气压单位换算（所有单位换算公式大全）

　　气压单位换算（所有单位换算公式大全）验器设计
　　原创2021080410：50stdhj直升机机载电子设备空速开关虚拟化仪表试验器设计
　　编写：贺军
　　1、概述
　　机载电子设备空速开关检测试验器是用虚拟化仪表控制方式设计的检测和试验空速开关（P。N。3297010）的试验器。
　　空速开关（P。N。3297010）是安装在直升机上用于自动驾驶系统的一个组件，该组件主要用途功能是当其总压和静压连接之间的压差达到相当于1105kmh（59。395Kt2。7Kt）的速度的压力值时，空速开关（P。N。3297010）就闭合电气电路。
　　机载电子设备空速开关检测试验器虚拟化仪表主要用于检测空速开关（P。N。3297010）的气密泄漏指标、空速开关的电子开关工作点检测。
　　2、空速开关工作原理简介
　　空速开关（P。N。3297010）是安装在直升机上用于自动驾驶系统的一个组件，该组件主要用途功能是当其总压和静压连接之间的压差达到相当于1105kmh（59。395Kt2。7Kt）的速度的压力值时，空速开关（P。N。3297010）就闭合电气电路。
　　空速开关（P。N。3297010）外形如图所示。
　　该组件一个重要的技术指标kt是表示速度单位。
　　Kt是英文knots的缩写，中文名字叫节。此速度单位常用于航海、航空等领域。
　　1Kt1nmileh1。852Kmh。
　　1节1海里小时1。852公里小时。
　　空速开关（P。N。3297010）采用了两个相互相对安装的空气速度传感胶囊的原理，它们在产生的差压作用下形成接触。
　　空速开关（P。N。3297010）特性描述
　　外形尺寸：76毫米x40毫米x40毫米。
　　（2。992英寸X1。575英寸X1。575英寸）
　　压力连接：两个配件M10X100I。S。O。
　　电气连接：3针类型PRL5412583AP
　　电源：28VDC
　　温度范围：运行温度范围56到70
　　储存温度范围65到90
　　具体规定的防护标准AIR7251B
　　重量：110克3。
　　空速开关（P。N。3297010）外观描述
　　该压力差别开关空速开关（P。N。3297010）的形式是一个小的圆柱形套管，装有一个方形的安装板，正面有两个压力连接端口，背面有一个电气连接插头。
　　一个显示制造商名称、产品型号、零件编号、日期、检验印章和修改索引的识别板固定在套管上，如图中显示。
　　空速开关（P。N。3297010）工作原理示意图
　　空速开关（P。N。3297010）工作原理如图中所示：
　　在空速开关气路接入端有2个气路接口，一个全压连接器（T），一个静压连接器（S）。
　　在空速开关另一端有一个3芯电路连接插头，其中A和C为电路开关连接线，B为空闲线。
　　空速开关（P。N。3297010）结构示意图
　　空速开关（P。N。3297010）结构示意图如下图中所示。
　　空速差压开关PN3297010由一个圆柱形套管（7）组成，其中两个容器盒（6）和（19）相互安装。
　　它的两端由前板（11）封闭，前板（11）上安装有总压（13）和静态（10）两个压力连接器，后板（25）上安装有四个固定器（1）和垫圈（28）。
　　两个板使用沉头螺钉（24）紧固在两根骨架（4）上，两个容器盒也是在该骨架上面。
　　容器盒上有一个螺纹端，通过四个六角螺母（5）安装和调整它们。
　　它们由平垫圈（22）和衬套（23）进行电气绝缘，每一个都通过导线（3）连接到连接器的引脚上。
　　它们根据单元的序列号1至503中序列号不同安装不同的触点，包括：一个容器盒作为平面接触点（21），另一个作为凸接触点（20）。
　　从连接器（13）的总压力被送入到两个容器盒的双管（17），通过两个热收缩绝缘套（18）在连接点上密封一半在两个端板上通过O形环密封（16）和在电连接器上通过n个O形环密封（2）和一个平密封垫（26）获得总体压力松紧度。
　　位于总压接（13）中的隔膜螺钉（12）过滤掉任何压力振荡。
　　静态压力连接器（10）通过内置过滤器（8）向套管内部提供环境压力。
　　所述的两个压力连接在前板（11）上与挡板（9）紧密连接具有端部密封的双重功能，通过两个螺母（14）和锁定标签（15）连接到圆柱形套管（7），并且还用于在其面板上安装差动预置开关。
　　调整容器盒之间的距离，使其总压和静压连接之间的压差达到相当于1105kmh（59。395Kt2。7Kt）的速度的压力值时，空速开关（P。N。3297010）就闭合电气电路。
　　总压力通过标识为T的总压力连接（13）馈送到容器盒的内部，而静态通过标识为S的静态连接器（10）馈送到套管的内部。
　　容器盒随着速度的增加而膨胀，使触点（20）和（21）更接近，直到以110。25公里小时的速度接触为止。
　　图例标识说明：
　　1、螺丝钉
　　2、O形环封
　　3、lt；电gt；导体
　　4、骨架
　　5、六角螺母
　　6、容器盒
　　7、圆柱形套管
　　8、内置过滤器
　　9、金属板
　　10、静压连接器
　　11、前板
　　12、隔膜螺钉
　　13、总压力连接器
　　14、螺母
　　15、锁定选项卡
　　16、O形环密封
　　17、双管
　　18、热缩绝缘套管
　　19、容器盒
　　20、平面接触
　　21、圆柱形接触
　　22、平垫圈
　　23、轴衬
　　24、紧压螺栓
　　25、后板
　　26、平封
　　27、连接器，连接体
　　28、垫圈
　　3、空速的概念
　　空速是指相对于空气的。根据上的差异，空速可分为、校准空速、、真实空速等几种。
　　真实空速（TrueAirSpeed），又称真空速。表示飞行器飞行时相对于周围空气运动的速度，其英文缩写形式为TAS，用符号VT表示。
　　指示空速（IndicatedAirSpeed），又称表速，它是根据测量得到的动压，并按海平面标准大气条件下（760毫米水银柱，气温零上15度）空速与动压的关系而表示的速度值，其缩写形式为（IAS），用符号Vi表示。为了飞行的安全，飞行员操纵飞机所依据的就是指示空速。
　　校准空速也称校正空速（CalibratedAirSpeed），是指示空速经过修正安装误差、仪表指示误差后，在空速表上显示的空速，其缩写形式为（CAS），用符号Vc表示。
　　直升机上安装的空速表如下图所示。
　　4、飞行高度表与大气压力
　　根据大气层的组成及特点，大气的静压Ps随着高度增加而减小。通过测量气压Ps，间接测量高度，就是气压式高度表的工作原理，这种高度表实质上是测量绝对压力的压力表。
　　安装在直升机上的飞行高度表如下图所示。
　　大气压力与海拔高度的关系是：高度增加，大气压力减小，在3000M范围内，每升高12M，大气压减小1mmHg，大约133Pa。
　　大气压随着高度的增加而降低，但是没有比例关系，海拔越高，降低得越慢。
　　一般海拔每升高100米，气压就下降0。67千帕（5毫米汞柱），如拉萨海拔3658米，大气压为65。2千帕（489毫米汞柱），仅为海平面大气压（101。3千帕）的64。4。
　　标准大气压（Standardatmosphericpressure）
　　标准大气压是指在标准大气条件下海平面的气压，1644年由物理学家托里拆利提出，其值为101。325kPa，是压强的单位。曾一度将标准温度和压力（STP）定义为0C（273。15K）及101。325kPa（1atm），但1982年起IUPAC将标准压力重新定义为100kPa。
　　大气压测量单位：
　　psi磅平方英寸
　　cmHg水银柱高（厘米）
　　cmHg水银柱高（英寸）
　　Pa帕～国际制压力单位（SI）～1Pa1Nm2
　　bar巴～气压单位～1bar105Pa
　　mbar毫巴～1mbar103bar
　　压力单位之间的换算关系是：
　　1标准大气压760mm汞柱76cm汞柱1。01325105Pa10。339m水柱。
　　1标准大气压101325N。（在计算中通常为1标准大气压1。01105N）。100kPa0。1MPa
　　1个标准大气压14。7psi76cmHg29。92inHg
　　1。01325bar1013。25mbar
　　5、动压和静压的压力传感器：
　　机载电子设备空速开关检测试验器虚拟化仪表检测系统中使用的动压和静压的采集压力传感器分别采用日本产的ZSE40F和ZSE40高精度数字式压力传感器，外形如图中所示。
　　该压力传感器技术性能指标如下：
　　ZSE40F使用压力范围：在100。0kPa到100。0kPa
　　供电电压：DC1224V10（波度10以内）
　　保证耐压力：500kPa
　　压力分解度：0。1kPa1mmHg（设备动压测试选用mmHg）
　　压力反应时间：2。5ms
　　重复精度：0。2满刻度以内1个单位以下
　　模拟电压输出：15V5满刻度以内（在电压范围内）
　　模拟输出直线性：1满刻度以内
　　模拟电压输出阻抗：1K
　　使用周围温度范围：操作时050，保存时10到60（防止结冰）
　　使用周围湿度范围：3585RH（防止结冰）
　　ZSE40使用压力范围：在10。0kPa到101。3kPa
　　供电电压：DC1224V10（波度10以内）
　　保证耐压力：500kPa
　　压力分解度：0。1kPa
　　压力反应时间：2。5ms
　　重复精度：0。2满刻度以内1个单位以下
　　模拟电压输出：15V2。5满刻度以内（在电压范围内）
　　模拟输出直线性：1满刻度以内
　　模拟电压输出阻抗：1K
　　使用周围温度范围：操作时050，保存时10到60（防止结冰）
　　使用周围湿度范围：3585RH（防止结冰）
　　动压和静压加到压力传感器后转换为模拟电压输出后分别加入空速表、高度表和升降速度的比例放大器输入端。ZSE40和ZSE40F接线图如下：
　　6、空速开关检测试验器气路控制系统设计说明
　　机载电子设备空速开关检测试验器设计中气路控制系统如下图所示。
　　机载电子设备空速开关检测试验器设计气路控制系统由图中所示动压、静压分别由2组可变速微型气泵产生，分别经过控制电磁阀开关后送往动、静压流量控制气阀开关。
　　动压输出一路到动压输出管口（T动压接口），连接到空速开关的全压端口T，一路连接到缓冲气流储气罐，另一路连接到压力传感器ZSE40F。
　　静压输出一路到静压输出管口（S静压接口），连接到空速开关的静压端口S，另一路连接到压力传感器ZSE40。
　　在动压和静压之间连接有一个交连控制阀门和交连控制电磁阀门，该阀门是供在测试空速开关泄漏试验时开启动压和静压互通为全压时使用。
　　7、空速开关（P。N。3297010）虚拟化仪表检测系统设计说明
　　在虚拟化仪表检测系统屏幕上显示的空速表和高度表是模拟安装在直升机上的空速表和高度表的，如下图所示。
　　空速开关（P。N。3297010）虚拟化仪表试验器控制系统屏幕显示如图所示。
　　空速开关（P。N。3297010）虚拟化仪表试验器从虚拟仪表屏幕显示可以直观地看到系统由5大部分组成：
　　1）、28V电源管理系统。
　　2）、15V电源管理系统。
　　3）、5V电源管理系统。
　　4）、动压控制系统。
　　5）、静压控制系统。
　　空速开关（P。N。3297010）虚拟化仪表试验器外接端口有：
　　6）、T端口：由动压系统控制。
　　7）、S端口：由静压系统控制。
　　8、空速开关（P。N。3297010）测试方法说明
　　空速开关（P。N。3297010）组件与空速开关组件虚拟化仪表试验器连接方法如图中所示。
　　测量空速开关（P。N。3297010）组件漏气试验时将空速开关的T端和S通过一个三通接头连接后接入空速开关组件虚拟化仪表试验器的T端口或S端口。
　　8。1、空速开关（P。N。3297010）传统方式气体泄漏测试
　　机载电子设备传统检测方式检测空速开关（P。N。3297010）的气体泄漏测试方法如下图所示。
　　传统方式进行泄漏测试时，将空速开关尽可能短地将两个接头T和S连接到同一压力源和水银（汞）测试柱。
　　增加压力至500mb（7。25psi），然后关闭压力源。在10分钟内，试验柱上的压力读数不应下降超过10mb。
　　然后改为如下图连接方式，重复测试过程采用抽真空到660mb（9。57psi）的真空压力在10分钟内不应上升超过13mb（1885psi）。
　　8。2、空速开关（P。N。3297010）传统方式电子开关测试
　　电子开关测试在20温度下测试，如下图连接方式。
　　该测试只对连接T端口施加压力。
　　连续性试验装置所指示的电气接触应在5。72mb（0。56mb，0。49mb），0。08294psi（0。0812psi，0。0071psi）的压力下进行。
　　8。3、空速开关（P。N。3297010）虚拟仪表方式气体泄漏测试
　　1）、空速开关（P。N。3297010）的气路T和S经过三通接头将气路管连接到空速开关组件虚拟化仪表试验器的T端口，使用动压对空速开关（P。N。3297010）进行气体泄漏测试。
　　2）、用鼠标点击按动动压气泵控制按钮打开动压气泵电源，用鼠标点击慢慢旋转空速表PWM调速旋钮使得动压气泵受PWM控制调速慢慢开始增大充气强度，观察空速表从0kmh逐渐升高，直到空速表到达300kmh再点击动压气泵控制按钮关闭动压气泵运行，如下图所示。
　　此时空速表数字显示kmh窗口也同时显示300，为了防止测试中操作失误损坏了机载电子设备，在空速上限（kmh）设定在350，当气压使空速表上升超过350时自动切断电源，关闭了动压气泵工作电源，停止了动压施加的增加。
　　动压气泵控制按钮按下时动压气泵电源控制指示灯同时燃亮。
　　虚拟化仪表空速表到达300kmh时在空速开关组件虚拟化仪表试验器的T端口上动压相当于直接连接了一个直升机上安装的空速表显示300kmh的动压量值。
　　关闭了动压气泵工作电源，停止了动压施加的增加量值后。空速表保持显示在300kmh位置，保持观察10分钟内，空速表指示下降不应超过15kmh或者空速开关（P。N。3297010）的生产厂家提供的技术说明书所要求的压力值换算过来的空速值指标。
　　3）、空速开关（P。N。3297010）的气路T和S经过三通接头将气路管连接到空速开关组件虚拟化仪表试验器的S端口，使用静压对空速开关（P。N。3297010）进行气体泄漏测试。用鼠标点击按动静压气泵控制按钮打开静压抽气泵电源，用鼠标点击慢慢旋转高度表PWM调速旋钮使得静压抽气泵受PWM控制调速慢慢开始增大抽取气强度，观察高度表从0m逐渐升高，直到高度表到达3（X1000m）再点击静压气泵控制按钮关闭静压抽气泵运行，如图所示。
　　此时高度表数字显示X1000m显示窗口也同时显示3。000，为了防止测试中操作失误损坏了机载电子设备，在高度上限（x1000m）设定在3。500，当气压使高度表到达3。500时自动切断电源，关闭了静压抽气泵工作电源，停止了静压抽气的力度。
　　静压气泵控制按钮按下时静压气泵电源控制指示灯同时燃亮。
　　虚拟化仪表空速表到达3（x1000m）时在空速开关组件虚拟化仪表试验器的S端口上动压相当于直接连接了一个直升机上安装的高度表显示3000m的静压量值。
　　虚拟仪表显示值相当于直接连接一个直升机上安装的高度表显示3000m的静压量值，如下图所示。
　　静压气泵控制虚拟化仪表系统如下图所示。
　　关闭了动压气泵工作电源，停止了动压施加的增加量值后。空速表保持显示在300kmh位置，保持观察10分钟内，空速表指示下降不应超过15kmh或者空速开关（P。N。3297010）的生产厂家提供的技术说明书所要求的压力值换算过来的空速值指标。
　　9、空速开关（P。N。3297010）虚拟仪表方式电气开关闭合状态测试
　　空速开关（P。N。3297010）的电气开关测试连接方式如图所示。
　　空速开关（P。N。3297010）的电气开关测试显示方式如下图所示。
　　空速开关（P。N。3297010）的电气开关测试时只连接空速开关组件的T端口到空速开关组件虚拟化仪表试验器的T端口。
　　开启动压测试系统，空速表从0kmh到100kmh之间运行时空速开关接通指示灯一直是不然亮的，如图中所示。
　　当动压使空速表到达110kmh5kmh时空速开关接通指示灯开始然亮，如图中所示。