[发明专利]飞机油量测量系统免校准设计方法

说明书

本发明属于飞机油量测量领域，提供一种飞机油量测量系统免校准设计方法，包括：对信号处理电路、油量传感器、电缆的制造误差进行分配，使整体误差控制在设计范围内；油面高度计算公式改进；在第一架或前几架试制飞机上预先测定电缆附加电容Ca，确定附加电容均值Ca后，将Ca作为标定值存储在油量计算机硬件或软件中，做为计算基准；如果Ca存储在油量计算机中硬件中，则更换油量计算机后，通过地面设备将先前标定的Ca加载回新更换的油量计算机，无需进行系统加、放油校准；如Ca固化在油量计算机软件中，则对于后续出厂的新飞机，或更换油量计算机、信号处理单元以及传感器后，都无需再对油量测量系统进行标定。

技术领域

本发明属于飞机油量测量领域。

背景技术

飞机燃油箱的油量测量主要采用电容式油量测量方式，即基于电容式传感器的油量测量系统。这种测量系统结构简单、技术成熟、可靠，传感器对油箱环境的耐受性好，受油面波动影响较小，是目前国内外飞机广泛采用的油量测量方式。

由于电容式油量测量原理和特性，电缆分布电容、传感器设计和制造、测量电路的元器件差异以及环境条件的变化均会影响油量测量系统精度。为消除这些不确定的影响因素，以往飞机的油量测量系统均采用机上校准的方式，即油量测量系统成附件装机后，需要进行零位和满位校准，以此作为油量测量计算机的计算基准。

目前的油量测量系统校准是在外场通过飞机加、放油的方式进行，即飞机油箱全部加满油后进行满位校准，在全部油箱放尽油后进行零位校准。在新飞机出厂、更换了油量计算机、信号处理单元或多根传感器等测量系统部件时，均需进行油量测量系统校准；在油量测量数据发生较大偏差时，还需重新进行校准。这种加、放油的校准方式需要加油车、抽油车、空调车、电源车、消防车等保障设备，要求的保障人员数量也多，而且加入油箱后放出的燃油因飞机污染度控制要求，不能再继续使用，对人力、物力浪费较大，外场使用和维护成本较高。

发明内容

发明目的

本发明提供一种飞机油量测量系统免校准设计方法，保证装机后的油量测量系统精度，减轻使用和维护成本。

技术方案

一种飞机油量测量系统免校准设计方法，包括：

对信号处理电路、油量传感器、电缆的制造误差进行分配，使整体误差控制在设计范围内；

油面高度计算公式改进为：⊿H＝(C－Co)×L/((K－1)×Co)；其中，Co为空油状态下的传感器零值，C为传感器的当前电容值，K为燃油介电常数，L为传感器总有效长度；

在第一架或前几架试制飞机上预先测定电缆附加电容Ca，确定附加电容均值Ca后，将Ca作为标定值存储在油量计算机硬件或软件中，做为计算基准；如果Ca存储在油量计算机中硬件中，则更换油量计算机后，通过地面设备将先前标定的Ca加载回新更换的油量计算机，无需进行系统加、放油校准；如Ca固化在油量计算机软件中，则对于后续出厂的新飞机，或更换油量计算机、信号处理单元以及传感器后，都无需再对油量测量系统进行标定。

对信号处理电路的制造误差进行分配具体为：

当传感器电容在20pf～100pf范围内时，测量误差≤0.5pF；

当传感器电容在100pF～200pF范围内时，测量误差≤0.5％；

当传感器电容＞200pF时，测量误差≤1％。

对油量传感器的制造误差进行分配具体为：

油量传感器的制造误差由干电容误差和线性度误差两个指标控制：

传感器干电容误差：常温条件下，额定电容C≤50pF时，误差≤±1pF；额定电容在50pF～200pF范围内时，误差≤±2％；