一种飞机磁罗盘校准设备制造技术

本发明专利技术是一种飞机磁罗盘校准设备。其由主要完成地磁、重力加速度信号的采集的传感器部件和主要完成磁方位的解算、显示和存储的手操器部件组成，传感器部件与手操器部件之间通过无线数传模块进行数据交换。本发明专利技术通过数字化的形式为飞机磁罗盘校准提供更为精确的磁北基准，解决了常规校准设备存在的机械摩擦、加工精度、读值误差、指针晃动等技术问题且体积小、重量轻、功耗低的校准设备，简化了飞机磁罗盘的校准过程、减少了校准过程的人力及物力投入，提高了飞机磁航向仪表的校准效率及精确度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及测量设备领域，特别是对飞机磁罗盘的航向校准的设备设施。技术背景飞机磁罗盘是利用地磁场水平分量作定向基准测量飞机磁航向的仪表，与 地平表和高度表一起被称为飞机上最重要的三大仪表系统。 一般飞机的应急磁罗盘要求精度在士4。之间，陀螺磁罗盘要求精度在1—1.5°之间。山于ya上 的金属；件会对磁罗盘产生磁干扰，为了确保飞机磁罗盘的要求精度，必须在 安装K机磁罗盘后定期进行航向校准，山于飞机磁罗盘必须排除自身安装位置 的磁干扰，所以其校准一般要求装在飞机上进行，这造成磁罗盘的校准标定一 直是飞机飞行仪表标定中最麻烦也是必不可少的一项工作。为了保证飞机磁罗盘的精度，磁罗盘的校准设备需提供磁方位基准且要求其精度在0.3。之内。目 前在航空航天工业部部颁批准《飞机磁罗盘校准的一般要求》(HB6627-92))中 对飞机磁罗盘的航向校准的方法及设备设施中公布了的磁罗盘地面校准方法主 要有方位标记法、观测罗盘法、定向仪法、经纬仪法等方法，目前较常采用的 观测罗盘法、定向仪法中使用的磁方位基准都是利用最原始的指北针原理，使 用一根磁化的指针架在一个宝石轴承上，感应地磁方向，来实现磁罗盘的校准 标定。但这样的校准仪使用过程存在如下难以克服的技术问题1) 机械式校准仪事实上就是一个指北针，利用最原始的方式找出磁北，存 在机械摩擦、加工精度、配重等一系列需要机加工工艺解决的问题。2) 机械式校准仪为刻度盘和指针指示方位值，而人的肉眼视觉差异造成的读值误差就在0.5。左右，并且这样的读值方法与测试人员的经验相关，存在测 试上的人为主观因素，增加了测量精度的不确定性。3) 机械式校准仪指针为宝石轴承支架结构，必须安装在水平范围内，这对 测试设备的安装提出了更高的要求，同时存在无法克服的指针晃动问题。4) 在测试大型飞机的时候，要求将校准仪安装在磁干扰最小的地方， 一般 是在飞机机背垂尾附近，这就要求测试人员在几米高的光滑机背上跟着飞机一 起转动同时观察机械式校准仪的指示，增加了测试人员的不安全因素及测试成 本。5) 当进行定向仪法进行罗盘校准时，定向仪的对准工作直接影响测量精度， 此工作由定向仪上的类似步枪准星的瞄准器进行对准，对准精度不高，存在一 定人为主观因素而导致测量精度存在不确定性。6) 如果飞机上安装使用的是数字罗盘，用机械式校准仪校验无法实现自动 的罗差校准，只能用人工核对误差的方法进行。由于上述飞机磁罗盘校准设备存在测量精度、核对误差等难以克服的技术 难题，难以满足目前对飞机磁罗盘的校准设备的使用要求，严重影响了一般飞 机的安全飞行，尤其在国家大力发展航空器背景下，各种飞机的罗盘校准精度、 校准速度直接影响飞行安全。 '
技术实现思路
采用地面校准方法对飞机磁罗盘校准时，因现行的飞机磁罗盘校准设备主 要为机械式校准仪，存在机械摩擦、加工精度、读值误差、指针晃动等诸多无 法克服的技术难题。本专利技术提供一种采用分体式结构，通过三轴磁通门传感器 和二轴加速度传感器，利用捷联磁航向算法，以数字化的方式提供磁北方位基 准的工作原理制作的飞机磁罗盘的校准设备，来解决通过地面校准方法校准飞机磁罗盘时的存在的上述技术难题。因此本专利技术的第一目的，专门针对飞机磁罗盘校准过程中测试人员人身安 全的问题，采用分体式结构，免除测试人员在机身上随飞机转动过程中存在的 危险。本专利技术的第二目的，以数字化的形式为飞机磁罗盘校准提供更为精确的磁 北基准，利用捷联磁航向算法进行数字修正，解决机械式校准仪的机加工加工 误差问题，提高校准设备的校准精度。本专利技术的第三目的，使用数字滤波、数字显示，解决读值误差、指针晃动 等技术难题。本专利技术的第四目的，使用提供内准星、更为准确的瞄准镜，提高校准仪的定向精度，使用本专利技术可按《飞机磁罗盘校准的一般要求》(HB6627-92)中的 经纬仪法进行罗盘校准，提供了更多的测量方法。本专利技术的第五目的，采用二轴加速度传感器为本专利技术提供数字水平基准， 解决现有飞机磁罗盘校准设备必须严格水平安装的技术难题。本专利技术的第六目的，因为采用全数字化的形式提供磁北基准，并且提供了 对外的数字接口，为快速校准数字罗盘提供了可能性。本专利技术的第七目的，其中传感器部件可脱离手操器部件完全单独使用，从 而从形式和功能上完全与机械校准仪相同，适合一部分小型飞机用户的使用习 惯。本专利技术为解决上述技术问题，采用的技术方案是1、本专利技术采用一体式的，由传感器部件和手操器部件组成，但为解决测试 人员安全问题及便于操作，本专利技术也可采用分体式设计，由传感器部件和手操器 部件两个可相互分离的部件组成。其中传感器部件完成地磁、重力加速度信号采集功能；手操器部件完成磁方位的解算、显示和存储。通过分别设在手操器 部件及传感部部件上的无线数传模块来实现两大部件间的数据通讯的无线数据 传输，，解决了外场测试时的不便。2、 为达到高精度的磁方位测量需采用精度、可靠性高的磁传感器。在传感 部部件中采用的三轴磁通门传感器因为测量精度高、不受磁化、重复性好等特 点适合本专利技术。 >3、 为了方便用户测试，摆脱调平的麻烦，采用了三轴磁通门传感器，对三 个轴向的磁场强度进行测量，同时用二轴加速度传感器为三轴磁通门传感器建 立水平基准，使磁场强信号在水平面信号上投影，从而测出正确的磁方位。4、 为对磁场强信号进行数字化，用三轴磁通门传感器专用信号调理电路对 磁场强信号进行调理，变化为可供A/D采样电路采集的直流电压信号，采集后 的场强数字量通过无线传输模块发送给手操器部件。5、 为保证计算精度及实时性，手操器上配备微处理器，通过捷联算法计算 出磁方位，微处理器可采用32位微处理器，提高运算及控制能力。6、 为将测量结果量化的显示出来，手操器部件上配备液晶显示器，显示设 备工作状态和磁方位值；传感器部件上也配有简单的液器显示器及键盘，方便 用户进行设置。本专利技术的硬件配置为1、传感器部件主要由三轴磁通门传感器、二轴加速度传感器、信号调理电 路、多路采样电路、微处理器、无线数传模块、接口转换电路、液晶显示器及 键盘、电池及电源管理电路组成。其中三轴磁通门传感器和二轴加速度传感器同时依次接入信号调理电路、 多路釆样鬼路、微处理器；微处理器同时通过无线数传模块与手操器部件进行数据交换；接口转换电路可与手操器部件联接，也可为外部提供数字磁场强度 和水平信号。2、手操器部件主要由液晶显示器、键盘、微处理器、存储器、无线数传模 块、电池及电源管理电路、接口转换电路。其中的手操器部件中的无线数传模块接受来自传感器部件的数字信号后通 过手操器的微处理器实时计算出磁方位角送液晶显示器显示。扩展接口可与传 感器部件联接，也可为外部数字罗盘提供自动检测接口。本专利技术的有益效果本专利技术专用于飞机磁罗盘校准，目的是提供一种更为精确的磁北基准且使磁罗盘校准工作更为安全、提高校准精度及避免读值误差、 在安装飞机磁罗盘校准设备时不用再精确调整水平且体积小、重量轻、功耗低 的校准设备，同时本专利技术简化了飞机磁罗盘的校准过程、极大减少了校准过程 的人力及物力投入，大大提高了飞机磁航向仪表的校准效率，具有很高的技术 含量及经济价值，促进了我国航空事业的发展。 附图说明-图l本专利技术的电路方块图；图2本专利技术的实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种飞机磁罗盘校准设备，其特征在于，飞机磁罗盘校准设备由主要完成地磁、重力加速度信号采集的传感器部件与主要完成磁方位的解算、显示和存储的手操器部分构成，传感器部件与手操器部件之间通过无线数传模块进行数据交换，其中传感器包括三轴磁通门传感器，二轴加速度传感器、信号调理电路、采样电路、微处理器、无线数传模块、电池及电源管理电路；三轴磁通门传感器和二轴加速度传感器同时依次接入信号调理电路、采样电路、微处理器，微处理器将采集的数据经无线数传模块传输给手操器部件；手操器部件包括液晶显示器、键盘、微处理器、存储器、无线数传模块、电池及电源管理电路；其中手操器部件中的无线数传模块接受来自传感器部件的数字信号后能通过手操器的微处理器解算出磁方位送液晶显示器显示。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘明伟，谢春华，杨阳，
申请(专利权)人：宝鸡市博远信航电子科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：61[中国|陕西]