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產(chǎn)品詳情

ADP5.5五孔空速管迎角側(cè)滑角傳感器

產(chǎn)品名稱：ADP5.5五孔空速管迎角側(cè)滑角傳感器
產(chǎn)品型號：ADP-55五孔空速管迎角側(cè)滑角傳感器系列
產(chǎn)品廠商：SIMTEC BUERGEL AG
產(chǎn)品文檔：五孔探針空速管|五孔探頭空速管五孔探針空速管-五孔空速管-迎角側(cè)滑角傳感器-大氣數(shù)據(jù)測試儀|動靜壓測試儀

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簡單介紹

瑞士史密泰克.伯格（Simtec Buergel AG, swiss-airdata）公司生產(chǎn)的ADP5.5五孔空速管迎角側(cè)滑角傳感器系統(tǒng)的架構(gòu)比較簡單，主要包括用來測量各種壓力的半球形或圓錐五孔探頭、安裝在機身的傳感器支撐部分以及連接探頭和支撐部分的來接部分。五孔空速管迎角側(cè)滑角傳感器系統(tǒng)中若干氣動管路貫穿探頭、連接部分和支撐部分傳導壓力，差壓傳感器將壓力信號轉(zhuǎn)換為電信號，通過公式，計算出攻角（迎角）和側(cè)滑角。五孔探頭迎角傳感器AOA和攻角傳感器AOS的優(yōu)點。與傳統(tǒng)的風標迎角傳感器和側(cè)滑角傳感器相比，五孔探頭空速管攻角側(cè)滑角

ADP5.5五孔空速管迎角側(cè)滑角傳感器

的詳細介紹

ADP5.5五孔空速管迎角側(cè)滑角傳感器系統(tǒng)

ADP5.5五孔空速管迎角側(cè)滑角傳感器系統(tǒng)|五孔皮托管測風速資料下載

1、ADP5.5五孔空速管迎角側(cè)滑角傳感器系統(tǒng)介紹

瑞士史密泰克.伯格（Simtec Buergel AG, swiss-airdata）公司生產(chǎn)的五孔空速管迎角側(cè)滑角傳感器系統(tǒng)比較簡單，主要包括用來測量各種壓力的半球形或圓錐五孔探頭、安裝在機身的傳感器支撐部分以及連接探頭和支撐部分的來接部分。若干氣動管路貫穿探頭、連接部分和支撐部分傳導壓力，差壓傳感器將壓力信號轉(zhuǎn)換為電信號，通過公式，計算出攻角（迎角）和側(cè)滑角。

2、ADP5.5空速管迎角側(cè)滑角傳感器系統(tǒng)優(yōu)點

2.1、與傳統(tǒng)的風標迎角傳感器相比，五孔空速管測量迎角和攻角時沒有內(nèi)在摩擦和遲滯。風標式電位計都有內(nèi)在的摩擦。在低空速的情況下，由于受到的推力很小，風標不能移動到正確的位置。在更高空速情況下，風標也存在相當大的遲滯。五孔空速管壓差比迎角傳感器和側(cè)滑角傳感器可以在非常低的空速下測量迎角和側(cè)滑角。

2.2、五孔空速管壓差比迎角傳感器和側(cè)滑角傳感器上沒有旋轉(zhuǎn)機械結(jié)構(gòu)，不會產(chǎn)生過沖。如果不衰減，風標式迎角傳感器和側(cè)滑角傳感器需要一個穩(wěn)定時間（衰減是不利因數(shù)，因為它增加了延遲）。相比風標型系統(tǒng)，五孔探頭迎角傳感器和側(cè)滑角傳感器以*小的延遲和沒有過沖情況下，能夠在非常低的空速下，測量氣流的角度（迎角和側(cè)滑角）。以某公司為例，其迎角（攻角）風標傳感器：“在115 節(jié)（200km/h）時，在100毫秒內(nèi)，風標將從3.0°偏移量返回到航空零，并且*大過沖達0.5°”。因此，在粗略和動態(tài)空氣中的風標會不斷移動，并產(chǎn)生了一個額外的動態(tài)誤差，且比靜態(tài)誤差更大。

2.3、五孔探頭空速管迎角傳感器和側(cè)滑角傳感器有非常小的延遲。部分空速管有低于20ms 的一個傳輸延遲（壓力傳感器的延遲遠低于1 毫秒）。這包括計算機時間和傳輸時間。風標的延遲要高得多（參見上面，在高空速高于100ms 的延遲，在低空速高的延遲甚至更高）。

2.4、前支桿上風標的迎角傳感器空氣動力學動態(tài)校準是非常復雜的，需要大型的風洞。風標安裝在支桿上會經(jīng)歷一個很復雜的氣流，因為風標會受到在其前面的空速管探頭影響。測試表明這種影響是不可忽略的，可以增加好幾度的誤差。此校準也是非常困難的。絕大部分支桿上的風標迎角傳感器根本就沒有進行空氣動力學方面校準。

2.5、五孔探頭空速管上迎角傳感器和側(cè)滑角傳感器，沒有移動的部件。相比沒有運動部件的系統(tǒng)，移動部件（風標）的可靠性是始終較低。

ADP5.5空速管迎角側(cè)滑角傳感器系統(tǒng)技術(shù)指標

概述

五孔探頭空速管攻角側(cè)滑角傳感器系統(tǒng)為飛行器提供多種有價值的飛行參數(shù)，例如飛行高度（Hp）和速度(CAS和TAS)，迎角（攻角，AOA），側(cè)滑角（AOS）,靜壓（Ps）,動壓（Qc）,大氣總溫（TAT）和靜溫（OAT）。

許多螺旋槳飛機和無人機（UAVs）飛行速度比噴氣式飛機小得多，這就需要特殊的壓力和溫度傳感器，并采用電子器件來測量非常小的動壓。小型飛機和無人機更易受陣風和尾流湍流影響，系統(tǒng)快速響應(yīng)是非常重要的。

五孔探頭空速管攻角側(cè)滑角傳感器系統(tǒng)可以安裝在試驗飛機、作戰(zhàn)飛機或者無人機（UAVs）。測量到的數(shù)據(jù)被傳送到小型飛機和無人機（UAV）機艙內(nèi)嵌入式或便攜式大氣數(shù)據(jù)計算機（ADC）或飛行控制計算機（FCC）進行實時評估或后期處理。

ADP5.5空速管顯著特點

l 獨立智能的系統(tǒng)，包含5孔探頭空速管及實時測量計算機（RTMC）

l 測量靜壓（Ps）,動壓（Qc）,迎角（AOA）,側(cè)滑角（AOS）和大氣總溫（TAT）

l 輸出完全校準和風洞修正后大氣數(shù)據(jù)參數(shù)

l 空速管內(nèi)嵌傳感器，減少壓力遲滯，快速響應(yīng)

l 控制加熱器功率，確保*低功耗和**操作

l 結(jié)構(gòu)緊湊，尺寸小，質(zhì)量輕、堅固耐用

l 高精度，高性價比

ADP5.5空速管空速測量

五孔探頭空速管攻角側(cè)滑角傳感器系統(tǒng)的空速測量如圖4，圖5所示，空速是由全壓孔測得的全壓值Pt，與靜壓孔測得的靜壓值Ps之間的差壓值，這個差壓值又叫動壓（Qc），他們之間的關(guān)系為：Qc（動壓）=Pt（全壓）-Ps（靜壓）?？账賱訅和ㄟ^一個高精度的差壓傳感器直接獲取其差壓值，空速管內(nèi)部有信號調(diào)理和控制電路板，差壓傳感器得到的壓力信號經(jīng)過該電路板進行信號調(diào)理，轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，壓力信號通過電路板上的RS485接口發(fā)送到大氣機上，大氣機通過運算即得出校準空速CAS等相關(guān)信息。

ADP5.5空速管高度測量

五孔探頭空速管攻角側(cè)滑角傳感器系統(tǒng)有24個靜壓孔圓周均勻分布于空速管管壁上，這樣分布可以提高測量精度，從靜壓孔中流入的氣壓分成兩路，其中一路是連接到Qc傳感器計算空速，另外一路靜壓孔流入的氣壓測量海拔高度，該路氣壓通過一個高精度的絕壓傳感器進行壓力信號轉(zhuǎn)換，壓力信號經(jīng)過空速管內(nèi)置的信號調(diào)理和控制電路板轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號并經(jīng)過RS485接口發(fā)送到大氣機上，大氣機通過運算即得出海拔高度Hp。

ADP5.5空速管攻角AOA測量

五孔探頭空速管攻角側(cè)滑角傳感器系統(tǒng)攻角測量是通過上下2個孔所采集的差壓來測量攻角大小，關(guān)于攻角的正、負值如下所示：

（1）當P_α+＞P_α+時，此時得到的是正攻角；

（2）當P_α+＜P_α-時，此時得到的是負攻角；

攻角的計算除了需要攻角測量孔P_α+和P_α-所得的差壓外，還與空速動壓Qc值，空速管的氣動系數(shù)，修正參數(shù)等有關(guān)系。

ADP5.5空速管側(cè)滑角AOS測量

五孔探頭空速管攻角側(cè)滑角傳感器系統(tǒng)側(cè)滑角測量與攻角測量原理一樣，通過左右2個孔所采集的差壓來測量側(cè)滑角角大小，關(guān)于側(cè)滑角角的正、負值如下所示：

（1）當P_β+＞P_β-時，此時得到的是正側(cè)滑角；

（2）當P_β+＞P_β-時，此時得到的是負側(cè)滑角；

側(cè)滑角的計算除了需要左右兩個測量孔P_β+和P_β-所得的差壓外，也與空速動壓Qc值，空速管的氣動系數(shù)，修正參數(shù)等有關(guān)系。

ADP5.5空速管迎角側(cè)滑角傳感器系統(tǒng)原理的優(yōu)勢

五孔探頭空速管攻角側(cè)滑角傳感器系統(tǒng)測量AOA和AOS采用差壓原理計算得到，其測量部件都是采用電子器件，無機械測量部件，因此與傳統(tǒng)的風標AOA/AOS傳感器相比，五孔測量沒有摩擦和遲滯，而且可靠性高。風標每個電位計都有內(nèi)在的摩擦。在低空速的情況下，風標上的壓力很小，不能移動到正確的位置。甚至在更高空速，風標也存在相當?shù)倪t滯。而五孔空速管可以在非常低的空速下工作。由于上述原因，多數(shù)風標僅在工作以上 40-60 節(jié)（70-105km/h）空速下工作。

ADP5.5五孔探頭空速管攻角側(cè)滑角傳感器系統(tǒng)輸出參數(shù)：

基本輸出數(shù)據(jù)

l 靜壓值（Ps,修正和校準）

l 動壓值（Qc,修正和校準）

l 迎角（AOA）

l 側(cè)滑角（AOS）

l 大氣總溫（TAT）

計算出的大氣數(shù)據(jù)參數(shù)

l 氣壓高度（Hp）

l 校準空速（CAS）

l 真空速（TAS）

l 馬赫數(shù)（M）

l 大氣靜溫（SAT）

ADP5.5空速管迎角側(cè)滑角傳感器系統(tǒng)工作原理

下面幾個步驟描述了AAA.5空速管系統(tǒng)工作原理：

1、氣流通過五孔探頭，并被內(nèi)置的壓力傳感器感知。

2、同時氣流的溫度被內(nèi)置溫度傳感器感知。

3、傳感器的輸出信號被放大，并通過微處理器進行模/數(shù)（20位A/D）轉(zhuǎn)換。

4、通過RS-485接口，數(shù)字量的大氣數(shù)據(jù)，被傳送到實時測量計算機（RTMC）

5、實時測量計算機（RTMC）執(zhí)行傳感器的校準和空氣動力學修正。然后嵌入式的微處理器基于傳感器的數(shù)據(jù)計算出各種大氣數(shù)據(jù)參數(shù)，例如高度、空速等。

6. 通過RS-485接口，大氣數(shù)據(jù)被傳輸出去，作進一步處理。（ARINC 429或CANaerospace 可選）。

ADP5.5空速管迎角側(cè)滑角傳感器系統(tǒng)優(yōu)勢：

l 5孔空速管系統(tǒng)利用多孔探頭技術(shù)，它能具有以下重要的優(yōu)勢：

l 在不同攻角和側(cè)滑角下，內(nèi)在修正動壓（Qc）和靜壓(Ps)值。

l 為了得到高精度和更快的頻率響應(yīng)，傳感器和傳感器數(shù)字化的電子部件直接集成在多孔探頭內(nèi)，這樣把探頭的長度減到zui小。

l 5孔空速管傳感器和傳感器的電子部件能夠適應(yīng)飛行器的飛行適用范圍。

ADP5.5五孔空速管迎角側(cè)滑角傳感器系統(tǒng)工作范圍

參數(shù)	量程	舉例	備注
靜壓（Ps）	238hPa~1080hPa -540m~+10600m		可提供其他范圍
動壓（Qc）	<350KCAS(648km/h) 根據(jù)機型確定	0~30m/s	在風洞里只校準到0.6馬赫數(shù)
攻角（AOA）	±25°或 ±30°	±30°	大空速下，AOA范圍要減小
側(cè)滑角（AOS）	±25°或 ±30°	±30°	大空速下，AOS范圍要減小

ADP5.5五孔空速管迎角側(cè)滑角傳感器系統(tǒng)性能指標

五孔探頭空速管攻角側(cè)滑角傳感器系統(tǒng)的傳感器和電子部件適應(yīng)飛行器的操作范圍，能夠達到zui高的精度。在特定的工作范圍內(nèi)，低于10m/s以下參數(shù)是有效的。

參數(shù)	量程	精度（包含傳感器，轉(zhuǎn)換及空氣動力學精度）	備注
靜壓（Ps）	238hPa~1050hPa -540m~+10600m	<0.2%FS (傳感器僅為0.05%FS)	參見備注1
動壓（Qc）	0~245hPa	<0.5%FS (傳感器僅僅0.1%FS)	參見備注2
攻角（AOA）	±25o	<±0.5°@30m/s <±0.3°@0m/s (傳感器僅為0.1%FS)	參見備注2
側(cè)滑角（AOS）	±25o	<±0.5°@30m/s <±0.3°@0m/s (傳感器僅為0.1%FS)	參見備注2

備注：

1、精度包括在大攻角和側(cè)滑角的時的空氣動力學誤差，傳感器誤差和轉(zhuǎn)換誤差

2、在-35℃~+55℃內(nèi)，對傳感器進行了校準精度可以得到保證。在-40℃~+71℃內(nèi)精度有所下降。

3、在高速的情況下，AOA和AOS的角度范圍將減少。（參見下面的圖表）

4、AOA和AOS角度誤差絕大部分是偏置誤差，利用維護軟件，在零空速下，這種誤差可以很容易地重新被校準。

ADP5.5五孔空速管迎角側(cè)滑角傳感器系統(tǒng)數(shù)據(jù)速率，分辨率、延遲及帶寬

特性	值	備注
數(shù)據(jù)速率	100Hz
分辨率	20位	在ADC中，所有的計算是32位，*終的數(shù)據(jù)協(xié)議可以增加或減少分辨率。
傳輸延遲	<25ms	包括管路，壓力傳感器及100Hz的數(shù)據(jù)速率
帶寬	20Hz	截止頻率
啟動時間	<1sec	非?？焖賳訒r間

環(huán)境參數(shù)

工作溫度范圍	-35℃~+55℃ （-40℃~+71℃）	全范圍內(nèi)溫度補償（性能將降低）
地面存放溫度	-55℃~+90℃
振動	55~500Hz/3g	EUROCAE ED-14D/RTCA DO-160D, Section 8, Test Category S, Figure 8.3 , Curve L, extended to 500Hz
負載	±10g	根據(jù)分析，許多飛行試驗是±6g，360o /s橫滾

內(nèi)在測試診斷

5孔空速管啟動時，系統(tǒng)檢測內(nèi)存，接口和其他組件。傳感器和電子部件連續(xù)地被監(jiān)測，數(shù)據(jù)端口有錯誤信息提示。

維護和測試軟件

用PC軟件來配置、維護和測試五孔探頭空速管攻角側(cè)滑角傳感器系統(tǒng)

典型應(yīng)用：五孔空速管測風、五孔皮托管和五孔探針三維風速矢量測量

ADP-5.5五孔空速管迎角側(cè)滑角傳感器系統(tǒng)電氣參數(shù)

供電電壓

9~32VDC(28VDC)

供電電流

70mA@28VDC(不帶加熱器)

加熱器功率

240W(*大)

電氣連接

DSUB-15 male and female (RTMC)

MIL-DTL-38999 III, Amphenol, D38999/20WB35PN (ADP)

材質(zhì)

空速管為不銹鋼材質(zhì)，RTMC實時計算機為航空級鋁材

安裝

6 x M4螺釘

重量

管子：約0.640kg（0.540kg，不帶加熱器和TAT）

RTMC：約0.360kg

尺寸

見CAD圖

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供電電壓	9~32VDC(28VDC)
供電電流	70mA@28VDC(不帶加熱器)
加熱器功率	240W(*大)
電氣連接	DSUB-15 male and female (RTMC) MIL-DTL-38999 III, Amphenol, D38999/20WB35PN (ADP)
材質(zhì)	空速管為不銹鋼材質(zhì)，RTMC實時計算機為航空級鋁材
安裝	6 x M4螺釘
重量	管子：約0.640kg（0.540kg，不帶加熱器和TAT） RTMC：約0.360kg
尺寸	見CAD圖

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