风标式迎角传感器零位误差测量系统及测量工装的制作方法

1.本实用新型涉及飞机测量技术领域，尤其涉及一种风标式迎角传感器零位误差测量系统及测量工装。


背景技术：

2.迎角传感器是民用飞机大气数据传感器的重要组成部分，目前风标式迎角传感器在民用飞机上应用广泛，但是由于其在安装过程中产生的定位误差和大气数据计算过程中产生的分析误差，会导致出现迎角传感器位于零位时迎角信号指示的迎角数据不为零的情况，该情况下的迎角数据即为迎角传感器的零位误差。
3.目前，在飞机试飞过程中要求对迎角传感器零位误差进行检测，其直接的测量方法是将迎角传感器置于零位后，测量迎角信号数据。但迎角传感器装机后由于受到安装定位精度限制，在特定时间段内，迎角传感器的精确零位难以确定。因此将迎角传感器置于零位直接测量其零位误差的方法存在困难，亟需提供一种新构型的零位误差测量系统。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种测量工装，能够实现对风标式迎角传感器零位误差的快速测量。
5.为实现前述目的的测量工装，用于风标式迎角传感器零位误差的测量，所述风标式迎角传感器包括风标叶片以及传感器底座，所述测量工装包括座体以及设置于所述座体上的至少一个第一连接部、至少一个第二连接部和至少一个第三连接部。座体提供限位开口，所述限位开口允许容纳所述风标叶片，当所述风标叶片容纳于所述限位开口中时，所述限位开口的侧壁限制所述风标叶片的转动。其中，所述传感器底座通过所述第一连接部或所述第二连接部或所述第三连接部与所述座体连接；当所述传感器底座通过所述第一连接部与所述座体连接时，容纳于所述限位开口内的风标叶片处于中立位置；当所述传感器底座通过所述第二连接部与所述座体连接时，容纳于所述限位开口内的风标叶片处于上偏位置；当所述传感器底座通过所述第三连接部与所述座体连接时，容纳于所述限位开口内的风标叶片处于下偏位置。通过本测量工装能够利用角度变换器线性工作原理，通过测量不同实际偏转角度下迎角传感器不同信号角度，拟合不同信号角度相对于实际偏转角度的变化曲线，从而得到实际偏转角度为零时的迎角信号角度，以得到传感器的零位误差。采用本测量工装能够实现由简单有效、测量时间成本较小的测量方法对零位误差的测量。
6.在一个或多个实施例中，所述第一连接部、所述第二连接部以及所述第三连接部分别为设置于所述限位开口两侧的一对。通过将连接部分别设置于限位开口两侧，使得在连接状态下的测量工装与风标式迎角传感器之间的连接状态更加牢固，提升测量的准确性。
7.在一个或多个实施例中，在所述限位开口的同一侧中，所述第二连接部与所述第一连接部之间的间距，与所述第三连接部与所述第一连接部之间的间距相等。通过前述设
置，能够易于在测量过程中获得实际偏转角度，进一步提升测量效率。
8.在一个或多个实施例中，所述座体包括本体部以及两挡板，本体部呈带有缺口的圆环状，两挡板设置于所述缺口处两侧的所述本体部上，每个所述挡板均具有沿所述本体部的径向向外延伸的一段，以及沿所述本体部的厚度方向向外突伸出的一段。其中，所述两挡板之间以及所述缺口共同限定出所述限位开口。通过挡板以及缺口共同对容纳于其中的风标叶片进行限位，由于挡板能够与风标叶片的接触面积更大，使得其对于风标叶片的限位效果更好，风标叶片更不易在限位开口中转动。
9.在一个或多个实施例中，所述第一连接部、所述第二连接部以及所述第三连接部环绕所述本体部外周布设。通过将连接部布置在本体部外周，在定位时更易于观察，提升装配以及测量效率。
10.在一个或多个实施例中，所述第一连接部、所述第二连接部以及所述第三连接部分别为通孔，所述通孔允许紧固件穿过。通过紧固件连接的方式，能够实现测量工装与风标式迎角传感器之间可拆卸，同时保证连接状态下的牢固度。
11.本实用新型的另一目的在于提供一种风标式迎角传感器零位误差测量系统，其包括风标式迎角传感器、测量单元、控制单元以及如前所述的测量工装，所述测量单元用于测量所述风标叶片的实际迎角数值，所述控制单元用于接收所述实际迎角数值，以计算零位误差。
12.在一个或多个实施例中，所述测量单元为激光扫描仪。
13.在一个或多个实施例中，所述风标式迎角传感器与所述测量工装通过紧固件可拆卸连接。
14.在一个或多个实施例中，所述风标式迎角传感器通过法兰盘与飞机连接。
15.上述说明仅是本技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本技术的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本技术的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本技术的具体实施方式。
附图说明
16.通过阅读对下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本技术的限制。而且在全部附图中，用相同的附图标号表示相同的部件。在附图中：
17.图1示出了根据本技术一些实施例的测量工装立体示意图；
18.图2示出了根据本技术一些实施例的测量工装使用状态下的立体示意图；
19.图3为拟合得到的大气数据系统计算机显示示值角度相对于实际测量角度变化曲线的示意图。
具体实施方式
20.下面将结合附图对本技术技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本技术的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本技术的保护范围。
21.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的技术领域的
技术人员通常理解的含义相同；本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本技术；本技术的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。
22.为了提升风标式迎角传感器零位误差测量的效率，一方面，根据本技术的一些实施例，提供了一种测量工装，如图1示出了根据本技术一些实施例的测量工装立体示意图，图2示出了根据本技术一些实施例的测量工装使用状态下的立体示意图。在图2所示的使用状态下，测量工装1与风标式迎角传感器2连接，风标式迎角传感器2包括风标叶片21以及传感器底座22，测量工装1包括座体10以及设置在座体10上的至少一个第一连接部11、至少一个第二连接部12和至少一个第三连接部13。座体10提供限位开口100，当测量工装1与风标式迎角传感器2连接的状态下时，限位开口100可将风标叶片21容纳于其中，且容纳于限位开口100中的风标叶片21的转动，由形成限位开口100的侧壁限制。其中，传感器底座22能够通过第一连接部11或第二连接部12或第三连接部13与座体10连接，通过不同的连接部连接状态下的测量工装1与风标式迎角传感器2之间具有如下不同的姿态位置。当传感器底座22通过第一连接部11与座体10连接时，容纳于限位开口100内的风标叶片21处于中立位置。当传感器底座22通过第二连接部12与座体10连接时，容纳于限位开口100内的风标叶片21处于上偏位置。当传感器底座22通过第三连接部13与座体10连接时，容纳于限位开口100内的风标叶片21处于下偏位置。
23.风标式迎角传感器2用于测量飞机迎角，其底座22还连接有角度变换器23，风标叶片21呈具有对称构型的叶型，其在底座22内可转动。当迎角不为零时，风标叶片21的对称表面之间会产生压差，使得风标叶片21在底座22内转动以发生偏转。角度变换器23将风标叶片4绕轴转动的角度信号转化为电信号，电信号通过飞机大气数据系统计算分析后得到飞机迎角数据。
24.通过本测量工装1能够将风标叶片4限制在所欲取得的角度处，其中，中立位置是指风标式迎角传感器2中的风标叶片4处于水平位置。上偏位置是指风标叶片4向上偏转，并处于与水平面之间存在正夹角的位置。下偏位置是指风标叶片4向下偏转，并处于与水平面之间存在负夹角的位置。
25.另一方面，根据本技术的一些实施例，还提供了一种风标式迎角传感器零位误差测量系统，其包括风标式迎角传感器2、测量单元、控制单元以及如前所述的测量工装1，测量单元用于测量所述风标叶片的实际迎角数值，控制单元用于接收所述实际迎角数值，以计算零位误差。
26.在进行零位误差测量时，首先将风标式迎角传感器2通过第一连接部11与测量工装1连接，此时风标式迎角传感器2的实际偏转角度保持在零位位置附近，限位开口100限制风标叶片4绕轴转动。通过测量单元分别检测风标的对称表面，通过数据处理以得到当前状态下迎角传感器的实际偏转角度。同时采用控制单元中的大气数据系统可以读出此时风标式迎角传感器2显示的迎角数值。具体而言，控制单元可以是具有大气数据系统的计算机，其与风标式迎角传感器2电信号连接，通过读取风标式迎角传感器2发出的信号，以获得风标式迎角传感器2所输出的迎角数值。
27.随后，将风标式迎角传感器2通过第二连接部12与测量工装1连接，重复上述操作，以得到上偏位置下的风标叶片21的实际偏转角度，以及大气数据系统读出的迎角数值。
28.之后，将风标式迎角传感器2通过第三连接部13与测量工装1连接，重复上述操作，以得到下偏位置下的风标叶片21的实际偏转角度，以及大气数据系统读出的迎角数值。
29.分别对于三种状态下风标式迎角传感器2大气数据系统计算机显示示值角度相对于实际测量角度变化曲线进行拟合，从而可以精确得到风标式迎角传感器2的零位误差。请结合参见图3，图3为拟合得到的大气数据系统计算机显示示值角度相对于实际测量角度变化曲线的示意图，其中点a为风标式迎角传感器2通过第一连接部11与测量工装1连接时风标叶片21的实际偏转角度，点b为风标式迎角传感器2通过第二连接部12与测量工装1连接时风标叶片21的实际偏转角度，点c为风标式迎角传感器2通过第三连接部13与测量工装1连接时风标叶片21的实际偏转角度，通过点a、点b以及点c验证得到线性变化规律，从而拟合出曲线m，曲线m在0点出的数值x即为风标式迎角传感器的零位误差。
30.通过本测量工装1能够利用角度变换器23线性工作原理，通过测量不同实际偏转角度下迎角传感器不同信号角度，拟合不同信号角度相对于实际偏转角度的变化曲线，从而得到实际偏转角度为零时的迎角信号角度，以得到传感器的零位误差。采用本测量工装1能够实现由简单有效、测量时间成本较小的测量方法对零位误差的测量。
31.根据本技术的一些实施例，第一连接部11、第二连接部12以及第三连接部13分别为设置于限位开口100两侧的一对。
32.通过将连接部分别设置于限位开口100两侧，使得在连接状态下的测量工装1与风标式迎角传感器2之间的连接状态更加牢固，提升测量的准确性。
33.根据本技术的一些实施例，在限位开口100的同一侧中，第二连接部12与第一连接部11之间的间距，与第三连接部13与第一连接部11之间的间距相等。
34.间距相等是指第二连接部12与第一连接部11之间连线线段的长度，与第三连接部13与第一连接部11之间连线线段的长度相等。
35.通过将第二连接部12与第一连接部11之间的间距，与第三连接部13与第一连接部11之间的间距配置为等距，能够易于在测量过程中获得实际偏转角度，进一步提升测量效率。
36.根据本技术的一些实施例，座体10的具体结构如下。座体10包括本体部101以及两挡板102。本体部101呈带有缺口103的圆环状，两挡板102设置于缺口103处两侧的本体部101上，每个挡板102均具有沿本体部100的径向向外延伸的一段1021，以及沿本体部100的厚度方向向外突伸出的一段1022。其中，两挡板102之间具有间隙1020，该间隙1020以及缺口103共同限定出限位开口100。
37.通过挡板102以及缺口103共同对容纳于其中的风标叶片4进行限位，由于挡板102能够与风标叶片4的接触面积更大，使得其对于风标叶片4的限位效果更好，风标叶片4更不易在限位开口100中转动。
38.在一些实施例中，位于限位开口100中的风标叶片4与两侧的挡板102之间还存在间隙，通过添加垫片的形式以防止风标叶片4的转动。
39.根据本技术的一些实施例，第一连接部11、第二连接部12以及第三连接部13环绕本体部101外周布设。
40.通过将连接部布置在本体部101外周，在定位时更易于观察，提升装配以及测量效率。
41.根据本技术的一些实施例，第一连接部11、第二连接部12以及第三连接部13分别为通孔，该通孔允许紧固件穿过。在一些具体的实施例中，连接用的紧固件为螺栓。
42.通过紧固件连接的方式，能够实现测量工装1与风标式迎角传感器2之间可拆卸，同时保证连接状态下的牢固度。
43.在其他一些与图中所示不同的实施例中，测量工装1与风标式迎角传感器2之间可以通过例如卡扣与卡槽的方式可拆卸连接，对应的，将第一至第三连接部配置为卡槽或卡扣的结构。
44.根据本技术的一些实施例，在风标式迎角传感器零位误差测量系统中，测量单元为激光扫描仪，在测量时，通过扫描风标叶片4对称表面，以得到当前状态下迎角传感器实际角度。
45.根据本技术的一些实施例，在风标式迎角传感器零位误差测量系统中，风标式迎角传感器2与测量工装1之间通过紧固件可拆卸连接。
46.根据本技术的一些实施例，在风标式迎角传感器零位误差测量系统中，风标式迎角传感器2通过法兰盘与飞机连接，测量时是首先将风标式迎角传感器2安装于飞机上后，在对其进行零位误差的测量。
47.在本技术实施例的描述中，技术术语“第一”“第二”等仅用于区别不同对象，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量、特定顺序或主次关系。在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本技术的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
48.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本技术的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本技术进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本技术各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本技术的权利要求和说明书的范围当中。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本技术并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。