气动补偿完整版实用资料.docx

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气动补偿完整版实用资料

气动补偿（完整版）实用资料

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5．8．2气动补偿

1.铰链力矩

作用在舵面上的气动力对舵面转轴的力矩称为較链力矩,用M1表示。

由图4-34可得出:

Mj=F×d

偏转舵面时,必须用传动杆力P对转轴形成的力矩来克服較链力矩。

克服較链力矩使舵面偏转的力矩称为操纵力矩,用Mc表示。

由图4-34可得出:

Mc=Pxh

图5-34铰链力矩的产生

1-操纵面；2-尾翼面；3-转轴；a-操纵拉杆；b-摇臂

要使舵面偏转必须满足:

Mc≥Mj

P×h≥F×d

因此拉杆上的力

在无助力的操纵系统中,力P要按一定比例传递到驾驶杆（盘）上,这正是驾驶员偏转操纵面时,板动驾驶杆（或盘）的操纵力。

随着飞机飞行速度的提高和飞机尺寸、质量的增加,i交链力矩很快加大,警3驶员操纵驾驶杆（或盘）的力也随之增大。

这样就加重了驾驶员的劳动强度,甚至达到了力不能及的程度。

气动补偿的目的就是要减少校链力实巨,减轻驾驶员操纵飞机的劳动强度。

2.气动补偿的方式

（1）轴式补偿

轴式补偿是将操纵面转抽从前缘向后移动一段距离,从而达到减小較链力矩的一种简单气动补偿方法。

将操纵面的转轴从前缘向后移动一段距离,当操纵面偏转时,转轴前操纵面上的气动力对转轴的力矩M,与转轴后操纵面上的气动力对转轴的力矩M2方向相反,这样偏转操纵面应克服的較t連力矩M1=M,-M,,从而减小了总的铰链力矩,起到了气动补偿的作用。

使用轴式补偿将转轴后移,也给操纵面的重力平衡带来有利条件（见图5-35）。

图5-35軸式气动补偿

l-操纵面（升降能）;2一水平安定面;3一转轴;4一垂直尾翼

轴式补偿存在的缺点是当操纵面偏转时,它与前面固定翼面之间形成间隙,会使操纵面效率降低,这种不利影响会随着速度的增加而趋于严重。

另外,应根据必要的机动性能和操纵性能（操纵驾驶杆力的条件）,适当选择轴式补偿度（一般轴式补偿度S补偿/S操纵面在0.20-0.25范围之间）。

要确保在操纵面最大偏角时,其前缘不能突出翼形外表面之外,否则会引起阻力增加和过度补偿,而且在高速时会提前产生激波。

（2）角式补偿

角式补偿通常是在操纵面的外侧部位（或上侧部位）,操纵面的一部分向前伸出,伸到操纵面转轴之前,形成一个角（见图5-36）。

这个角的面积一般约占操纵面面积的6%-12%。

当操纵面偏转时,外伸角部分上的气动力对转轴力矩与操纵面上气动力对转轴的力矩方向相反,减小总較链力矩,起到气动补偿的作用,这叫角式补偿。

图5-36角式补偿

（a）方向能角式补偿;（b）升降舵角式补偿

1一方向舵的一个角;2一转轴;3一方向舵;4一升降舵的一个角;5一升降舵;6一水平安定面

角式补偿形式构造简单,但操纵面偏转时,角部分突出在翼外形之外,将产生涡流,增加阻力,而且还会引起操纵面振动。

（3）内封补偿.

图5-37所示为内封补偿的两种形式:

密封布式和平衡板式。

内封补偿多用于副翼的气动补偿上。

它是利用副翼前缘和机翼后部之间的空腔,在空腔中安装有摆板、平衡板（平衡板式的）,或气密玻璃纤维布（密封布式的）,将空腔分成上、下不通气的两个室。

副翼向下偏转时（见图5-37（b））,将上室打开,下室封闭,上室内空气随气流流走形成负压,上下室内压力差形成的气动力对副翼转轴的力矩与.副翼上气动力对转轴的力矩相反,减小較链力矩,起到气动补偿的作用。

当副翼向上偏转时（见图5-37（a））,将上室封闭,下室打开,下室内空气随气流流走形成负压,上下室内压力差形成气动力对副翼转轴的力矩与副翼上气动力对转轴的力矩相反,也减小铰链力矩,起到气动补偿的作用。

图5-37内封式补偿

（a）密封布式；（b）平衡板式

1-气密胶布；2-补偿面；3-摆板；4-平衡板；5-鸭舌

热电偶用补偿导线及补偿电缆

补偿导线是特种导线，用于热电偶和二次（基地）仪表间的信号传输，能够消除热电偶冷端温度变化引起的测量误差，保证仪表对介质温度的精确测量，适用于电力、冶金、石油、化工、轻纺等工业及国防、科研部门自动化测温仪表的单点或多点连接。

一、产品标准:

热电偶补偿导线：

GB/T4989-94热电偶补偿电缆：

Q/320831SQL07-96

二、使用特性:

使用温度：

耐热级：

-65~+200℃及-65~+260℃两种；普通级：

-40~+70℃及-40~+105℃两种；

最小弯曲半径：

补偿导线：

不小于导线外8倍；

补偿电缆：

有铠装时不小于电缆外径的12倍，无铠装时不小于电缆外径6倍。

三、主要技术指标:

四、主要结构材料及代号:

本产品可分为耐寒型、防水型特殊性能的补偿导线及电缆，其标识在型号后面用：

耐寒型（L）

表示、防水型（S）表示，如SC-G-VVRP1的产品的耐寒型为SC-G-VVRP1（L）

六、电缆交货长度:

1、电缆交货长度应不小于100米，允许长度不小于20米的短段交货。

2、根据双方协议可任何长度的电缆交货。

七、参考价格：

由于市场近期金属材料和工业塑料的价格不稳定，补偿导线价格受原材料供应价格变化影

响较大，欢迎用户来电来信垂询。

马波斯气动量仪气电转换放大器

灵敏度及零位调整操作说明书

一、概略

各部图示:

放大器

电源

a.灵敏度调节钮（倍率调节钮。

d.放大器进气口。

b.零位调节钮。

e.排气口。

c.放大器出气口（至气测头。

f.电源指示灯。

g.电源开关。

二、测量前准备

1.按要求准备好马波斯工作的电源和气源。

（供气压力0.15~0.2Mpa,供气压

力恒定,气源干燥无水、无油

2.将“灵敏度调节钮”、“零位调节钮”右旋到底（全部关闭。

三、确认当前测量事件对于放大器灵敏度和零位所需要调节的方向,方法如下:

1.样件或标准环选用的原则:

1.1要避免样件圆度及锥度不良对测量所造成的误差。

1.2要尽量按照工艺控制上下限的范围选用样件。

2.准备好二个已经标定好实际尺寸的产品样件或标准环,按标定值计算出它

们的绝对值差如D1=V1max-V1min;

3.将两个样件分别放入气动测头,按触摸屏显示值计算出它们的绝对值差如

D2=V2max-V2min;

4.调整方向的确定:

如D1>D2,则“灵敏度调节钮”和“零位调节钮”都要

统一向右调节;如D1

四、内径测量调整举例说明:

1.假定两个产品样件标定值分别为V1max=-1μm;V2max=-10μm;

则D1=V1max-V1min=-1-（-10=9μm;

那么D=D1/2=9/2=4.5μm;

2.将气动测头放入大尺寸样件,调节“灵敏度调节钮”直至触摸屏显示值=D

=4.5μm;

3.将气动测头放入小尺寸样件,调节“零位调节钮”直至触摸屏显示值=-D

=-4.5μm;

4.再将气动测头放入大尺寸样件,调节“灵敏度调节钮”直至触摸屏显示值=

D=4.5μm;

5.再将气动测头放入小尺寸样件,调节“零位调节钮”直至触摸屏显示值=-D

=-4.5μm;

6.反复多次直至气动测头放入大尺寸样件显示值=4.5μm;气动测头放入小

尺寸样件显示值=-4.5μm;

7.最后将气动测头放入小尺寸样件,调节“零位调节钮”使显示值=-10μm

即可。

8.调整结束后,这两个旋钮应保持原位不必再调节。

调整人员将调节钮防护

罩安装到位。

预算说明书

项目编号：

项目名称：

单位名称：

一、经费预算表

金额单位：

万元

预算科目名称

合计

专项经费

自筹经费

一、经费支出

1、设备费

（1）购置设备费

（2）试制设备费

（3）设备改造与租赁费

2、材料费

3、测试化验加工费

4、燃料动力费

5、差旅费

6、会议费

7、国际合作与交流费

8、出版/文献/信息传播/知识产权事务费

9、劳务费

10、专家咨询费

11、管理费

12、

二、经费来源

1、申请从专项经费获得的资助

2、自筹经费来源

（1）其他财政拨款

（2）单位自有货币资金

（3）其他资金

注：

支出预算按照经费开支范围确定的支出科目和不同经费来源编列，同一支出科目一般不得同时列支专项经费和自筹经费。

二、承担单位和协作单位分工及经费分配

填表说明：

承担单位性质分为，A、项目承担单位B、项目协作单位

序号

单位名称

组织机

构代码

单位性质

任务分工

研究

任务

负责人

专项

经费

自筹

经费

（1）

（2）

（3）

（4）

（5）

（6）

（7）

1

2

3

累计

三、经费来源

四、对各科目支出的主要用途、与课题研究的相关性及测算方法、测算依据进行详细分析说明。

编制说明

1.项目总预算说明书由项目承担单位编制，承担单位预算说明书由承担单位负责编制，各协作单位预算说明由项目承担单位组织各协作单位编制，项目承担单位负责汇总。

2.预算说明书标题空格处应注明项目预算说明类别，可填写“总预算说明书”、“承担单位预算说明书”或“协作单位预算说明书”。

总预算说明书“单位名称”处应填写项目承担单位名称。

3.第二部分“任务分工”应对各自承担任务分工进行详细阐述。

4.总预算说明各支出科目应与项目预算表相关科目一致，各协作单位预算说明支出科目合计应与总预算支出相关科目一致。

5.大于5万元以上设备须提供三家以上商品报价单，报价单应是件，不能自行编制，附在预算说明后；严格国际合作与交流费列支审核，项目发生国际合作与交流费时，必须事先报经国家海洋局审核同意；不可预见费（机动费）一律不得列支。

6.经费来源包括专项经费支持、自筹经费及其他，应详细说明。

7.各科目支出的主要用途和测算理由等应详细说明，体现编制理由、相关性及测算方法、测算依据，示例如下：

（1）设备费

①主要用途：

用于支付课题研究过程中购置仪器设备，含有三个水质浮标（一个备用）。

其他设备采用项目承担单位及合作单位已有的仪器设备。

②与课题研究的相关性：

本课题研究过程中，水质浮标进行盐水入侵定点观测。

③测算方法、测算依据：

本课题研究过程中，拟进行两个站位的定点观测，需要两个水质浮标，另需一个做为备份。

模式研制、调试、资料处理等所需的高性能计算机、服务器、工作站、台式机、打印机、扫描仪等设备均来自项目承担单位及合作单位。

所购大型仪器设备：

水质浮标（一个备用）：

万/个×3个，共计万元；

设备费合计费用：

万元，占总经费百分比为%。

8.字体为宋体小四，行距25，页码居中，项目总预算说明和各协作单位分预算说明合并装订。

一种基于PWM的开关功率放大器的设计

一、前言

振动测试系统是模拟某种产品的实际使用环境，在产品出厂前检验其结构特性和可靠性，这对于新产品开发起着重要作用，因此，被广泛应用于军事，自动化，半导体，汽车，航空航天等行业。

采用开关功率放大器的电动式振动测试系统是目前应用广泛的一种振动试验系统。

通常能提供正弦、随机和冲击试验环境，它的频率范围广，动态范围宽，易于实现自动或手动控制；加速度波形良好，适合产生随机波；可得到很大的加速度。

功率放大器是电动振动试验系统的重要组成部分，其性能和与振动台的匹配状况直接关系着系统的性能。

功率放大器发展到现在已经历了3代：

电子管功率放大器、晶体管线性功率放大器及开关功率放大器。

目前电子管功率放大器已经很少使用，晶体管线性功率放大器效率通常只有50％左右，而其他的能量则转化为热能，不但效率低，而且散热是个很大问题。

开关功率放大器如果采用功率场效应管（PMOSFET），则损耗很小，效率可达到90％，发热少，冷却设备简单。

由于开关功率放大器输出电压容易调节，且电流的波峰系数较大，这样就可以直接与振动台耦合，而不需要输出变压器。

而且PMOSFET的开关频率高，因此放大器体积小，功率密度大，容易实现模块化。

本文应用PWM技术设计并实现了5kW的功率放大器模块。

由于采用PMOSFET，开关频率达到50kHz,体积比较小，效率高。

输出电感铁芯采用钻基非晶合金，频率响应范围广。

2主电路设计2.1主电路结构

开关式功率放大器主电路结构如图1所示。

三相交流电经过工频变压器隔离、降压送入三相全桥滤波器，然后通过电容滤波得到低纹波直流电源Vin。

主电路由4只PMOSFET组．成一个全桥变换器。

输出的电压波经过常模和共模扼流线圈滤波后输出到振动台。

开关功率放大器输出正弦波（5Hz～5kHz）或随机波形。

采用提高开关频率的方法来抑制谐波虽然有效，但是会增加PMOSFET的开关损耗，从而导致变换器的效率下降。

本文采用倍频PWM技术，即三角载波的频率为100kHz,而MOSFET的开关频率为50kHz,这样不仅能够有效地降低谐波，而且也可以减少开关损耗。

变换器工作时，同一个桥臂上的MOSFET交替导通，当Q1，Q3同时导通时输出为零，只有对角线上的Q1，Q4或Q3，Q2同时导通时才输出电压波形。

二、控制逻辑

由于开关功率放大器是通过输入信号来改变输出结果的，所以是开环控制。

其控制逻辑如图2所示，由载波发生，调制信号，比较单．元和延时单元组成。

载波是频率为50kHz三角波，由模拟振荡电路获得。

调制信号由振动台控制系统给定，滤波后送到比较器的同相端。

载波以及反相的载波分别送到比较器的反相端。

调制后的信号通过一个由RC电路和与非门组成的延时单元，防止同一桥臂的MOSFET的直通，最后经过缓冲器到驱动电路。

三、驱动电路

变换器输出电流有效值为50A,输出电压有效值为100V。

采用IR公司的HEXFETIRFP250N，VDS＝200V，ID＝30A，开关频率大于100kHz。

考虑到能提供一定的裕量和过载能力，每个桥臂用4只MOSFET并联。

驱动电路原理如图3所示。

四、输出滤波电路设计

开关功率放大器中MOSFET的导通和关断，电容的充放电都产生很强的电磁干扰。

为了减少EMI发射量以及避免外部干扰对本机的影响，输出滤波电路非常关键。

输出滤波电路如图4所示。

图4中Ll，L2和Col用来减少常模干扰，而L3，Co2和Co3用来减少共模干扰，其中Ll=L2，Co2=Co3。

功率放大器输出最高频率为5kHz,可以选择截止频率为10kHz,则L1和L2可由下式计算

Col由两个2.2μF的高频薄膜电容并联所得，计算可知，Ll和L2取30μH。

Ca2和Co3则取0.22μF的高频薄膜电容，截止频率为10kHz，计算可知，L3取1.15mH。

非晶态合金具有软磁性能好，强度和硬度高，韧性、耐蚀性和耐磨性好，饱和磁密度高，矫顽力小，电阻率高，损耗小等特点，适宜电抗器和高频开关电源变压器。

考虑到开关功率放大器的输出频率范围较宽（5Hz～5kHz），所以铁芯采用钻基非晶合金。

饱和磁密达到1.54T，磁导率达到100kH／m，而且损耗小。

另外，在进线和出线上添加磁环，可减少噪声。

五、监控电路设计

图5是监控系统的原理框图，核心是Atmel公司的8位单片机AT89C52,主要功能是监测模块状态，检测输出电压电流以及故障显示。

模块的故障信号经过RS触发器保持后送到单片机。

对输出电压和电流进行电阻取样，然后经过A/D转换送到单片机。

单片机另一作用是管理液晶显示器，该显示器的显示方式为中文显示，主要内容包括输出电压电流值、故障、系统的运行状态等。

七、结论

试验证明，采用全桥PWM技术的开关功率放大器具有效率高（大于90％），体积小，失真度低，信噪比高，容易实现多机并联使用，大大提高功率放大器的总容量。

本文研制的功率放大器，已应用在电动振动台系统中，具有较好的应用前景