马赫空速表文档格式.docx

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飞机上安装的位置：

机长和副驾仪表板共2块

二、部品的功能

2083-11-1马赫空速表接收大气数据计算机的空速、粗高度、精高度同步信号，经CPU计算，并放大，主要指示飞机A/S、MACH、VMO、BUG等参数。

马赫空速表显示部分如图1所示：

图1马赫空速表显示部分

（一）计算空速（CAS）是通过大气数据计算机，用全、静压推道出来的，它对静压源进行了修正，计算空速由计算空速指针指示和三个鼓轮数字计数器显示，当发生故障时，一个红色的故障警告旗将数字计数器遮住。

（二）指令空速时沿着固定刻度盘外围移动的橙色基准空速游标指示的，这部分是为自动油门系统服务的，它提供：

（1）显示自动油门所要保持的指令空速；

（2）人工调定的新的空速指令；

（3）产生自动油门计算机保持指令空速所需的误差信号。

（三）M数是真空速与飞机所在高度的音速之比。

它的大小与气流的动压和静压有关，动压愈大，M数愈大，静压愈大，M数愈小。

在亚音速及超音速两种不同的情况下，M数与动压、静压具体关系是不同的。

M数小于1时，计算公式是：

式中pH为飞机所在高度的静压，pT为动压，K2为空气绝热指数，为1.4

在接近音速飞行时，飞机的某些部位会出现局部激波，使阻力急剧增加，飞机的稳定性和操纵性变坏，甚至产生激波失速。

这时的马赫数指示具有与低速飞行时的指示空速相类似的重要作用。

马赫数还是超音速飞行时衡量飞机各部位气动特性的主要参数。

对于民航飞机M数一般都小于1，所以2083-11-1的马赫数最大为0.99，当马赫数超过1.0时，马赫旗出现。

M数输入信号来自于大气数据计算机，读出是从表盘上两个鼓轮数字计数器显示。

当发生故障时，一个红色故障警告旗将计数器遮住。

（四）彩条状最大限制空速指针指示飞机最大使用空速。

有故障时，最大空速（VMO）故障警告旗出现。

此外，还提供指令空速游标不工作（INOP）和超速（OVSP）显示。

三、部品的原理

马赫空速表接收来自大气数据计算机的高度和空速同步信号，显示空速，M数，最大空速（VMO）和指令空速。

部品的原理框图如图2所示：

马赫空速表在功能上主要有空速，M数，最大空速（VMO）和指令空速四大部分。

（一）部品功能原理

（1）计算空速

计算机空速同步信号的输入来自大气空气数据计算机。

计算空速同位器接收到此输入信号后，产生计算空速误差信号，并将此信号输送到伺服放大器放大，驱动伺服马达，带动一个同步器转动，为伺服放大器提供速率回输。

电机的转动通过滑动离合器，带动计数器显示读数，并为同位器提供位置回输。

因为刻度线在300nmile以上是非线性的，所以用刻度修正凸轮在差动机构里对线性计算空速进行修正，然后输出驱动计算空速指针。

计算空速监视器控制故障警告旗，当显示的读数不可靠时，使旗出现，遮住计算空速读出计数器的读数。

监控器检测的项目有：

a.从大气数据计算机来的信号有效；

b.从大气数据计算机来的同步信号；

c.指示器直流电源。

图2部品原理框图

（2）指令空速

指令空速游标是通过一个伺服系统来驱动的。

指令空速的信号来自自动油门，直流电位计提供位置回输。

这个指令空速信号与指示的计算空速信号在同步器控制变压器（CT）里比较，产生选择的计算空速误差信号输出到自动油门系统。

此外本部品还提供手动调节功能。

在下述情况下指令空速不工作旗出现。

a.指示器失去电源；

b.外部输入的有效信号丧失。

（3）M数

M数的同步器输入信号来自于大气数据计算机，包括高度（粗高度和精高度）同步信号和空速同步信号，经模数转换变成数字信号，再经过一个多路选择器，送到微处理器进行数据计算处理，然后将处理后的信号送到驱动电路，驱动交流步进电机，带动马赫数轮显示。

电机带动一个解算器为伺服放大器提供速率反馈。

电动机还通过传动装置带动M数计数器显示，并为同步器提供位置回输。

在遇有下列情况之一时，由监控器控制的红色故障旗将M数计数器的读数遮住。

b.失去从大气数据计算机来的M数有效信号；

c.失去从大气数据计算机同步发送器来的信号；

d.M数变化大且数轮未达到稳定值。

（4）最大使用空速（VMO）

从大气数据计算机来的高速信号，这些信号通过多路调制器和模数转换器加到中央处理器，其输出驱动最大使用空速指针。

同时还提供超速警告信号的输出。

（二）部品结构原理

从结构上来说，主要由电子部分和机械两大部分。

（1）电气部分

马赫空速表电气部分在4块PCB板组件上，这4块PCB板连接到PCB底板组件上。

1.电源PCB组件

（a）图3为电源PCB板的电路图。

图3电源板电路图

（b）电源供应PCB包含除电源变压器外的下面所有电源供应。

电源变压器位于电气组件框架。

-±

12VDC，校准：

为运放供电

12VDC，未校准：

为故障旗组件供电

5VDC，校准：

为各种芯片供电

13VDC，未校准：

（c）电源采用26V/400Hz供电，电源经过变压器，主要产生16V、9V、13V电压信号，所有这些信号共地。

16V主要用来产生电源供应校准的±

12VDC和未校准的±

12VDC，首先C1和C2提供了一个对输入交流的短暂的抑制，电阻R1,R2限制了输入电流的尖峰输入到整流桥DB1,电源经过整流桥已经变成一个12V左右的直流信号，再经过滤波电容C7,C8进行滤波整形。

在信号未通过三端稳压块之前输出未校准的12V直流电源，主要供旗电机使用。

电容C12和C13为校准的±

12VDC的稳定状态调节器RV1,RV2的输出提供滤波。

最终输出经过校准的，稳定的±

12VDC信号供运放使用。

（d）变压器产生的9V信号用来产生+5V直流信号，同样信号经过C3,C4进行滤波，然后经过二极管CR1,CR2进行半波整流，得到直流信号。

用C10滤波，然后经过三端稳压其CR3进行稳压，得到稳定的+5V直流信号，供各种芯片使用。

（e）未校准的±

13VDC，通过一个中心桥式整流器，整流器从13V交流源提供一个未校准的直流输出。

电容C5和C6提供了一个对输入到校准的±

13VDC电源整流器的交流的短暂的抑制。

（f）同时板上还有驱动电路。

IC1为CD4099BE,是一个8位数据选择器，A0,A1,A2为地址选择端，当某一路被选中时，从DATA端输出来自于被选中信号。

IC1接收来自于S/D转换板和CPU板的输入信号。

这些输入信号设置和控制IC1里的锁存电路。

（g）IC1的输出去驱动VMO和马赫旗、超速警告输出。

晶体管Q1,Q2,Q3和Q4是这些信号的输出驱动。

二极管VR1限制瞬时的在超速限制线上的高电压，并保护Q3,Q4免受瞬时高电压的损坏。

（h）超速限制线的输出的一部分通过IC3的到IC2的一进行缓冲。

IC3缓冲有效信号，步进电机复位和输入到IC2的备用IN2信号。

IC2的其他输入来自于驱动电路PCB。

IC2充当一个输入锁存装置来控制IC1的输入。

（i）IC1和IC2为有效信号和S/D转换和驱动PCB信号的输出信号提供失败检测电路。

IC1和IC2同时提供超速警告输出。

2.中央控制器单元（CPU）电路板组件。

（a）原理框图（图4）描述了CPU电路板组件的功能。

图4CPU电路原理框图

（b）CPU为美国德州仪器公司生产的TMS9980单片机。

专为低成本小系统而设计。

TMS9980是一个单片16位中央处理单元，支持16位指令，有8为数据线，14根地址线。

TMS9980的地址线是复用线，有三种状态。

当MEMEN为低电平时，A0～A13为外部ROM地址线；

当MEMEN为高电平时，A0～A13为I/O接口线；

当HOLD为低电平时为高阻状态。

同样8位数据线，当MEMEN为低电平时，D0～A7为外部RAM数据线；

当MEMEN为高电平时，8条数据线为高阻状态。

此芯片采用±

5V和12V电源供电，而电源板只提供+5V和12V电源，所以CPU板也包含一个-5V电源产生电路。

使用片上时钟，用一个8MHz受控晶体振荡器作为实现CPU功能的内部控制时钟。

采用40脚双列直插式封装

（c）振荡电路采用8V校准电源供电。

这个电压来自于校准的+12V供应，通过电压调节器RV2得到的。

（d）IC1中央处理器集成芯片，包含CPU工作必须的逻辑。

4个外部扩展的存储集成电路，它们的控制逻辑为CPU提供扩展的数据存储。

两个存储器是随机读写存储器（RAM），为两个1K*4并联成1K*8。

IC4,IC5为只读存储器（PROM）,提供了4K字节的8位数据存储。

（e）CPU通过存储器选择和读写控制逻辑来控制存储器的选择和读写功能，包括IC8,IC11和IC12。

（f）一个输入锁存电路IC6和IC10来控制CPU的工作。

IC6接收VMO选择跳转和400Hz时钟信号和来自于S/D转换板上的正转和反转信号。

（g）IC10作为超速开关输入信号的缓冲，IC7用I/O选择线IN2，来选择输入或输出设备。

一个电源升高复位和CPU失败检测电路用IC10的5部分。

输入到单片机的中断信号输入端，对单片机进行复位。

3S/D转换电路板组件

（a）原理框图（图5）表明了S/D转换PCB的功能。

电路图如图6所示。