稱重平衡系統(tǒng)在大型飛機重量重心測量上的應(yīng)用
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·稱重平衡計算機 (WBC)。
稱重平衡計算機的主要作用是通過中央處理機接收、解算和處理信號，將解算出的重量和重心信號實時輸出，提供故障指示和音響告警信號。計算機中包含有各種情況下重量和重心的算法、超限的判別以及傳感器信號的解算和修正算法。
·傳感器數(shù)據(jù)管理與顯示計算機(SDM)。
傳感器數(shù)據(jù)管理與顯示計算機用來顯示并儲存飛機數(shù)據(jù)。為保證稱重平衡計算機的可互換性，每架飛機空載時的重量重心等數(shù)據(jù)、每個稱重傳感器的位置和傳感器的標(biāo)定數(shù)據(jù)等都會儲存在傳感器數(shù)據(jù)管理與顯示計算機內(nèi)，通過與稱重平衡計算機的通信來實現(xiàn)數(shù)據(jù)的交換，其存儲的數(shù)據(jù)不會因為系統(tǒng)掉電而丟失。
·傳感器模塊 (LS)。
傳感器模塊采用大壓力傳感器，安置于起落架液壓緩沖器內(nèi)，同液壓緩沖器形成一個整體，用于感受飛機液壓緩沖器內(nèi)的壓力，處理后發(fā)送到稱重平衡計算機。
2 飛機貨艙重量及重心實時測量系統(tǒng)設(shè)計原理
運輸機在裝卸貨物的過程中，貨物在貨艙內(nèi)的移動引起力矩發(fā)生變化，此時飛機的瞬時重心變化，會使飛機處于不穩(wěn)定狀態(tài)。該系統(tǒng)可以提供運輸機貨艙重量重心的實時數(shù)據(jù)。
(1)傳感器的選擇。
采用技術(shù)相對成熟、便于實施和維護的數(shù)字電阻應(yīng)變式稱重傳感器，其結(jié)構(gòu)簡單，性能可靠、穩(wěn)定，靈敏度高。傳感器的精度受到許多因素的影響，如應(yīng)變片的精度，彈性體的材料和結(jié)構(gòu)、粘接劑的材料、密封材料、信號處理電路等?，F(xiàn)有的WBS系統(tǒng)設(shè)計在地面靜態(tài)稱重條件下，經(jīng)過傳感器數(shù)據(jù)標(biāo)定后，其精度可以達到0.1%。
（2)傳感器組件的設(shè)計。
電阻應(yīng)變式稱重傳感器組件主要由3部分組成：電阻應(yīng)變計組成的橋式檢測電路、彈性體和數(shù)字處理電路。
檢測電路采用4個電阻應(yīng)變片組成一個惠斯通電橋，為了提高測量靈敏度，通常采用2對應(yīng)變片，并使相對橋臂的應(yīng)變片分別處于拉應(yīng)力和壓應(yīng)力的位置，用于重力信號的檢測。應(yīng)變片與彈性體的裝配一般采用粘貼式，該電橋電路貼在彈性體的應(yīng)力敏感部位上[4]。
應(yīng)變式稱重傳感器所用的彈性體根據(jù)WB S系統(tǒng)中測量方式和測量范圍的要求，通常選用彈性梁式。彈性體的設(shè)計首先是選擇材料，做好彈性體成品，將電橋貼在彈性體上，然后做好數(shù)字處理電路，將3部分組合成一個成品，在主梁與甲板和導(dǎo)軌的連接處安裝，根據(jù)實際連接位置的結(jié)構(gòu)研制合適的彈性體。傳感器的標(biāo)定在出廠前完成，便于更換和維修。
數(shù)字處理電路用來將電橋輸出的信號采集、解算、并進行數(shù)據(jù)的修正，最后以總線的方式輸出給稱重平衡計算機。
（3)稱重傳感器組件的分布。
飛機的貨艙承重部位包括甲板和導(dǎo)軌。甲板一般按塊分割，另外包括若干條導(dǎo)軌，在甲板和導(dǎo)軌的底部有承重主梁，在主梁與甲板及導(dǎo)軌的連接處布置電阻應(yīng)變式稱重傳感器，位置易于選取，固定較為方便，便于維護和數(shù)據(jù)標(biāo)定。
貨艙內(nèi)所有布置的稱重傳感器所感受到的重量總和即為承載的貨物及人員總重量，而傳感器的布放位置固定且已知，從而可隨時計算出重心的變化情況。通過實時接收慣性導(dǎo)航系統(tǒng)輸出的姿態(tài)和加速度信號就可以進行重量計算的修正。
3 飛機地面整體稱重與貨艙實時稱重相結(jié)合的系統(tǒng)設(shè)計實施
在地面情況下，裝載貨物以前，由布置于液壓緩沖器中的壓力傳感器感受并由稱重平衡計算機測量解算飛機的整體重量和重心，該信息傳送到傳感器數(shù)據(jù)管理與顯示計算機中顯示，并將該信息按標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)格式記錄下來；同時，通過總線將重量重心信息輸出到貨運空投系統(tǒng)中的貨運空投管理計算機進行飛機貨物監(jiān)控；將重量重心信息輸出到飛行控制系統(tǒng)進行飛機狀態(tài)控制；飛行控制系統(tǒng)可根據(jù)重量和重心信息調(diào)節(jié)飛機，將重心調(diào)節(jié)到適合的位置。裝載貨物以后，由布置于貨艙地板及導(dǎo)軌下的承重主梁上的電阻應(yīng)變式稱重傳感器感受，并由稱重平衡計算機測量解算增加的重量，可計算出變化后的飛機重心，該重量和重心數(shù)據(jù)實時輸出到貨運空投計算機和飛行控制系統(tǒng)，并傳送到傳感器數(shù)據(jù)管理與顯示計算機中保存。
在飛行過程中，由于裝載貨物的位置和重量都已記錄在存儲單元；而且能夠從燃油耗量計算機中接收到有關(guān)燃料流動、消耗和轉(zhuǎn)移的情況；而貨艙中電阻應(yīng)變式稱重傳感器的相對位置固定不變，按各稱重傳感器感受到的壓力和接收到的姿態(tài)以及三軸加速度信號進行重力的修正計算后，根據(jù)重心計算公式就可實時得到新的飛機重心位置，從而使飛行員迅速掌握飛機動態(tài)平衡情況，保障飛行安全。
結(jié)束語
隨著國民經(jīng)濟的高速發(fā)展和軍事需要的增加，大型航空貨運在運輸中所占的比例不斷加大，而稱重平衡系統(tǒng)又是航空運輸中必備的和重要的一套系統(tǒng)，因此，該系統(tǒng)的研制和在大型飛機上的應(yīng)用必將減少地勤人員的工作量?？焖僬莆诊w機裝載狀態(tài)以及貨物裝卸后飛機狀態(tài)的變化，是提高貨物運輸安全和保障人機安全的重要保證。(end) 稱重傳感器相關(guān)文章:稱重傳感器原理
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