JJF 1987-2022 大气数据测试仪校准规范-(高清原版).pdf
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1、中华人民共和国国家计量技术规范J J F1 9 8 72 0 2 2大气数据测试仪校准规范C a l i b r a t i o nS p e c i f i c a t i o nf o rA i rD a t aT e s t S y s t e m s 2 0 2 2-0 9-2 6发布2 0 2 3-0 3-2 6实施国 家 市 场 监 督 管 理 总 局 发 布市场监管总局市场监管总局大气数据测试仪校准规范C a l i b r a t i o nS p e c i f i c a t i o nf o rA i rD a t aT e s tS y s t e m sJ J F1
2、9 8 72 0 2 2 归 口 单 位:全国压力计量技术委员会 主要起草单位:北京长城计量测试技术研究所 参加起草单位:中航工业成都飞机工业(集团)有限责任公司太原市太航压力测试科技有限公司北京市国瑞智新技术有限公司 本规范委托全国压力计量技术委员会负责解释J J F1 9 8 72 0 2 2市场监管总局市场监管总局本规范主要起草人:李鑫武(北京长城计量测试技术研究所)盛晓岩(北京长城计量测试技术研究所)彭 轶(北京长城计量测试技术研究所)参加起草人:欧 雷 中航工业成都飞机工业(集团)有限责任公司闫晋平(太原市太航压力测试科技有限公司)刘 晶(北京长城计量测试技术研究所)许 超(北京市国
3、瑞智新技术有限公司)J J F1 9 8 72 0 2 2市场监管总局市场监管总局目 录引言()1 范围(1)2 引用文件(1)3 术语和计量单位(1)3.1 术语(1)3.2 计量单位(1)4 概述(2)4.1 原理(2)4.2 分类(2)4.3 用途(2)5 计量特性(2)5.1 气密性(2)5.2 压力示值误差(2)5.3 飞行参数(3)5.4 控制功能(4)6 校准条件(4)6.1 环境条件(4)6.2 校准用标准装置(5)7 校准项目和校准方法(5)7.1 校准前的准备工作及要求(5)7.2 气密性(6)7.3 压力示值误差(6)7.4 飞行参数示值(6)7.5 控制功能(7)8 校
4、准结果表达(8)9 复校时间间隔(8)附录A 飞行参数与压力之间的函数关系(9)附录B 校准原始记录参考格式(1 1)附录C 校准结果内页格式(1 4)附录D 工作介质高度差引起的校准附加误差修正方法(1 5)附录E 大气数据测试仪压力值校准不确定度评定(1 6)附录F 大气数据测试仪飞行参数校准不确定度评定(1 8)J J F1 9 8 72 0 2 2市场监管总局市场监管总局引 言J J F1 0 7 1 国家 计 量 校 准 规 范 编 写 规 则、J J F1 0 0 1 通 用 计 量 术 语 及 定 义、J J F1 0 0 8 压力计量名词术语及定义、J J F1 0 5 9.1
5、 测量不确定评定与表示共同构成支撑本规范制定工作的基础性系列规范。本规范给出了大气数据测试仪计量特性的具体校准条件、校准项目和校准方法。本规范对大气数据测试仪压力示值、飞行参数示值、控制功能的具体技术指标和校准方法进行了规定,其中压力示值技术指标参考J J G8 7 52 0 1 9 数字压力计相关内容,控制功能的技术指标参考J J G1 1 0 72 0 1 5 自动标准压力发生器相关内容,考察控制稳定性、压力控制超(回)调量两个指标。本规范为首次发布。J J F1 9 8 72 0 2 2市场监管总局市场监管总局大气数据测试仪校准规范1 范围本规范适用于大气数据测试仪的校准。2 引用文件本
6、规范引用了下列文件:J J G8 7 52 0 1 9 数字压力计J J G1 1 0 72 0 1 5 自动标准压力发生器H B6 1 2 71 9 8 6 飞行大气参数凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本规范;凡不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本规范。3 术语和计量单位3.1 术语3.1.1 大气数据测试仪 a i rd a t a t e s t s y s t e m;A D T S通过测量压力,并利用函数关系进行压力和飞行参数的相互转换,可以完成对飞行参数仪表校准的仪器。3.1.2 静压 s t a t i cp r e s s u r e;P s飞行
7、器周围大气的压力,它是空气作用在相对静止物体表面上的单位面积的力。3.1.3 动压 d i f f e r e n t i a l p r e s s u r e;Q c理想的不可压缩的流体到达驻点时,作用在单位面积上的力,它等于全压减去静压。3.1.4 全压 t o t a l p r e s s u r e;P t动压和静压之和,是空气作用到相对运动物体表面上的单位面积上的总压力,又称为皮托压力或总压。3.1.5 指示空速 i n d i c a t e da i r s p e e d;I A S根据飞行器测得的动压,按照海平面标准大气条件(大气压1 0 1.3 2 5k P a,温度1
8、 5)飞行速度与动压关系表示的速度。3.1.6 马赫数 m a c hn u m b e r;M a物体在流体介质中运动的速度与在该介质中的音速的比值,马赫数是一种相对速度。3.2 计量单位静压、动压和全压的法定计量单位为帕(P a)或千帕(k P a),静压和全压为绝对压力,动压为表压力。1J J F1 9 8 72 0 2 2市场监管总局市场监管总局高度采用的计量单位为米(m)或千米(k m)。指示空速采用的计量单位为千米每小时(k m/h)。马赫数为一个比值,是无量纲的数。4 概述4.1 原理大气数据测试仪的原理是被测压力作用于内置压力传感器上,压力信号经处理后在显示器上可直接显示被测压
9、力,同时利用飞行参数与压力之间的函数关系,可进行压力与各种飞行参数(如高度、指示空速、真空速、马赫数、爬升率、空速变化率等)的转换,带自动压力控制系统的还可进行压力自动控制,进而可以模拟各种飞行参数,实现标准飞行参数的输出。原理框图如图1所示。图1 大气数据测试仪原理框图4.2 分类大气数据测试仪分为带自动压力控制系统和无压力自动控制系统两种类型。4.3 用途大气数据测试仪主要用于飞行参数仪表,如高度表、空速表、爬升率表、马赫表和大气数据计算机的校准。5 计量特性5.1 气密性5.1.1 静压静压设置满量程压力值时,泄漏率一般不大于0.1k P a/m i n;设置1 0k P a时,泄漏率一
10、般不大于0.2k P a/m i n。5.1.2 全压全压设置满量程压力值时,泄漏率一般不大于0.1k P a/m i n;设置1 0k P a时,泄漏率一般不大于0.2k P a/m i n。5.1.3 动压动压设置满量程压力值时,泄漏率一般不大于0.1k P a/m i n。5.2 压力示值误差静压、全压(或动压)的示值误差一般不超过表1规定的最大允许误差值。2J J F1 9 8 72 0 2 2市场监管总局市场监管总局表1 压力示值最大允许误差准确度等级0.0 1级0.0 2级0.0 5级示值最大允许误差(以测量范围上限的百分数表示)0.0 10.0 20.0 55.3 飞行参数5.3
11、.1 高度高度的示值误差一般不超过表2规定的最大允许误差值。表2 高度示值最大允许误差对应静压值k P a高度m高度最大允许误差/m0.0 1级0.0 2级0.0 5级1 3 5-24 8 7.50.91.74.31 1 5-10 8 0.70.91.74.31 0 5-3 0 1.50.91.84.61 0 01 1 0.91.01.94.89 09 8 8.51.12.15.38 019 4 9.01.22.35.87 030 1 2.21.32.56.56 042 0 6.41.52.97.35 055 7 4.41.73.48.54 071 8 5.42.04.01 0.13 091
12、6 4.02.65.11 2.82 01 17 8 4.03.77.31 8.21 01 61 7 9.77.31 4.63 6.552 05 7 5.41 4.52 9.07 3.55.3.2 指示空速指示空速的示值误差一般不超过表3规定的最大允许误差值。表3 指示空速最大允许误差指示空速k m/h最大允许误差/(k m/h)0.0 1级0.0 2级0.0 5级1 0 02.65.21 2.52 0 01.32.66.55 0 00.51.02.53J J F1 9 8 72 0 2 2市场监管总局市场监管总局表3(续)指示空速k m/h最大允许误差/(k m/h)0.0 1级0.0 2级0
13、.0 5级8 0 00.30.61.410 0 00.20.41.012 0 00.20.30.815 0 00.20.30.618 0 00.10.20.55.3.3 马赫数马赫数的示值误差一般不超过表4规定的最大允许误差值。表4 马赫数最大允许误差马赫数测试点高度/m马赫数最大允许误差0.0 1级0.0 2级0.0 5级1.000.0 0 10.0 0 10.0 0 250 0 00.0 0 10.0 0 10.0 0 31 00 0 00.0 0 10.0 0 20.0 0 51 50 0 00.0 0 30.0 0 50.0 1 12 00 0 00.0 0 50.0 1 00.0 2
14、 45.4 控制功能5.4.1 控制稳定性大气数据测试仪两通道3 0s内的压力控制稳定性一般不大于示值最大允许误差绝对值的1/2,指标见表5。表5 压力控制稳定性准确度等级0.0 1级0.0 2级0.0 5级控制稳定性(以测量范围上限的百分数表示)0.0 0 50.0 10.0 2 55.4.2 压力控制超(回)调量大气数据测试仪的压力控制超(回)调量一般不大于目标压力值的1%。注:以上指标不用于合格性判别,仅供参考。6 校准条件6.1 环境条件a)环境温度:2 02;b)相对湿度:不大于8 5%;4J J F1 9 8 72 0 2 2市场监管总局市场监管总局c)其他:校准室内应无明显的机械
15、振动和外磁场(地磁场除外)。6.2 校准用标准装置校准用标准装置应经过计量技术机构有效溯源,量程范围应覆盖被校大气数据测试仪的测量范围。6.2.1 压力及飞行参数示值误差校准项目标准装置(有绝压功能)可在下列仪器中选择:a)气体活塞式压力计;b)自动标准压力发生器(0.0 5级及以上,年稳定性合格);c)数字压力计(0.0 5级及以上,年稳定性合格);d)有飞行参数换算功能的自动标准压力发生器。压力示值误差校准所选标准装置的最大允许误差绝对值一般不大于被校最大允许误差绝对值的1/3,当选用气体活塞式压力计作为示值误差校准的标准装置时,最大允许误差绝对值一般不大于被校最大允许误差绝对值的1/2。
16、飞行参数校准所选标准装置的最大允许误差绝对值一般不大于被校最大允许误差绝对值的1/2。6.2.2 压力控制功能的标准装置选择校准大气数据测试仪压力控制功能的标准装置,选择由两支压力传感器、采集系统、显示器组成的测试系统。选用的测试系统的分辨力一般优于被校大气数据测试仪示值最大允许误差绝对值的1/1 0。6.2.3 辅助设备a)压力源:气瓶、真空泵等。b)其他设备:秒表等。7 校准项目和校准方法7.1 校准前的准备工作及要求a)校准前对大气数据测试仪的外观进行目视检查。新制造的大气数据测试仪的结构应坚固,开关、按钮等功能键及接(插)件应完好牢固。使用中和修理后的大气数据测试仪不应有影响其计量性能
17、的缺损。大气数据测试仪的铭牌上或适当位置上应标明产品名称、型号、测量范围、制造单位(商标)、出厂编号等信息,并清晰可辨。数字显示应笔画齐全,不应出现缺笔画的现象。b)大气数据测试仪应在校准环境条件下放置2h后方可进行校准。c)大气数据测试仪的压力示值误差和飞行参数校准时应通电预热,预热时间可依据厂家提供的信息,一般不少于3 0m i n,依次分别对压力示值和飞行参数进行校准。控制稳定性和超(回)调量校准时,按图2所示的方式连接,大气数据测试仪置于压力值控制状态,将测试系统与大气数据测试仪的压力输出口静压、全压(或动压)口相连。5J J F1 9 8 72 0 2 2市场监管总局市场监管总局图2
18、 大气数据测试仪的飞行参数与控制功能校准连接示意d)压力示值误差校准前应调整标准装置或被校大气数据测试仪,尽量使两者的参考位置在同一水平面上。当两者的参考位置不在同一水平面上时,因参考位置高度差引起的校准附加误差应不大于大气数据测试仪示值最大允许误差的1/1 0,否则,应进行附加误差修正,修正方法见附录D。e)校准范围和校准点的选取。校准压力示值误差时,校准点一般不少于1 0点,所选取的校准点尽可能均匀分布在全量程范围内。校准飞行参数时,校准点选取如下:校准高度示值,根据自身测试范围,推荐在表2内选取5个点,所选取的校准点尽可能均匀分布在全量程范围内。校准高度也可与校准静压压力同时进行。校准指
19、示空速示值,根据自身测试范围,推荐在表3内选取3个点,所选取的校准点尽可能均匀分布在全量程范围内。校准马赫数示值,推荐选取马赫数1.0作为校准点,一般选取表4中所列3个高度点。校准控制稳定性和超(回)调量时,一般选取23个点作为目标压力值点,所选取的控制点尽可能均匀分布在全压和静压全量程范围内。7.2 气密性大气数据测试仪按规定与气源、电源正确连接并接通电源后,静压、全压(或动压)分别按5.1中要求设置,压力控制到设置压力点后,切换到测漏模式,压力平衡5m i n后,记录之后1m i n内静压、全压(或动压)的泄漏率。7.3 压力示值误差将标准装置分别与被校装置静压通道、全压通道(或动压通道)
20、相连,先后对被校装置通道进行校准,分别读取标准装置和被校装置的压力值。压力示值误差按计算公式(1)计算:p=pR-pS(1)式中:p 大气数据测试仪各校准点示值误差,P a或k P a;pR 大气数据测试仪各校准点正、反行程示值,P a或k P a;pS 标准装置各校准点的标准示值,P a或k P a。7.4 飞行参数示值大气数据测试仪飞行参数示值误差按计算公式(2)计算:x=xR-xS(2)6J J F1 9 8 72 0 2 2市场监管总局市场监管总局式中:x 大气数据测试仪各校准点示值误差,m、k m/h或马赫数;xR 大气数据测试仪各校准点正、反行程示值,m、k m/h或马赫数;xS
21、标准装置各校准点的标准示值,m、k m/h或马赫数。7.4.1 高度将标准装置置于绝压模式,被校装置置于高度模式,并将标准输出口与被校的静压通道相连接,依次逐点控压至各高度测量点,待系统压力稳定,读取标准和被校静压通道的高度值。7.4.2 指示空速将标准装置置于表压模式,被校装置置于空速模式,将被校静压通道通大气,并将标准输出口与被校的全压(或动压)通道相连接,依次逐点加压至各空速测量点,待各点输出值稳定后,读取标准装置压力值(空速值)和被校装置的指示空速值。7.4.3 马赫数将被校装置置于显示马赫数的状态,将被校静压通道与标准装置静压相连,将被校全压通道与标准装置全压相连,标准装置静压产生所
22、需高度的静压值,待静压高度值稳定后,标准装置全压加压至各马赫数测量点,待输出值稳定后,读取标准装置压力值(马赫数值)和被校装置的马赫数值。7.5 控制功能7.5.1 控制稳定性利用大气数据测试仪控制输出压力,依次逐点加/降压,待各点压力输出值稳定后,读取并记录测试系统3 0s内示值。测试系统3 0s内示值最大值与最小值之差的1/2为大气数据测试仪控制稳定性,按公式(3)计算:pi=pim a x-pim i n2(3)式中:pi 第i个校准点,大气数据测试仪控制稳定性,P a或k P a;pim a x 3 0s内,第i个校准点,测试系统示值最大值,P a或k P a;pim i n 3 0s
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