膜盒式高度表、空速表、馬赫數表校準規(guī)范

JJF2059—20231膜盒式高度表、空速表、馬赫數表校準規(guī)范1范圍本校準規(guī)范適用于航空用膜盒式高度表、空速表、馬赫數表的校準。2引用文件本規(guī)范引用了下列文件:JJG52—2013彈性元件式一般壓力表、壓力真空表和真空表檢定規(guī)程JJF1008—2008壓力計量名詞術語及定義HB6127—1986飛行大氣參數HB6551—1991民用航空器空速表最低性能要求HB6552—1991民用航空器氣壓式高度表最低性能要求HB7826—2008空速表通用規(guī)范HB7828—2008馬赫數表通用規(guī)范BS2G115—1956飛行器用靈敏高度表規(guī)范(Specificationforsensitivealtimetersforaircraft)BSG190—1964航空用座艙高度表規(guī)范(Specificationforcabinaltimetersforaircraft)凡是注日期的引用文件,僅注日期的版本適用于本規(guī)范;凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改單)適用于本規(guī)范。3術語和計量單位3.1術語3.1.1膜盒式高度表capsulealtitudegauges以膜盒為敏感元件測量大氣靜壓,并利用高度與大氣靜壓之間的變化規(guī)律將所測靜壓轉換為高度的儀表。3.1.2膜盒式空速表capsuleairspeedgauges以膜盒為敏感元件測量大氣靜壓和全壓,并利用空速與大氣靜壓和全壓之間的變化規(guī)律將所測靜壓和全壓轉換為空速的儀表。3.1.3膜盒式馬赫數表capsuleMachgauges以膜盒為敏感元件測量大氣靜壓和全壓,并利用馬赫數與大氣靜壓和全壓之間的變化規(guī)律將所測靜壓和全壓轉換為馬赫數的儀表。3.2計量單位高度表采用的計量單位為米(m)或千米(km)?？账俦聿捎玫挠嬃繂挝粸榍酌啃r(km/h)。JJF2059—20232馬赫數為一個比值,是無量綱的數。4概述高度表適用于測量飛機飛行的高度,空速表用于測量和指示飛機飛行的指示空速,馬赫數表用于測量和指示飛機飛行的馬赫數,上述3種儀表主要用于飛機的飛行參數測量。膜盒式高度表的工作原理是利用真空膜盒隨靜壓變化產生變形,膜盒中心位移經傳動機構放大,帶動指針沿刻度面移動,指示出與氣壓相應的高度值。膜盒式空速表的工作原理是利用壓差膜盒隨動壓變化產生變形,膜盒中心位移經傳動機構放大,帶動指針沿刻度面移動,指示出當前指示空速值。膜盒式馬赫數表的工作原理是利用真空膜盒隨靜壓變化、壓差膜盒隨全壓變化產生變形,膜盒中心位移經傳動機構放大,帶動指針沿刻度面移動,指示出當前馬赫數值。5計量特性5.1零位5.1.1高度表零位當表殼內絕對壓力為101.325kPa時,把高度指針調整到“0”,此時氣壓刻度盤的示數與“101.325”之差一般在±0.2kPa范圍內。當氣壓刻度盤調到“101.325”標記處時,高度指針與高度刻度盤“0”之差一般在±10m范圍內。5.1.2空速表零位在未施加任何壓力的狀態(tài)下,沒有零位標記的,指針一般位于刻度盤最小空速值和最大空速值之間空白區(qū)域內;有零位標記的,指針一般指在零位標記處。5.1.3馬赫數表零位在未施加任何壓力的狀態(tài)下,沒有零位標記的,指針一般位于刻度盤最小馬赫數值和最大馬赫數值之間空白區(qū)域內;有零位標記的,指針一般指在零位標記處。5.2氣密性5.2.1高度表氣密性高度表指示5km的高度時,指針在1min內下降值一般不超過50m。5.2.2空速表氣密性a)靜壓氣密性過40km/h。b)動壓氣密性在零高度上,當動壓口的壓力相當于滿量程空速時,指針在1min內一般不應有變化。5.2.3馬赫數表氣密性a)靜壓氣密性當靜壓口的壓力相當于1馬赫數時,指針在1min內下降值一般不超過0.01馬JJF2059—20233赫數。b)動壓氣密性在零高度上,當動壓口的壓力相當于滿量程馬赫數時,指針在1min內一般不應有變化。5.3示值誤差5.3.1高度表示值誤差高度表的示值誤差一般不超過表1所規(guī)定的最大允許誤差。表1高度表最大允許誤差高度/km最大允許誤差/m測量上限11km測量上限15km測量上限28km-0.3±15±20±200±15±20±200.5±20±30±301±25±40±401.5±30±45—2±35±50±503±40±60—4±45±70±705±60±80—6±65±90±907±70——8±90±110±1309±100——10±110±130±15011±130——12—±150±18014—±180±20015—±200—16——±25018——±30020——±35024——±40028——±600JJF2059—202345.3.2空速表示值誤差空速表的示值誤差一般不超過表2所規(guī)定的最大允許誤差。表2空速表最大允許誤差空速/(km/h)最大允許誤差/(km/h)測量上限1200km/h測量上限1600km/h150±10—200±10±15300±10±15400±10±20600±15±20800±15±201000±15±251200±20±251400—±251600—±305.3.3馬赫數表示值誤差馬赫數表的示值誤差一般不超過表3所規(guī)定的最大允許誤差。表3馬赫數表最大允許誤差高度/km馬赫數范圍最大允許誤差00.5~1.1±0.0540.6~1.6±0.0880.6~2.0±0.08120.6~2.4±0.08160.8~2.4±0.10201.1~2.4±0.10251.5~2.5±0.175.4回程誤差高度表、空速表、馬赫數表的回程誤差一般不大于各點最大允許誤差的絕對值。5.5輕敲位移輕敲表殼前與輕敲表殼后,高度表的示值變動量一般不大于各點最大允許誤差絕對值的1/2?？账俦?、馬赫數表的示值變動量用目力測一般不超過刻度盤弧長2mm。5.6位置誤差高度表、空速表、馬赫數表由正常位置向指定方向轉動,示值與正常位置示值之差JJF2059—20235一般不大于各自最大允許誤差的絕對值。注:以上指標不用于合格性判別,僅供參考。6校準條件6.1環(huán)境條件a)環(huán)境溫度:(20±5)℃;b)相對濕度:不大于85%;c)環(huán)境壓力:大氣壓力;d)其他:周圍無明顯的機械振動和外磁場(地磁場除外)。6.2校準用標準裝置6.2.1可供選用的標準裝置a)大氣數據測試系統;b)自動標準壓力發(fā)生器(帶有大氣數據換算功能,0.05級及以上,年穩(wěn)定性合格的)。標準器最大允許誤差絕對值一般不大于被校準儀表最大允許誤差絕對值的1/3。6.2.2輔助設備a)壓力源及真空源;b)三通管及醫(yī)用膠管;c)秒表。7校準項目與校準方法7.1校準前準備a)用目力觀察被校表外觀,一般有以下要求:被校準儀表裝配牢固、無松動現象,可見部分無明顯的瑕疵、劃傷,連接件無明顯的毛刺和損傷,表面玻璃無色透明,無妨礙讀數的缺陷,分度盤平整光潔,數字及各標志清晰可辨。一般有如下標志:產品名稱、計量單位和數字、出廠編號等。被校準空速表、馬赫數表表殼背面靠近接管嘴的地b)被校準儀表一般要在校準條件下放置2h后進行校準。7.2零位檢查將被校儀表內腔與大氣相通,并按正常工作位置放置,用目力觀察,零位要求符合5.1的要求。7.3氣密性檢查7.3.1高度表氣密性檢查將標準壓力設置為5km高度對應的壓力值,待高度表指示至5km刻度上時,切斷壓力源,穩(wěn)定5min后,觀察1min內高度表示值的變化。7.3.2空速表氣密性檢查a)靜壓氣密性檢查動壓口通大氣,靜壓口連接標準器,將標準壓力設置為滿量程空速值對應的壓力JJF2059—20236值,待空速表指示至滿量程時,切斷壓力源,穩(wěn)定5min后,觀察1min內空速表示值的變化。b)動壓氣密性檢查靜壓口通大氣,動壓口連接標準器,向空速表動壓口施加相當于滿量程空速的壓力值,待空速表指示至滿量程時,切斷壓力源,穩(wěn)定5min后,觀察1min內空速表示值的變化。7.3.3馬赫數表氣密性檢查a)靜壓氣密性檢查動壓口通大氣,靜壓口連接標準器,將標準壓力設置為1馬赫數對應的壓力值,待馬赫數表指示至1馬赫數刻度上時,切斷壓力源,穩(wěn)定5min后,觀察1min內馬赫數表示值的變化。b)動壓氣密性檢查靜壓口通大氣,動壓口連接標準器,向馬赫數表動壓口施加相當于滿量程馬赫數的壓力值,待馬赫數表指示至滿量程時,切斷壓力源,穩(wěn)定5min后,觀察1min內馬赫數表示值的變化。7.4示值誤差校準示值誤差校準點盡量按標有數字的刻度線選取,并盡可能在測量范圍內均勻分布。校準過程中,標準器應緩慢平穩(wěn)地升壓或降壓至目標校準點,避免出現超調或回調現象。讀取被校表示值時,一般按照最小分度值的1/2估讀。7.4.1高度表示值誤差校準高度表示值誤差校準點一般不少于8個點(包括測量范圍上、下限點),可參考表1所列的校準點對高度表進行校準,進行1個校準循環(huán)。高度表示值誤差校準時,從第一個高度值開始均勻緩慢控壓至該高度值對應的壓力(即標準高度值),然后讀取被校高度表示值,接著用手指輕敲一下高度表外殼,再讀取被校高度表的示值并進行記錄,輕敲后被校高度表示值與標準高度值之差即為該校準點的示值誤差;如此依次在所選取的校準點進行校準直至測量上限為正行程校準,再依次逐點進行反行程校準,直至測量范圍下限。7.4.2空速表示值誤差校準空速示值誤差校準點一般不少于6個點(包括測量范圍上、下限點),可參考表2所列的校準點進行,進行1個校準循環(huán)?？账俦硎局嫡`差校準時,靜壓口通大氣,向動壓口控壓至第一個空速值對應的壓力(即標準空速值),然后讀取被?？账俦硎局?接著用手指輕敲一下空速表外殼,再讀取被?？账俦淼氖局挡⑦M行記錄,輕敲后被校空速表示值與標準空速值之差即為該校準點的示值誤差;如此依次在所選取的校準點進行校準,直至測量上限為正行程校準,再依次逐點進行反行程校準。7.4.3馬赫數表示值誤差校準馬赫數表示值誤差校準點在零高度時一般不少于6個點(包括測量范圍上、下限點),其他高度一般不少于3個點,可參考表4所列的校準點對馬赫數表進行校準,每JJF2059—20237個高度進行1個校準循環(huán)。馬赫數表示值誤差校準時,將被校馬赫表靜壓口與真空源連接,動壓口與標準器連接,向靜壓口施加第一個校準高度值對應的壓力,待壓力穩(wěn)定后,向動壓口控壓至第一個馬赫數對應的壓力,然后讀取被校馬赫數表示值,接著用手指輕敲一下馬赫數表外殼,再讀取被校馬赫數表的示值并進行記錄,輕敲后被校表示值與標準馬赫數之差即為該校準點的示值誤差;如此依次在所選取的校準點進行校準,直至測量上限為正行程校準,再依次逐點進行反行程校準。之后再進行下一個高度值的校準,直到所有高度校準完畢。表4馬赫數表校準點高度/km04812162025馬赫數校準點0.3——0.6590.8691.1231.5560.4—0.6530.8551.1061.4302.0220.50.6300.8041.0371.3381.7512.5110.60.7500.9481.2121.5802.0880.70.8691.0851.3951.8322.4440.91.1001.3781.7902.3851.11.3461.6942.2361.21.4741.8692.4771.31.6032.0447.5回程誤差校準回程誤差的校準是在示值誤差校準時進行,同一校準點正行程、反行程輕敲表殼后被校儀表示值之差的絕對值即為回程誤差。7.6輕敲位移校準輕敲位移校準是在示值誤差校準時進行,同一校準點輕敲儀表外殼前與輕敲儀表外殼后指針位移變化所引起的示值變動量即為輕敲位移。7.7位置誤差校準被校表由正常工作位置繞縱軸線轉動90°、180°、270°及刻度面向上4種位置的示值與正常位置的示值之差為位置誤差。高度表以當前大氣壓作為試驗點。空速表在當前大氣壓條件下,以相當于空速表滿量程1/2的壓力值作為試驗點。驗點。JJF2059—202388校準結果校準結果應在校準證書或校準報告上反映。校準證書或報告應至少包括如下信息:a)標題:“校準證書”;b)實驗室名稱和地址;c)進行校準的地點(如果與實驗室的地址不同);d)證書或報告的唯一性標識(如編號),每頁及總頁數的標識;e)送校單位的名稱和地址;f)被校對象的描述和明確標識;g)進行校準的日期,若與校準結果的有效性及應用有關時,應說明被校對象的接收日期;h)如果與校準結果的有效性及應用有關時,應對被校樣品的抽樣程序進行說明;i)對校準所依據的技術規(guī)范的標識,包括名稱及代號;j)本次校準所用測量標準的溯源性及有效性說明;k)校準環(huán)境的描述;l)校準結果及其不確定度的說明;m)對校準規(guī)范的偏離的說明;n)校準證書或校準報告簽發(fā)人的簽名、職務或等效標識,以及簽發(fā)日期;o)校準結果僅對被校對象有效的聲明;p)未經實驗室書面批準,不得部分復制證書或報告的聲明。經校準的膜盒式高度表、空速表、馬赫數表,發(fā)給校準證書或校準報告,加蓋校準印章。9復校時間間隔由于復校時間間隔的長短是由儀器的使用情況、使用者、儀器本身質量等諸因素所決定的,因此送校單位可根據實際使用情況自主決定復校時間間隔,一般建議為1年。JJF2059—20239附錄A膜盒式高度表、空速表、馬赫數表校準記錄格式證書編號:校準日期:年月日送校單位儀器信息被校表標準器儀表名稱制造廠家儀器編號測量范圍依據文件準確度等級有效期零位檢查環(huán)境溫度℃相對濕度%氣密性檢查校準人復核人位置誤差正常90°180°270°向上標準器示值*被校表輕敲后的示值()輕敲位移()示值誤差()回程誤差()擴展不確定度(k=2)正行程反行程正行程反行程校準結果注:被校表為高度表時,“*”位置填寫“高度值()”;被校表為空速表時,“*”位置填寫“空速值()”;被校表為馬赫數表時,“*”位置填寫“馬赫數值”,并注明校準高度。JJF2059—202310附錄B膜盒式高度表、空速表、馬赫數表校準證書內頁格式環(huán)境溫度:℃相對濕度:%證書編號××××××—××××校準結果一、零位:二、氣密性:三、回程誤差:四、輕敲位移:五、位置誤差:六、示值誤差及擴展不確定度:標準器示值()被校表示值()擴展不確定度(k=2)正行程反行程JJF2059—202311附錄C膜盒式高度表校準不確定度評定C.1評定依據JJF1059.1—2012測量不確定度評定與表示。C.2測量方法由上一級大氣數據測試儀通過直接比較法對下一級膜盒式高度表進行檢定。通過對膜盒式高度表的滿量程范圍內高度點進行6次測量,得出結果,進行各不確定度分量的計算,并得出最終的不確定度。C.3已知條件C.3.1被校膜盒式高度表測量范圍:(0~15000)m。C.3.2標準器標準名稱:大氣數據測試儀;高度測量范圍:(-914~24384)m;準確度等級:0.01級。C.3.3測量的環(huán)境環(huán)境溫度:19.8℃;環(huán)境濕度:51%RH。C.4測量模型膜盒式高度表示值誤差的測量模型為:Δh=h-h0式中Δh=h-h0Δh—膜盒式高度表的示值誤差,m;h—高度表的示值,m;h0—標準高度值,m。不確定度來源如下:1)測量重復性引入的不確定度分量;2)被校高度表估讀引入的不確定度分量;3)上級標準引入的不確定度分量。C.5不確定度分量的評定C.5.1測量重復性引入的不確定度分量u1對膜盒式高度表進行6次測量,對不同點均有6個讀數,取平均值作為測量結果,則標準不確定度用實驗標準偏差來評估,以1000m、5000m及15000m高度點為例,校準數據見表C.1。JJF2059—202312表C.1高度表示值測量標準高度值m高度表示值/m第一次校準第二次校準第三次校準第四次校準第五次校準第六次校準1000995995995990995990500049854990498549854985499015000149801498514985149801498014980由貝塞爾公式計算出單個測量值的實驗標準偏差s(h),即測量重復性,則重復性導致的不確定度分量u1為: u1=s(h)=i-1h)2各測量點的u1見表C.2。表C.2測量重復性引入的標準不確定度分量u1m測量點各測量值的算術平均值hu11000993.32.650004986.72.61500014981.72.6C.5.2被校高度表估讀引入的不確定度分量u2被校高度表的分度值R為10m,估讀誤差為分度值的1/2,屬于均勻分布,包含因子k=3,則高度表示值估讀誤差所引入的標準不確定度u2為:u22.9mC.5.3上級標準引入的不確定度分量u3本次校準使用的大氣數據測試儀型號為ADTS405,其準確度等級為0.01級,參照大氣數據測試儀校準規(guī)范,可得不同高度點標準器最大允許誤差如表C.3所示,按均表C.3上級標準引入的標準不確定度分量u3勻分布,取k=3,因此,表C.3上級標準引入的標準不確定度分量u3測量點/m上級標準最大允許誤差/m上級標準引起的標準不確定度分量u3/m1000±1.10.65000±1.71.015000±7.34.2C.6合成標準不確定度由于各不確定度分量互不相關,合成標準不確定度uc為:uc=u12+u22+u32JJF2059—2023135000m點:U=k×5000m點:U=k×uc=8m15000m點:U=k×uc=12m表C.4合成標準不確定度匯總m測量點u1u2u3uc10002.62.90.64.050002.62.91.04.0150002.62.94.25.7C.7擴展不確定度1000m點:U=k×uc=1000m點:U=k×uc=8mJJF2059—202314附錄D膜盒式空速表校準不確定度評定D.1評定依據JJF1059.1—2012測量不確定度評定與表示。D.2測量方法由上一級大氣數據測試儀通過直接比較法對下一級膜盒式空速表進行檢定。通過對膜盒式空速表的滿量程范圍內各校準點進行6次測量,得出結果,進行各不確定度分量的計算,并得出最終的不確定度。D.3已知條件D.3.1被校膜盒式空速表測量范圍:(0~1600)km/h。D.3.2標準器標準名稱:大氣數據測試儀;空速測量范圍:(18~1852)km/h;準確度等級:0.01級。D.3.3測量的環(huán)境環(huán)境溫度:19.8℃;環(huán)境濕度:51%RH。D.4測量模型膜盒式空速表示值誤差的測量模型為:Δv=v-v0式中Δv=v-v0Δv—膜盒式空速表的示值誤差,km/h;v—空速表的示值,km/h;v0—標準空速值,km/h。不確定度來源如下:1)測量重復性引入的不確定度分量;2)被?？账俦砉雷x引入的不確定度分量;3)上級標準引入的不確定度分量。D.5不確定度分量的評定D.5.1測量重復性引入的不確定度分量u1對膜盒式空速表進行6次測量,對不同點均有6個讀數,取平均值作為測量結果,則標準不確定度用實驗標準偏差來評估,以800km/h和1600km/h空速點為例,校準數據見表D.1。JJF2059—2023151600km/h點:U=k×uc1600km/h點:U=k×uc=7km/h標準空速值km/h空速表示值/(km/h)第一次校準第二次校準第三次校準第四次校準第五次校準第六次校準8008008008008008008001600159515951595160015951595由貝塞爾公式計算出單個測量值的實驗標準偏差s(v),即測量重復性,則重復性引入的不確定度分量u1為: 800km/h點:u1=0km/hD.5.2被?？账俦砉雷x引入1的6800km/h點:u1=0km/h被?？账俦淼姆侄戎礡為10km/h,估讀誤差為分度值的1/2,屬于均勻分布,包含因子k=3,則空速表示值估讀誤差所引入的標準不確定度u2為:=2.9km/hu2=2.9km/hD.5.3上級標準引入的不確定度分量u3本次校準使用的大氣數據測試系統型號為ADTS405,在800km/h空速時的誤差為:±0.3km/h;在1600km/h空速時的誤差為:±0.2km/h。按均勻分布,取k= 3,因此大氣數據測試系統引入的不確定度u3為:800km/h點:u30.2km/h1600km/h點:u30.1km/hD.6合成標準不確定度由于各不確定度分量互不相關,合成標準不確定度uc為:800km/h點:uc=2.9km/hu800km/h點:uc=2.9km/hD.7擴展不確定度1600km/h點:uc=3.5D.7擴展不確定度800km/h點:U=k×uc=6km/h800km/h點:U=k×uc=6km/hJJF2059—202316附錄E膜盒式馬赫數表校準不確定度評定E.1評定依據JJF1059.1—2012測量不確定度評定與表示。E.2測量方法由上一級大氣數據測試儀通過直接比較法對下一級膜盒式馬赫數表進行檢定。通過對膜盒式馬赫數表的滿量程范圍內各校準點進行6次測量,得出結果,進行各不確定度分量的計算,并得出最終的不確定度。E.3已知條件E.3.1被校膜盒式馬赫數表測量范圍:0.3馬赫數~2.5馬赫數。E.3.2標準器標準名稱:大氣數據測試儀;馬赫數測量范圍:0馬赫數~10馬赫數;準確度等級:0.01級。E.3.3測量的環(huán)境環(huán)境溫度:19.8℃;環(huán)境濕度:51%RH。E.4測量模型膜盒式馬赫數表示值誤差的測量模型為:ΔM=M-M0式中ΔM=M-M0ΔM—膜盒式馬赫數表的示值誤差;M—馬赫數表的示值;M0—標準馬赫數值。不確定度來源如下:1)測量重復性引入的不確定度分量;2)被校馬赫數表估讀引入的不確定度分量;3)上級標準引入的不確定度分量。E.5不確定度分量的評定E.5.1測量重復性引入的不確定度分量u1以4km高度為例,