CESSNA 172R飞机燃油油量表传感器的检测
CESSNA 172R飞机燃油油量表传感器的检测
【摘 要】在平日对CESSNA 172R飞机维护中，飞行机组经常反映燃油油量表会出现多指、少指、摆动等现象，指示误差直接影响到172R飞机在平时训练中的飞行安全。针对这一问题，本文抛砖引玉，进行简单的介绍。
【关键词】传感器；电位；电刷
飞机是在空中运动的精密复杂的机器，它要能按预定的航迹安全飞行，并执行规定的任务。飞机上安装的传感器常被用于测量飞机的工作状态、飞行姿态、动力装置的工作状态、导航参数及其他参数。传感器是一种测量装置，它能够感受或响应规定的被测量，并按照一定规律转换成可用输出，以满足信息的传输、处理、存储、记录、显示和控制等要求。传感器是实现自动检测和自动控制的首要环节，如果没有传感器对原始参数进行精确可靠的测量，那么，无论是信号转换、信息处理，或者最佳数据的显示与控制，都将成为一句空话。可以说，没有精确可靠的传感器，就没有精确可靠的自动检测和控制系统。
按变换原理分类，传感器可分为：变电阻（电位器式、压变式、压阻式、光敏、热敏）、变磁阻（电感式、差动变压器式、涡流式）、变电容（电容式、湿敏），变谐振频率（振动膜式）、变电荷（压电式）、变电势（霍尔式、感应式、热电偶）。CESSNA172R飞机燃油油量表传感器则属于电位器式。电位器是一种人们熟知的机电元件，广泛用于各种电气和电子设备中。在仪表与传感器中，它主要是作为一种把机械位移输入转换为与它成一定函数关系的电阻或电压输出的传感器原件来使用。电位器是由电阻元件及电刷两个基本部分组成。电阻元件是电阻系数很高的极细的绝缘导线整齐地绕在绝缘骨架上，在它与电刷相接触的部分，将导线表面的绝缘去掉，然后加以抛光，形成一个电刷可以在其上滑动的光滑而平整的接触道。电刷是由具有弹性的金属丝制成，其末端弯曲成弧形，利用电刷本身的弹性变形所产生的弹性力，使电刷与电阻元件之间有一定的接触压力，以使两者在相对滑动过程中保持可靠的接触和导电。
简单地讲，燃油油量指示系统由油箱中的浮子式传感器和驾驶舱内的油量指示（油量表）组成。当燃油液面改变时，传感器的浮子随油面移动，感受油面高度变化，从而把油量变化转化成位移信号，再将位移信号转换成电信号通过导线送到油量表，油量表便显示出油箱内的燃油量。
在CESSNA 172R飞机上，燃油油量传感器主要由浮子组合件、机械传动机构、线绕电位器以及壳体组成。利用浮在燃油表面上的浮子带动机械传动机构把液面变化传送给电刷，使电刷在接触道上滑动，其接触位置随液位高度变化而变化，并将感受到的液位信号转换成与电位器电刷两边电阻R1、R2变化的电信号输出到驾驶舱油量指示系统。
由于现代飞机燃油系统具有储存燃油，作为冷却介质及调节重心等功能。因此当燃油油量传感器故障时，由于油箱内的燃油量不能正常计量会导致油箱指示差异；指示的偏差还导致油量低于门限值使热沉储备不足，导致发动机滑油及飞机液压油不能得到足够的冷却；指示故障使油箱油量不一致改变了整个飞机重心导致飞行品质变差的问题，直接影响飞行学生体验飞行状态，形成良好的驾驶感觉，所以燃油油量表会出现多指、少指、摆动等现象应该引起机务工作者的高度重视。
终上所述，燃油油量传感器要能准确地感受燃油油面位置的变化，电刷与电
阻元件之间一定要保持可靠的接触和导电。在平日对CESSNA 172R飞机的维护中，若飞机出现燃油油量表出现多指、少指、摆动等症状，则说明传感器内电刷与电阻元件之间没有可靠接触。在长期对CESSNA 172R飞机的维护中，总结发现，可能原因有以下几种情况：（1）电阻本身很脏，导致接触不可靠；（2）电刷是由具有弹性的金属丝制成，在长期使用过程中，导致电刷弹性减弱；（3）电刷与电阻元件之间应具有一定的接触压力，在长期使用过程中，压力减弱。
在今后的工作中，若出现多指、少指、摆动，可将传感器拆下，用洁净的烟纸擦拭电阻，也可轻微的调试电刷与电阻之间的接触压力，再装上观察之前的故障有无消失。
Cessna172R飞机贫富油调节程序
Cessna172R飞机贫富油调节程序（飞行手册）
1．起动及地面运行阶段：
发动机起动后，并且平稳运转时，对于所有的地面运行，采用以下程序：
1.1将油门置于1200RPM；
1.2将混合比调贫油以获得最大转速；
1.3将油门设置到适当的工作转速（建议800～1000RPM）；
2．起飞阶段：
机场密度高度大于3000英尺，起飞前将混合比调贫油，以在全油门、静态运转时获得最大的转速。
3．爬升阶段：
密度高度低于3000英尺，混合比应使用全富油，密度高度超过3000英尺时应调贫油，以获得更平稳的运转或最大转速。
4．巡航阶段：
当使用80％或更小功率时，在所有运行阶段和任何高度（包括低于3000英尺），都应调贫油以获得最大转速。
注意
在功率较低时，需要稍微调富油以使发动机工作平稳。
使用排气温度（EGT）指示器调贫油：在或低于80％（在Lycoming的文献中，都限制在75％以下，此说明172R要求调贫油的范围更宽，更强烈的体现了调贫油的必要性）功率平飞时，使用排气温度指示器来对油气混合比，以获得最佳或最经济性能。
混合比说明 排气温度
推荐的贫油（飞行员操纵手册） 最高排气温度调富油50°（℉）
最经济 最高排气温度
…从全富油或最大转速混合比慢慢地调贫油，同时监控排气温度指示器。当排气温度开始增加时，继续慢慢地调贫油，直到排气温度指示下降。慢慢地反向朝富油方向调节，然后设定排气温度指针至最高排气温度。混合比可以稍微调贫油，使排气温度回升到最高温度，或可继续富油至所需的推荐贫油混合比。禁制在比最高排气温度混合比更贫油的设定下连续运转。高度或油门位置的任何变动，都要求重新测得最高排气温度，也需要重新设置混合比。在某些情况下，在最高排气温度运行时可能会发生发动机工作不顺畅。在此情况下，以推荐的贫油混合比运行。…推荐的贫油混合比提供了最佳平飞巡航性能（通常，这接近“最佳功率”或最大转速）。
油位传感器的故障
1、燃油表指针直接指示高油位
如果是电磁式的燃油表有可能是线路搭铁不良时电流过大，磁性过强，指针指到最高，直接指示高油位。
2、燃油表指针指示不工作
燃油液位传感器失效；燃油表本身有问题；燃油系统的线路有故障，油位信号端的连线是否脱焊、 断路、触点和变位电阻松旷脱离。
接触点和变位电阻有腐蚀触点、接触毛剌等。
3、燃油表指示不准
传感器的故障
油位传感器总成触点和变位电阻松旷脱离，触点和变位电阻有腐蚀触点、变位电阻接触面有变色污染物、变阻滑道有接触毛剌等。
4、燃油表指针异常摆动、发抖 拆检油位传感器总成（或燃油泵总成） ，观察其插接件是否松动、锈蚀触点、变位电阻是否有腐蚀触点。
检查触点和变位电阻片的接触压力是否偏小
5、开大灯时，燃油表油量指示异常变大
组合仪表总成插接件与仪表线束搭铁回路（A2、B2端）以及与车身搭铁接点处（前照灯旁）松动、接触不良
燃油压力传感器实训报告
一、实训目的
1. 理解燃油压力传感器的作用和原理；
2. 掌握燃油压力传感器的检测方法和故障排除技巧；
3. 提高动手实践能力，为实际维修工作打下基础。
二、实训内容
1. 燃油压力传感器概述
燃油压力传感器是汽车电子控制系统中重要组成部分，主要用于检测燃油系统的压力，并将压力信号传递给发动机控制单元（ECU），以便ECU根据压力信号调整喷油量，实现燃油喷射的最佳控制。
2. 燃油压力传感器的原理
燃油压力传感器采用电容式压力传感器原理，通过测量燃油压力的变化，使传感器内部的电容发生变化，进而产生电压信号。电压信号与燃油压力成正比，将电压信号传输给ECU。
3. 燃油压力传感器的检测方法
（1）外观检查：检查传感器外观是否完好，有无破损、变形等现象。
（2）电路检测：使用万用表检测传感器线束连接是否良好，传感器输出电压是否符合规定。
（3）燃油压力检测：将燃油压力传感器安装在燃油系统上，使用压力表检测燃油压力是否在规定范围内。
4. 燃油压力传感器的故障排除
（1）燃油压力传感器损坏：更换新的燃油压力传感器。
（2）传感器线束连接不良：检查线束连接是否牢固，如有松动，重新连接。
（3）传感器电路故障：检查传感器电路是否短路、断路，如有问题，进行修复。
三、实训过程
1. 实训前准备 （1）了解燃油压力传感器的作用和原理；
（2）熟悉实训设备和工具；
（3）了解实训流程。
2. 实训步骤
（1）外观检查：观察燃油压力传感器外观，检查有无破损、变形等现象。
（2）电路检测：使用万用表检测传感器线束连接是否良好，传感器输出电压是否符合规定。
（3）燃油压力检测：将燃油压力传感器安装在燃油系统上，使用压力表检测燃油压力是否在规定范围内。
（4）故障排除：根据检测结果，进行相应的故障排除。
3. 实训总结
通过本次实训，我对燃油压力传感器的作用、原理、检测方法和故障排除有了更深入的了解。以下是我对实训过程的一些总结：
广汉飞行学院塞斯纳172R正常检查单
C-172R正常飞行程序检查单
NAVⅢ座舱检查单滑行检查单 文件\机务放行---------------------检查 刹车------------------------------检查* 飞机燃油\重量\平衡----------------计算 飞行操纵--------------------------检查 舵面锁-------------------------－-取下 仪表------------------------------检查 磁电机----------------------------－关 襟翼-----------------------------___度* 断路器----------------------------按入 配平----------------------------起飞位 主电门------------------------------关 座舱报告 -------------------------收到 前后冷却风扇----------------------检查起飞后检查单 电子设备电门------------------------关# 高度表--------------------Q—___,___ft 备用静压源--------------------------关 着陆灯、滑行灯----------------------关 停留刹车--------------------------设置 襟翼------------------------------收上 襟翼--------------------------------30 通导频率--------------------------设置* 燃油关断活门--------------开(全部按入)巡航检查单* 燃油选择活门----------------------双组 巡航功率--------------------------设置 灭火瓶----------------------------检查 高度表--------------------Q—___,___ft开车前检查单 通导频率--------------------------设置* 舱门、座椅、安全带----------------检查 进近检查单 备用蓄电池电门-----------测试好放ARM位 通导频率--------------------------设置 发动机指示系统-----------无红色"X"信号 速度设置-----------------------Vref___ 汇流条E电压-----------------不低于24伏# 高度表--------------------Q—___,___ft 主汇流条电压---------------不大于1.5伏# 进近简述--------------------------完成 电池S电流-------------------放电(为负) 混合比----------------------------调整 备用电池警告信号------------------确认# 燃油选择活门----------------------双组 主电门------------------------------开五边检查单* 高度表--------------------Q—___,___ft 磁电机--------------------------双磁位 防撞灯------------------------------开 混合比--------------------------调富油 航行灯------------------------------开 襟翼-----------------------------___度 油门----------------------------按需要 燃油选择活门----------------------双组 混合比----------------------------关断停机检查单* 配平----------------------------起飞位 磁电机------------------------------关* 抬轮速度---------------------------___ 电子设备电门------------------------关开车后检查单 备用电池电门------------------------关* 发动机仪表------------------------检查 空速管加温--------------------------关 交流发电机--------------------------开 燃油泵------------------------------关* 磁电机--------------------------双磁位 外部灯------------------------------关 无线电总电门------------------------开 混合比杆--------------------------关断 电器设备--------------------------设置 燃油选择活门----------------------右位
飞机燃油油位测量方法的研究
龙源期刊网
飞机燃油油位测量方法的研究
作者：陆文俊
来源：《科技视界》2016年第15期
【摘 要】本文主要对飞机燃油油位的检测方法进行了深入的研究，先分析了国内外油位测量的现状，再对几种常见的测量方法进行分析比较。根据适航和可靠性的要求，对当下国内大飞机燃油系统的油位测量提出了较为适合的检测方法。最后，对未来油位测量方法进行了展望。
【关键词】油位检测；电容传感器；超声波传感器
0 引言
飞机燃油油量测量系统的、可靠性、精确度、灵敏度、维护性对整体飞机性能而言有着举足轻重的作用。其中，飞机燃油油位的测量是飞机燃油测量系统中很重要的一部分。据统计，燃油测量精度每提高1%，可以多载重200公斤。因此，提高飞机燃油油位测量的准确度，进一步提高油量的检测精确度，就成为了飞机燃油系统研究工作的重要方向。
本文根据将主要讨论常见的几种测量方法，并分析其原理，包括浮子电阻式、电容式以及超声波式等。最后，比较其优缺点，并探究适用于我国飞机燃油油位测量的有效方法，以及油位检测方法的发展趋势。
1 浮子电阻式油位测量方法
浮子电阻式油位测量方法通过安装在油箱内的浮子传感器，感受油箱中油面高度来测得飞机载油量。浮子传感器由可变电阻和浮子组成，当油面高度变化时，可变电阻值随之改变，这样，就将油面高度变化的非电量变化转换成电量变化，输入仪表线路，从而测得油箱中的油量，其原理简图如下图1所示。测量总油量时，传感器则需要使用多个，对称式电桥的一个桥臂由所有传感器内的电位器互相串联而成。
该测量方法存在以下问题：测量范围小，指示误差大，传感器极易损坏，体积大，安装调试不方便等。
2 电容式油位测量方法
电容式油位测量方法是现代航空领域最常用的方法，其基本原理是空气与燃油存在介电常数特性方面存在差值。将两个同心电极管垂直或接近垂直地安排在燃油箱内构成电容时，就利用了这一现象，如图2所示。 龙源期刊网
C172R燃油系统飞行常见问题
C172R燃油系统飞行常见问题
C172R飞机的燃油系统是飞行中最重要的部分之一。它的作用是将燃料从油箱输送到发动机，并确保在整个飞行过程中燃油供应稳定和可靠。然而，偶尔在使用和飞行时，可能会出现一些常见问题，本文将介绍一些可能出现的问题及其解决方法。
1. 燃料表不准确
这是一个经常出现的问题，通常是由于燃油表的故障或损坏造成的。如果燃油表不准确，可能会导致无法准确估计燃油剩余量，从而使飞行安全受到威胁。解决此问题的方法是使用备用燃油表，对其进行校准，或更换失效的燃油表。
2. 燃油过滤器堵塞
燃油过滤器在燃油系统中起着关键作用，其作用是防止杂质和污垢进入发动机。然而，如果过滤器堵塞，燃油供应可能会严重受阻，这可能导致发动机停机。为避免这种情况，应该定期检查燃油过滤器并更换其损坏的部分。
3. 燃油泵失效
燃油泵是将燃料从油箱输送到发动机的关键装置，如果其失效，会导致整个燃油系统停止工作。这是一个极为严重的问题，如果出现这种情况，应该立即降落并进行紧急维修。为防止这种情况，应该定期检查燃油泵并更换损坏的部分。
4. 燃油漏油
燃油泄漏是一个非常危险的问题，如果不及时处理，可能会导致火灾或爆炸。这可能是由于油箱损坏，油管断裂或松动等原因造成的。如果发现有燃油泄漏的迹象，应该立即关闭燃油开关，并尽可能迅速地降落。必要时，应该使用灭火器或其他可用的灭火手段进行扑灭。
总之，C172R飞机的燃油系统是飞行过程中最重要的部分之一。对其进行定期检查并及时处理可能出现的问题，是确保飞行安全的必要条件。如果遇到不确定的问题，请联系经过培训的机务人员进行咨询和维护。
燃油传感器工作原理
燃油传感器工作原理
燃油传感器是一种用于测量燃油液位或燃油质量的传感器。它主要由传感元件、信号转换电路和输出接口组成。
燃油传感器的传感元件通常采用电阻式传感器。该传感元件是由一根特殊材质制成的导线构成的。当燃油液位或燃油质量发生变化时，导线的电阻值也会发生相应的变化。这是因为导线所处的液位或质量不同，导致导线两端的电势差发生变化，进而改变了电阻值。
信号转换电路主要用于将传感元件的电阻值转换为与燃油液位或质量成正比的电压或电流信号。这个过程通常通过电压比较器、放大器和模拟转换器等电路实现。例如，当传感元件的电阻值增加时，电路会输出相应增加的电压信号或电流信号。
输出接口主要将已转换的电压或电流信号传递给汽车仪表板或其他相关设备，用于显示燃油液位或质量的信息。输出接口通常是一个连接器，可以将传感器与其他设备进行连接。
总的来说，燃油传感器通过测量导线的电阻值来反映燃油液位或质量的变化，并将这些变化转换为电压或电流信号输出。这样，汽车的仪表板或其他设备就可以实时监测燃油的状态。
电容式传感器的飞机燃油油量测量系统设计
81 技术研究2024年第2期
飞机燃油油量测量的准确性对于保证飞行安
全和经济性具有重要意义。传统的油量测量方法
通常采用浮子式传感器或压力传感器，但这些方
法存在着易受温度、压力、姿态等因素影响的缺
点[1]。电容式传感器具有高精度、快响应、稳定性
好等优点，在飞机燃油油量测量中有广阔应用前
景。基于此，介绍了基于电容式传感器的飞机燃
油油量测量系统设计，并通过实验验证其可行性
和有效性。
1 传感器工作原理
在探讨电容式传感器的工作原理时，我们必
须首先理解其构造。该传感器主要由一组同心圆
筒形极板构成，形成了圆柱形的电容器[2]。在这个
模型中，外极板的半径被标记为r2，而油面的高度
则是由变量h来表示。
基于电工学的理论，当电容器的整体长度H远
远超出其外极板的半径r2时，电容C与油面高度h之
间的关系具体来说，电容C是油面高度h的线性函
数，由常数k进行缩放。
如果知道电容C的值，就可以通过除法计算出
油面的高度h：的高度h：
120ln2
rrHC （1）
式中，ε0为真空的介电常数，（F/m）；r1为内极板的半径，m。
基于电容器理论，当电容器的高度H远大于其
外部圆筒的半径r2时，电容C与油膜的高度h之间存
在线性关系。具体来说，电容C是油膜高度h的线性函数。
图1 电容传感器结构
有一个圆柱形电容器插入油箱中。当油箱满油
时，介质只是煤油。但当油量减少时，介质变为煤
油和空气两部分。两种情况下电容的计算公式式
1212ln)2,ln2
rrhHCrrhC（气气油油 （2）
式中：ε油、ε气分别为煤油和空气的介电常
数，（F/m）；h为煤油介质在电容器中所占的高
度。m。
电容传感器由两部分电容组成：无油时的电电容式传感器的飞机燃油油量测量系统设计
杨帆
93147部队 四川 成都 610000
摘要：介绍了一种飞机燃油油量测量系统的设计。该系统采用电容式传感器进行油量测量，通过硬
件设计和软件算法实现对温度、换油和姿态等误差的补偿。详细阐述了电容式传感器的工作原理和误差
飞机燃油油量测量系统的设计
沈阳航空工业学院北方科技学院毕业设计（论文）
1
第1章 前言
1.1 飞机燃油油量测量技术概述
飞机在空中飞行时，飞机油箱中的剩余油量的多少将直接影响飞机的飞行安全。本题目要求设计一种飞机燃油测量系统，能够准确的测量并显示飞机油箱中所剩余的油量，作为飞行的重要参数。
现阶段飞机上所运用的燃油测量系统就显示而言分为模拟式和数字式，但就对油量的测量方法都采用传感电容容值与油量液面高度的正比关系，再结合一定的模拟运算电路，通过单一的抗干扰传输线由油箱向数据处理、显示电路传送单模交流电压信号，再由后者最终显示实时的油量。
飞机在飞行过程中机体内部的电磁干扰是一个十分严重的、不可忽视的影响各系统正常工作的因素，因此在电路设计中除了抗干扰的屏蔽手段之外，在传输线上传输抗干扰能力强的信号是一个很必要的手段。现役的测量系统由于以模拟电压信号作为传输信号，因此极易受到各种干扰。虽然对传输电缆做了一定的屏蔽措施，但在飞机的飞行过程中，系统始终未能很好地抵抗干扰，造成系统测量的可靠性不高，工作不稳定等情况。
在飞行过程中，及时了解飞机的油量，对于完成飞行任务和保障飞行安全，有着重要意义。而飞机上的油箱其形状都是不规则的，这样就给油量的测量带来了许多问题。飞机燃油系统包括油箱、供油和卸油管路、油量测量器件等部分组成。
飞机燃油系统主要用于存储、输送飞机飞行所需要的燃油。飞机燃油量的测量及管理系统是飞机燃油系统中的一个非常重要的子系统。实时、准确地测量油箱中的剩余油量可以精确地计算飞机续航时间，保证安全飞行。同时，通过对飞机中各个油箱燃油储量的精确测量，还可以便于燃油的综合管理，调整燃油系统中各油箱的分布，实现耗油顺序的优化，确保飞机重心自动保持和调整到飞行需要的范围内，改善飞行品质。
塞斯纳172型仪表介绍
塞斯纳C-172R/SP 型飞机仪表板介绍
曹威 cfso197
（1）时钟 （2） 燃油量表 （3）燃油流量及排气温度表 （4）滑油压力/温度表 （5）真空吸力及电流表
（6） 电子设备跳开关 （7）磁电机 （8）总电门 （9）保险 （10）电门面板 （11）驾驶杆
（12）内部照明电门 （13）油门 （14）混合气 （15）襟翼 （16）座舱通风 （17）座舱加温
（18）警告指示 （19）空速表 （20）偏航指示器 （21）地平仪 （22）无线电罗盘 （23）气压高度表
（24）垂直速率表 （25）转速表 （26）航道/下滑道指示器 （27）航道指示器 （28）ADF指示器
（29）音像控制板 （30）无线电设备面板 （31）紧急定位电门 （32）方向舵/刹车踏板
（33）升降舵调整片 （34）断油开关 （35）油路选择开关
A 磁电机 B总电门 C 辅助燃油泵 D 着陆灯 E 滑行灯 F 航行灯
G 放撞灯 H 空速管加温 L 无线电设备电门
a 左油箱油量 b 右油箱油量 c 排气温度 d 燃油流量
e 滑油温度 f 滑油压力 g 真空吸力 h 电流
由于本人水平有限，如有错误在所难免，望大家给与指正。