所示：
3.三圈环流
地球自转使其偏：如果去除假设“地球不自转”，在假设地表均匀、地球自转的情况下，形成三圈环流，考虑高低纬度之间的受热不均和地转偏向力，如下图所示：
3．S市夏季常被雾笼罩，是因为()
A．降水较少B．气温较高C．风力较弱D．光照较强
4．夏季，S市主要受()
A．季风影响B．西风带影响C．低压控制D．高压控制
【答案】3．C 4．D
【解析】3．多风的天气有利于雾的消散。该地位于地中海气候区，夏季受副热带高压控制，风力较小；冬季受盛行西风控制，风力较大，故S市夏季常被雾笼罩，是因为风力较弱，C项正确。降水较少、气温较高、光照较强，都有利于雾的消散，故排除A、B、D三项。
C．天津逐渐进入冬季D．气压带、风带向南移
【答案】1．C 2．B
【解析】1．图甲所示，依据纬度变化规律为自北向南纬度数减小，为北半球，则20°-30°之间出现的气压带为副热带高气压带，盛行下沉气流，C正确；此时气压带风带南移，0°~10°盛行东北信风，排除A；10°~20°盛行东北信风，排除B；30°~40°盛行西南风，排除D；故选C。
飞机大气数据实时模拟系统的设计与实现_栗中华
测控自动化 文 章 编 号 :1008-0570(2011)04-0046-02
《 微 计 算 机 信 息》 2011 年 第 27 卷 第 4 期
飞机大气数据实时模拟系统的设计与实现
Design and Realization of Aircraft Air Data Real-time Simulating System
[4] RPT 350 Smart Pressure Transducer User Manual [DB]. Druck. 19th July 2002. [5]薛艳,江浩。基于 ARM 高速数据采集远程监控系统的应用[J]。 《自动化仪表》,第 29 卷第 10 期,2008 年 10 月,41-43。 [6]管武,王健等。基于 ARM 的远程重构通讯控制模块的设计[J]。 《微计算机信息》2009 年第 25 卷第 1-2 期,123-124。
( 收 稿 日 期 :2010.09.09)( 修 稿 日 期 :2010.12.09)
技 术
创
(上接第 47 页)
新 使得 采 集压 力 精 确,并 采 用 两点 法 进 行传 感 器 校准,从 而 确 保 计
算值的准确。
作者对本文版权全权负责,无抄袭。
参考文献
[1]赵淑荣,罗云林。大气数据系统[M]。北京:兵器工业出版社, 2004 年 1 月。 [2]肖建德。大气数据计算机系统[M]。北京:国防工业出版社,1992 年 7 月。 [3]张平. Matlab 基础与应用简明教程[M] . 北京:北京航空航天 大学出版社. 2001.
栗中华: 讲师 硕士研究生
qc 为动压,ρ0 为海平面标准大气条件下的气体密度。 考虑空气压缩性的空速为:
其中,
《 微 计 算 机 信 息》 2011 年 第 27 卷 第 4 期
飞机大气数据实时模拟系统的设计与实现
Design and Realization of Aircraft Air Data Real-time Simulating System
[4] RPT 350 Smart Pressure Transducer User Manual [DB]. Druck. 19th July 2002. [5]薛艳,江浩。基于 ARM 高速数据采集远程监控系统的应用[J]。 《自动化仪表》,第 29 卷第 10 期,2008 年 10 月,41-43。 [6]管武,王健等。基于 ARM 的远程重构通讯控制模块的设计[J]。 《微计算机信息》2009 年第 25 卷第 1-2 期,123-124。
( 收 稿 日 期 :2010.09.09)( 修 稿 日 期 :2010.12.09)
技 术
创
(上接第 47 页)
新 使得 采 集压 力 精 确,并 采 用 两点 法 进 行传 感 器 校准,从 而 确 保 计
算值的准确。
作者对本文版权全权负责,无抄袭。
参考文献
[1]赵淑荣,罗云林。大气数据系统[M]。北京:兵器工业出版社, 2004 年 1 月。 [2]肖建德。大气数据计算机系统[M]。北京:国防工业出版社,1992 年 7 月。 [3]张平. Matlab 基础与应用简明教程[M] . 北京:北京航空航天 大学出版社. 2001.
栗中华: 讲师 硕士研究生
qc 为动压,ρ0 为海平面标准大气条件下的气体密度。 考虑空气压缩性的空速为:
其中,
第3章数据链路层-1
g1
g2
gr-1
R0
R1
Rr-1
信息输入端
图3.5 CRC码的编码电路
码字输出端 输出开关
3.2 差错检测与校正（续）
常用的检错码 ----循环冗余码
大于r+1的突发错误
• 若具体取r=16，则能检测出所有双错、奇数位错、突 发长度小于等于16的突发错以及1-2-15（约为99.997%） 的突发长度为17的突发错和1-2-16（约为99.998%）的
突发长度大于等于18的突发错
3.2 差错检测与校正（续）
常用的检错码 ----循环冗余码
除以G（x）的运算易于用移位寄存器和半 加器来实现
3.2 差错检测与校正（续）
传输差错的特性
➢ 噪声分类：
• 信道所固有的，持续存在的随机热噪声 • 由于外界特定的短暂原因所造成的冲击噪声
➢ 噪声比较：
• 随机错通常较少 • 冲击噪声的幅度可以相当大 ，它是传输中产生差错
的重要原因
3.2 差错检测与校正（续）
传输差错的特性
➢ 衡量一个信道质量的重要参数是误码率：
*是要求同学了解的，这些内容在本电子教案中并未讲解而是要求同学自己阅读教材。
3.1 数据链路层的功能
➢ 基本功能：
• 将物理层提供的原始的传送比特流的可能出错的物理连 接改造成为逻辑上无差错的数据链路
• 最基本的服务就是将源机器网络层来的数据可靠地传输 到相邻节点的目标机网络层
• 要完成许多特定的功能 ☆ 主要有如何将比特组合成帧（frame）； ☆ 处理传输中出现的差错； ☆ 调节发送方的发送速率不至于使较慢的接收方不能 承受，以及数据链路层连接的建立、维持和释放， 称之为链路管理。
第6讲：计算方法及显示
供信息？
2020年4月18日6时0分
第30/共30
2020年4月18日6时0分
第14/共30
ADC提供的参数（3）
SMYD 1
ADIRU向SMYD 1发送下列数据，用于失速管理和偏航阻尼器计算。
马赫数、真空速、计算的空速、动压
CPC
ADIRU向座舱压力控制器（CPC）1和2发送下列ADR数据以计算增 压数值：
修正的气压高度、未修正的气压高度、静压
大气数据系统
（大气数据计算机基本计算方法与显示仪表）
刘瑞华 中国民航大学 电子信息工程学院
大气数据计算机的基本计算方法
线性插值法
零阶插值
一阶插值
Px
yi
yi1 xi1
yi xi
x
xi
y C0 C1x x0 C2 x x0 x x1
抛物线插值法
2020年4月18日6时0分
第6/共30
传感器静特性校正
分段线性插值法
x
xi
xi1 yi1
xi yi
(y
yi )
y mx mxi mki y yi xi kiy yi
整体拟合校正
p k0 k1T k2T 2 k3T 3 k4T 4
p k0 k1T k2T 2 k3T 3 k4T 4
电动高度表
2020年4月18日6时0分
第16/共30
电动高度表
2020年4月18日6时0分
第17/共30
双速控制式自整角机的基本工作 原理
齿轮变速的双速双通道自整角机同步系统
用粗通道精通道双通道，通过齿轮啮合（啮合比I）输 入、输出，使精通道的精度提高i倍。
换接器在粗通道电压低于一定值（失调角小于一定值） 的时候，自动接通精通道。
2020年4月18日6时0分
第30/共30
2020年4月18日6时0分
第14/共30
ADC提供的参数（3）
SMYD 1
ADIRU向SMYD 1发送下列数据，用于失速管理和偏航阻尼器计算。
马赫数、真空速、计算的空速、动压
CPC
ADIRU向座舱压力控制器（CPC）1和2发送下列ADR数据以计算增 压数值：
修正的气压高度、未修正的气压高度、静压
大气数据系统
（大气数据计算机基本计算方法与显示仪表）
刘瑞华 中国民航大学 电子信息工程学院
大气数据计算机的基本计算方法
线性插值法
零阶插值
一阶插值
Px
yi
yi1 xi1
yi xi
x
xi
y C0 C1x x0 C2 x x0 x x1
抛物线插值法
2020年4月18日6时0分
第6/共30
传感器静特性校正
分段线性插值法
x
xi
xi1 yi1
xi yi
(y
yi )
y mx mxi mki y yi xi kiy yi
整体拟合校正
p k0 k1T k2T 2 k3T 3 k4T 4
p k0 k1T k2T 2 k3T 3 k4T 4
电动高度表
2020年4月18日6时0分
第16/共30
电动高度表
2020年4月18日6时0分
第17/共30
双速控制式自整角机的基本工作 原理
齿轮变速的双速双通道自整角机同步系统
用粗通道精通道双通道，通过齿轮啮合（啮合比I）输 入、输出，使精通道的精度提高i倍。
换接器在粗通道电压低于一定值（失调角小于一定值） 的时候，自动接通精通道。
2023-2024学年上海市浦东新区上海民办张江集团校中考语文最后冲刺模拟试卷含解析
2023-2024学年上海市浦东新区上海民办张江集团校中考语文最后冲刺模拟试卷请考生注意：1．请用2B铅笔将选择题答案涂填在答题纸相应位置上，请用0．5毫米及以上黑色字迹的钢笔或签字笔将主观题的答案写在答题纸相应的答题区内。
写在试题卷、草稿纸上均无效。
2．答题前，认真阅读答题纸上的《注意事项》，按规定答题。
一、积累与运用1．下列句子中没有语病的一项是（）A．本着“服务G20，奉献G20”作为目的，杭州市政府发出志愿者征集令，希望广大市民以主人翁姿态踊跃报名。
B．执法人员近日加大了对上市蔬菜抽样检测，以防止不合格农产品出现在百姓的餐桌上，确保舌尖上的安全。
C．史铁生以亲身经历为基础，描写了他多年来在地坛公园观察到的风景、世态以及对人生独特而深刻的感悟。
D．一篇有关中国人在5000年前就酿制啤酒的论文在《美国国家科学院学报》发表，第一作者是位90后的杭州姑娘。
2．依次填入下面文段横线处的语句，衔接最恰当的一组是（）“恰”在诗中竟然这样的传神。
真正的好文字也是恰好。
①我最喜欢的是后两句，“恰恰”多有意思的词语，生动鲜活，惟妙惟肖，有音律之美。
②小时候读杜甫的诗“黄四娘家花满蹊，千朵万朵压枝低。
留连戏蝶时时舞，自在娇莺恰恰啼。
”③原来“恰恰”是形容黄莺的鸣叫声，见蝴蝶在花丛中蹁跹起舞，枝头的黄莺忍不住唱起歌来。
④春天的气息一瞬间扑来，莺歌燕舞，花开陌上，内心充满无限的喜悦。
A．④③②①B．④②①③C．②③①④D．②①③④3．下列句子中加点词语使用正确的一项是（）A．造假者随便找几间房子，拉几个人就开始生产，于是大量的垃圾食品厂就雨后春笋．．．．般地冒了出来。
B．因为涉嫌论文造假，翟天临被卷入舆论漩涡，他将有可能在演艺圈销声匿迹．．．．。
C．浮光掠影．．．．地游览，怎能深入了解各个地方的风俗民情？D．对我国这样一个拥有13亿人口的大国，粮食安全的重要性是堂而皇之．．．．的。
4．下列各句中，加点成语使用正确．．的一项是（）A．鄙人的画今天展出，请各位专家评头论足．．．．，多多指导。
大气数据仪表
与标准大气压值之差对应的高度值。在海平面附近(或较低高度上), 气压 与高度的换算值约为11 m/ mmHg、8.25 m/ hPa 或1 000 ft/ inHg。 标准气压高度、场压高度和海压高度可以用气压式高度表测量; 真实高 度使用无线电高度表测量。
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3.1 气压式高度表
在飞越高山、高空摄影、航测, 尤其是盲降着陆时, 需要准确测量真实高 度。 3.绝对高度 飞机到平均海平面的垂直距离叫作绝对高度。在海上飞行时, 需要知道 绝对高度。我国的平均海平面在青岛附近的黄海上, 它是我国地理标高 的“原点”。 相对高度、真实高度、绝对高度都是以地表面上某一水平面作为基准面 的高度, 具有稳定的几何形态, 有的文献称为几何高度。
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3.1 气压式高度表
6.修正海压高度(HQNH) 修正海压高度即修正海平面气压高度, 简称为海压高度或海压高。它是
以修正海平面气压为基准面的气压高度。修正海平面气压是根据当时机 场的场面气压和标高, 按照标准大气条件推算出来的海平面气压值(由气 象台提供)。在标准大气条件下, 修正海压高度等于绝对高度。 当飞机停在跑道上时, 气压式高度表指示的海压高应为机场标高。准确 地讲, 应为飞机座舱高度加机场标高。
3.1.1 飞行高度及测量方法
飞机的飞行高度是指从飞机到某一个指定基准面之间的垂直距离。根据 所选基准面, 飞行高度可分以下几种, 如图3.1 -1 所示。
1.相对高度 飞机到某一机场场面的垂直距离叫作相对高度。飞机起飞、降落时, 必
须知道相对高度。
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3.1 气压式高度表
2.真实高度 飞机到正下方地面(如地面、水面、山顶等) 的垂直距离叫作真实高度。
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3.1 气压式高度表
在飞越高山、高空摄影、航测, 尤其是盲降着陆时, 需要准确测量真实高 度。 3.绝对高度 飞机到平均海平面的垂直距离叫作绝对高度。在海上飞行时, 需要知道 绝对高度。我国的平均海平面在青岛附近的黄海上, 它是我国地理标高 的“原点”。 相对高度、真实高度、绝对高度都是以地表面上某一水平面作为基准面 的高度, 具有稳定的几何形态, 有的文献称为几何高度。
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3.1 气压式高度表
6.修正海压高度(HQNH) 修正海压高度即修正海平面气压高度, 简称为海压高度或海压高。它是
以修正海平面气压为基准面的气压高度。修正海平面气压是根据当时机 场的场面气压和标高, 按照标准大气条件推算出来的海平面气压值(由气 象台提供)。在标准大气条件下, 修正海压高度等于绝对高度。 当飞机停在跑道上时, 气压式高度表指示的海压高应为机场标高。准确 地讲, 应为飞机座舱高度加机场标高。
3.1.1 飞行高度及测量方法
飞机的飞行高度是指从飞机到某一个指定基准面之间的垂直距离。根据 所选基准面, 飞行高度可分以下几种, 如图3.1 -1 所示。
1.相对高度 飞机到某一机场场面的垂直距离叫作相对高度。飞机起飞、降落时, 必
须知道相对高度。
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3.1 气压式高度表
2.真实高度 飞机到正下方地面(如地面、水面、山顶等) 的垂直距离叫作真实高度。
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第5讲：大气数据计算机
自整角机同步信号/数字转换
电阻/数字转换
S/H
A/D
输入信号的传输
2020年4月18日6时1分
第15/共45
数字式大气数据计算机-----输入 接口（一）
2020年4月18日6时1分
二进制译码器
A B C D S0 S1
逻辑多路转 换器
第16/共45
数字式大气数据计算机-----输入接 口（二）
Ts
!0.2M
2 a
由于
a2 kRT
且
Ma
V a
考虑到总温探头误差
2020年4月18日6时1分
第5/共45
大气数据计算机
组成
传感器测量
静压传感器、全压传感器、总温传感器、 攻角传感器等
具有可进行误差修正和补偿的解算装置 座舱指示、显示装置及信号输出装置
2020年4月18日6时1分
第6/共45
2020年4月18日6时1分
第13/共45
全温探头
2020年4月18日6时1分
第14/共45
数字式大气数据计算机-----输入 接口
多路转换器
直流电压/数字转换
V-T式A/D转换
多 路
双积分式A/D转换
转 换
逐次逼近式A/D转换
器
交/直流转换原理
频率/数字转换原理
频率测量原理
周期测量原理
VDC1 sin VDC2 cos
自整角机
信号转换 方框图
将三相同步信号变换成传送角的正弦、余弦两相交流信号， 然后再变成直流信号，再通过A/D转换成相应的数字量。
2020年4月18日6时1分
第24/共45
角度信号的反变换
sinα cosα
大气专业讲座心得体会总结
一、讲座概述近日，我有幸参加了一场关于大气专业的讲座，主讲人为我国著名大气科学家、某大学教授张教授。
讲座内容丰富，涵盖了大气科学的基本理论、研究方法、应用领域以及我国大气科学研究的发展现状和未来趋势。
通过此次讲座，我对大气科学有了更加深入的了解，以下是我对本次讲座的心得体会。
二、讲座内容回顾1. 大气科学的基本理论张教授首先介绍了大气科学的基本理论，包括大气组成、大气运动、大气化学、大气辐射等方面。
这些基本理论为后续的研究奠定了基础。
2. 大气科学研究方法张教授详细讲解了大气科学研究方法，包括观测、实验、模拟和理论分析等。
他指出，观测是大气科学研究的基石，实验和模拟则是对观测数据的进一步分析和验证，理论分析则是对大气现象的深入理解。
3. 大气科学应用领域张教授介绍了大气科学在各个领域的应用，如天气预报、气候变化、空气质量监测、大气污染治理等。
他强调，大气科学的研究成果为我国社会经济发展提供了有力支撑。
4. 我国大气科学研究的发展现状与未来趋势张教授对我国大气科学研究的发展现状进行了总结，指出我国在大气科学研究方面取得了显著成果，但仍存在一定差距。
他提出，未来我国大气科学研究应重点关注以下几个方面：（1）加强基础研究，提高大气科学理论水平；（2）完善观测网络，提高观测数据质量；（3）发展数值模拟技术，提高预报准确率；（4）加强国际合作，共同应对全球气候变化。
三、心得体会1. 深化对大气科学的认识通过本次讲座，我对大气科学有了更加全面和深入的认识。
我了解到，大气科学是一门综合性学科，涉及物理、化学、数学、计算机等多个领域。
大气科学的研究对于人类社会的发展具有重要意义，关系到人类生存环境的改善和可持续发展。
2. 提高自己的专业素养在讲座中，张教授提到了大气科学研究方法的重要性。
这使我意识到，作为一名大气科学专业的学生，提高自己的专业素养是至关重要的。
我需要在今后的学习中，注重理论知识与实践能力的培养，努力成为一名优秀的大气科学研究者。
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第3/共45
2018年10月21日12时32分
基本解算关系
高度的解算（见前述公式） 马赫数的解算（见前述公式） 指示空速的解算（见前述公式） 真空速的解算
72.1728 M a 1 0.2M
2 a
V M a a M a kRT 72.1728 M a Ts
Tt
1 S
校正存储器
压力传感器
UOUT
PS
A1 UD D/A
滤波器
解调 器
A/D K3
N
1
S
N2PS
参考电压UR
N
2
计算机
2018年10月21日12时32分
第11/共45
数字式大气数据计算机-----原始 参数传感器（二）
UR UOUT
压阻式压力传感器
2018年10月21日12时32分
第12/共45
差动电容式压力测量原理 差压为零时，输出为零；差压不为零，输出电压的幅值 取决于差压的大小，相位取决于差压的正负。
2018年10月21日12时32分 第9/共45
电容量式压力传感器
将随压力变化的电容量变换成电压输出。
石英膜盒CP 参考电容CR 参考电压UR 放大器 固定的3KHz 激励电源UR 输出电压UOUT
2018年10月21日12时32分
第2/共45
大气数据计算机系统：功能及要求
对大气数据计算机系统的要求：
能利用所测参数计算大气数据信息，应具 有不同形式的输出信号 应具有误差修正功能、监控功能和故障告 警功能 应具有飞行前后的自检功能；故障诊断、 故障隔离功能 应具有快速方便地更换部件和机器的快速 拆装能力
量 一定时，谐振频率仅是压力P的函数。
2018年10月21日12时32分 第13/共45
全温探头
2018年10月21日12时32分
第14/共45
数字式大气数据计算机-----输入 接口
多路转换器
直流电压/数字转换 V-T式A/D转换 双积分式A/D转换 逐次逼近式A/D转换 交/直流转换原理 频率/数字转换原理 频率测量原理 周期测量原理 自整角机同步信号/数字转换 电阻/数字转换
大气数据系统
（大气数据计算机） 刘瑞华 中国民航大学 电子信息工程学院
大气数据计算机系统：功能及要求
功能
测量静压、总压、总温以及参与修正作用的 攻角和气源误差，经过解算装置或计算机的 运算，输出大量的大气数据信息。
优势
减少大量的重复仪表和传感器 提高大气数据的计算精度 扩大测量系统的功能，提高系统可靠性
多 路 转 换 器
S/H
A/D
输入信号的传输
2018年10月21日12时32分
第15/共45
数字式大气数据计算机-----输入 接口（一）
二进制译码器
A B C D S0 S1
逻辑多路转 换器
2018年10月21日12时32分 第16/共45
数字式大气数据计算机-----输入接 口（二）
2018年10月21日12时32分
第20/共45
数字式大气数据计算机-----输入 接口（五）
U入
D / A转 换器 比较 器 锁存 器 INBUS0-3
逐次逼近 寄存器
锁存 指令 转换 完成
2018年10月21日12时32分
第6/共45
数字式大气数据计算机硬件结构
2018年10月21日12时32分
第7/共45
大气数据计算机：原始参数传感器
电容式压力传感器 压阻式压力传感器 振膜式压力传感器 总温传感器
第8/共45
2018年10月21日12时32分
数字式大气数据计算机-----原始 参数传感器（一）
大气密度的解算
得
P0 Ps 由 0T0 sTs
Ps 0T0 s Ts P0
2018年10月21日12时32分
第4/共45
大气静温的解算
由 P P 1 2 k 1 k V1 1 V22 2 2 k 1 1 2 k 1 2 和 P RT
1 2 k 1 k V1 RT1 V22 RT2 2 k 1 2 k 1 若气流受阻，即 V2 0时， k 1 2 V1 2kR 2 Tt Ts !0.2 M a T2 T1 Tt
t
双积分式A/D转换
双积分转换波形
2018年10月21日12时32分
第19/共45
双积分式A/D转换
工作过程三个阶段：采样阶段、比较阶 段、休止阶段 双积分式A/D转换器的特点：
对积分元件R、C及时钟脉冲的稳定性及准 确低要求低 对于对称的常模干扰信号，特别是工频干 扰信号有很强的抑制能力 测量速度慢
脉冲分配器
X1 X2 X3
传感器
传输门 综 合 电 路
晶体振 荡器
计数分 频器 时 钟 脉 冲
计数器
译码器
分路脉冲输出
传感器
传输门
传感器
传输门
（b）
（a）
时序型多路转换器
2018年10月21日12时32分
第17/共45
数字式大气数据计算机-----输入 接口（三）
U入
锯齿波 发生器 关（下 降沿） 控制门 计数器
s 2 a
由于
a 2 kRT 且 M a
T !0.2M
V a
考虑到总温探头误差
2018年10月21日12时32分
第5/共45
大气数据计算机
组成
传感器测量
静压传感器、全压传感器、总温传感器、 攻角传感器等
具有可进行误差修正和补偿的解算装置 座舱指示、显示装置及信号输出装置
信号比 较器
数字量 输出
开测 启动
标准脉冲 零比 较器 开（上 发生器 升沿）
V/T式A/D转换
2018年10月21日12时32分 第18/共45
数字式大气数据计算机-----输入 接口（四）
±UX -UR +UR 逻辑 控制
积分器
零比 较器
Uc U’x
时钟
译码 显示
U’c Uc
计数门
计数器
Ux
T1 T2 T’2
UOUT=X P UR /XR X P ，XR 为被测可变 电容和标准参考电容的阻抗
2018年10月21日12时32分 第10/共45
传感器A/D转换回路
传感器测得信号在放大器输入端与D/A转换 器输出相减，电压差放大，经滤波解调变成 直流电压，用A/D转换后送入计算机，由计算 机对其积分，然后经D/A转换变成模拟量反馈 N P ’ 回放大器输入端，直至回路达到平衡。 1 速率符号
2018年10月21日12时32分
基本解算关系
高度的解算（见前述公式） 马赫数的解算（见前述公式） 指示空速的解算（见前述公式） 真空速的解算
72.1728 M a 1 0.2M
2 a
V M a a M a kRT 72.1728 M a Ts
Tt
1 S
校正存储器
压力传感器
UOUT
PS
A1 UD D/A
滤波器
解调 器
A/D K3
N
1
S
N2PS
参考电压UR
N
2
计算机
2018年10月21日12时32分
第11/共45
数字式大气数据计算机-----原始 参数传感器（二）
UR UOUT
压阻式压力传感器
2018年10月21日12时32分
第12/共45
差动电容式压力测量原理 差压为零时，输出为零；差压不为零，输出电压的幅值 取决于差压的大小，相位取决于差压的正负。
2018年10月21日12时32分 第9/共45
电容量式压力传感器
将随压力变化的电容量变换成电压输出。
石英膜盒CP 参考电容CR 参考电压UR 放大器 固定的3KHz 激励电源UR 输出电压UOUT
2018年10月21日12时32分
第2/共45
大气数据计算机系统：功能及要求
对大气数据计算机系统的要求：
能利用所测参数计算大气数据信息，应具 有不同形式的输出信号 应具有误差修正功能、监控功能和故障告 警功能 应具有飞行前后的自检功能；故障诊断、 故障隔离功能 应具有快速方便地更换部件和机器的快速 拆装能力
量 一定时，谐振频率仅是压力P的函数。
2018年10月21日12时32分 第13/共45
全温探头
2018年10月21日12时32分
第14/共45
数字式大气数据计算机-----输入 接口
多路转换器
直流电压/数字转换 V-T式A/D转换 双积分式A/D转换 逐次逼近式A/D转换 交/直流转换原理 频率/数字转换原理 频率测量原理 周期测量原理 自整角机同步信号/数字转换 电阻/数字转换
大气数据系统
（大气数据计算机） 刘瑞华 中国民航大学 电子信息工程学院
大气数据计算机系统：功能及要求
功能
测量静压、总压、总温以及参与修正作用的 攻角和气源误差，经过解算装置或计算机的 运算，输出大量的大气数据信息。
优势
减少大量的重复仪表和传感器 提高大气数据的计算精度 扩大测量系统的功能，提高系统可靠性
多 路 转 换 器
S/H
A/D
输入信号的传输
2018年10月21日12时32分
第15/共45
数字式大气数据计算机-----输入 接口（一）
二进制译码器
A B C D S0 S1
逻辑多路转 换器
2018年10月21日12时32分 第16/共45
数字式大气数据计算机-----输入接 口（二）
2018年10月21日12时32分
第20/共45
数字式大气数据计算机-----输入 接口（五）
U入
D / A转 换器 比较 器 锁存 器 INBUS0-3
逐次逼近 寄存器
锁存 指令 转换 完成
2018年10月21日12时32分
第6/共45
数字式大气数据计算机硬件结构
2018年10月21日12时32分
第7/共45
大气数据计算机：原始参数传感器
电容式压力传感器 压阻式压力传感器 振膜式压力传感器 总温传感器
第8/共45
2018年10月21日12时32分
数字式大气数据计算机-----原始 参数传感器（一）
大气密度的解算
得
P0 Ps 由 0T0 sTs
Ps 0T0 s Ts P0
2018年10月21日12时32分
第4/共45
大气静温的解算
由 P P 1 2 k 1 k V1 1 V22 2 2 k 1 1 2 k 1 2 和 P RT
1 2 k 1 k V1 RT1 V22 RT2 2 k 1 2 k 1 若气流受阻，即 V2 0时， k 1 2 V1 2kR 2 Tt Ts !0.2 M a T2 T1 Tt
t
双积分式A/D转换
双积分转换波形
2018年10月21日12时32分
第19/共45
双积分式A/D转换
工作过程三个阶段：采样阶段、比较阶 段、休止阶段 双积分式A/D转换器的特点：
对积分元件R、C及时钟脉冲的稳定性及准 确低要求低 对于对称的常模干扰信号，特别是工频干 扰信号有很强的抑制能力 测量速度慢
脉冲分配器
X1 X2 X3
传感器
传输门 综 合 电 路
晶体振 荡器
计数分 频器 时 钟 脉 冲
计数器
译码器
分路脉冲输出
传感器
传输门
传感器
传输门
（b）
（a）
时序型多路转换器
2018年10月21日12时32分
第17/共45
数字式大气数据计算机-----输入 接口（三）
U入
锯齿波 发生器 关（下 降沿） 控制门 计数器
s 2 a
由于
a 2 kRT 且 M a
T !0.2M
V a
考虑到总温探头误差
2018年10月21日12时32分
第5/共45
大气数据计算机
组成
传感器测量
静压传感器、全压传感器、总温传感器、 攻角传感器等
具有可进行误差修正和补偿的解算装置 座舱指示、显示装置及信号输出装置
信号比 较器
数字量 输出
开测 启动
标准脉冲 零比 较器 开（上 发生器 升沿）
V/T式A/D转换
2018年10月21日12时32分 第18/共45
数字式大气数据计算机-----输入 接口（四）
±UX -UR +UR 逻辑 控制
积分器
零比 较器
Uc U’x
时钟
译码 显示
U’c Uc
计数门
计数器
Ux
T1 T2 T’2
UOUT=X P UR /XR X P ，XR 为被测可变 电容和标准参考电容的阻抗
2018年10月21日12时32分 第10/共45
传感器A/D转换回路
传感器测得信号在放大器输入端与D/A转换 器输出相减，电压差放大，经滤波解调变成 直流电压，用A/D转换后送入计算机，由计算 机对其积分，然后经D/A转换变成模拟量反馈 N P ’ 回放大器输入端，直至回路达到平衡。 1 速率符号