第二章發動機儀表要求：功用、簡單原理（不分析電路）、使用特點方法：注意結合電工、物理知識，結合實際（如TB飛機使用參數等）發動機儀表

測量發動機工作狀態的儀表分類測量壓力的儀表測量溫度的儀表測量轉速的儀表測量油量的儀表測量流量的儀表測量振動的儀表活塞式發動機儀表有：燃油壓力表、滑油壓力表、滑油溫度表、氣缸頭溫度、排氣溫度表、轉速表、燃油油量表和燃油流量表等。燃氣渦輪發動機儀表有：燃油壓力表、滑油壓力表、滑油溫度表、排氣溫度表、轉速表、扭矩表(用于渦輪螺旋槳式發動機)、推力表(用于渦輪風扇式或渦輪噴氣發動機)、燃油油量表、燃油流量表和振動指示器等。2.1進氣壓力表(manifoldpressure)一、功用

測量活塞式發動機進氣管中的進氣壓力單位：毫米水銀柱或英寸水銀柱二、原理利用真空膜盒感受壓力的原理測量進氣壓力。三、指示開車前：場壓(機場氣壓)開車后：進氣壓力值例如：TB－200平飛進氣壓力為17英寸水銀柱，上升為25英寸水銀柱。運五平飛進氣壓力為500～550毫米水銀柱，上升為700～800毫米水銀柱。2.2電動壓力表

(electricalpressuregauge)功用：電動壓力表用來測量燃油壓力、滑油壓力、螺旋槳扭矩及儲壓器壓力等。測量單位：公斤/厘米2、磅/英寸2一、直流二線式壓力表1、原理

組成：傳感器（膜片或膜盒）P→R指示器（兩線框動鐵式電流比值表）指示被測壓力原理P↑→RX↑RY↓→φA↑φC↓→UBA↓UBC↑→IⅠ↓IⅡ↑→磁場順轉，指示增大；反之，P↓→指示減小。即P→R→IⅠ/IⅡ→α（原理電路是一個半對角線電橋）2、指示通電前：機械零位通電后：開車前指零；開車后指示被測壓力3、特點可靠性稍差（有接觸摩擦）用于運五、運七等飛機二、交流二線式壓力表1、原理

組成：傳感器（電感式）P→L指示器（兩線框動鐵式電流比值表，二極管整流器）指示被測壓力（原理電路是一個半對角線電橋）P↑→L1↑L2↓→X1↑X2↓→φA↑φC↓→IⅠ↓IⅡ↑→磁場順轉，指示增大；P↓→指示減小。即P→XL→IⅠ/IⅡ→α2、指示

通電前：機械零位通電后：開車前指零；開車后指示被測壓力

3、特點

可靠性較高

TB、運七等各型機廣泛應用

三、交流電動式壓力表1、原理組成：傳感器（電感式變換器）P→L指示器（電動式電流表）

儀表未通電時，指針被游絲拉回零刻度以下限制柱處。當儀表通電，被測壓力為零時，電橋接近平衡，輸入活動線圈的電壓很小，感應電壓大于輸入電壓，指針轉動并穩定在零位。當P↑→L1↑L2↓→電橋失衡，I5↑→指針順時針轉動，指示增大；反之，P↓→指示減小。2、指示通電前：機械零位通電后：開車前指零；開車后指示被測壓力2.3推力表一、功用

測量推力,了解渦輪噴氣發動機功率分類:壓力比表、壓力差表和N1轉速表二、發動機壓力比與推力的關系

R＝f(PＴ7/PＴ２，M)＝f(PＴ7/PＴ２)（M一定時）式中：R—推力；PＴ7—渦輪出口全壓；PＴ２—壓氣機進口全壓；M—飛行馬赫數。三、壓力比表工作原理

(EnginePressureRatiogauge)組成：

壓力比傳感器（電容式或電感式）PＴ7/PＴ２→U；指示器（同步接收器）原理PＴ7/PＴ２→C→U→同步發送轉子轉動→同步接收轉子轉動→指針轉動,指示壓力比。四、指示指針指示；查表預置“▽”和顯示窗壓力比2.4溫度表常用溫度表：電阻式熱電偶式一、電阻式溫度表

(resistancethermometer)（一）功用

測量較低的溫度（＜300-400℃），如發動機進氣溫度、滑油溫度、燃油溫度、客艙溫度、防冰加溫設備的溫度以及大氣溫度等。（二）組成

傳感器（感溫棒，低速；總溫探頭，高速。材料：鉑、鎳、銅或半導體熱敏電阻）t→Ｒ，Rt＝R0［1＋α（t-t0）］式中：Rt、R0—溫度為t℃、0℃時導體的電阻；α—導體的電阻溫度系數。指示器（動鐵式電流比值

表、磁電式電流表、數字

顯示指示器等）(三)工作原理1、雙對角線不平衡電橋原理：t↑→R↑→φA↑→I1↓、I2↑→磁場轉向上，指示增大；反之，t↓→指示減小。即t→R→I1／I2電流比值表指示指示：通電前機械零位；通電后開車前大氣溫度，開車后被測溫度。2、惠斯登電橋

結構:惠斯登電橋、偏轉線圈Ⅰ、復原線圈Ⅱ0°，φA＝φB，I1＝0，Ⅱ線圈電磁力矩和游絲力矩使指零；t↑，RX↑，φA↑，I↑，Ⅰ線圈電磁力矩使指示增大；若t＜0°，RX↓，φA＜φB，I反向，指針反指。

二、熱電偶式溫度表

(thermoelectricthermometer)（一）功用測量較高溫度（＞300-400℃），如活塞式發動機的氣缸頭溫度、噴氣發動機的排氣溫度以及熱氣防冰加溫溫度等。(二）組成1、熱電偶（鎳鉻－錳銅、鎳鉻－鎳鋁、鉑銠－鉑等）t→EE＝α(t2-t1)+β(t22-t12)／2式中：t1、t2—分別為冷熱端溫度；α、β—與熱電偶材料有關的溫差電系數。2、指示器（毫伏表）氣缸頭溫度表傳感器噴氣發動機排氣溫度表傳感器（三）原理

發動機工作時，熱電偶的熱端感受被測溫度，由于熱電效應產生熱電動勢；如果保持熱電偶冷端(即另一端)溫度不變(規定為零度)，熱電動勢的大小只與熱端溫度有關；利用毫伏表測量熱電動勢的大小，即能反映出被測溫度的高低。（四）指示開車前，大氣溫度；開車后，被測溫度。（熱電偶式溫度表是否需要通電？）2．6油量表

(fuelquantitygauge)功用：測量飛機的燃油、滑油和液壓油油量，并可在油量減少到一定數量時發出剩油警告。測量單位：公升、加侖、公斤、磅等。

一、浮子式油量表1、原理

利用浮子把油箱液面高度轉變成電量，從而測量油量。組成：傳感器（浮子式）Q→h→R；指示器（動框式電流比值表）和轉換開關等。Q↑→h↑→RX↑RY↓→VA↑VC↓→IⅠ↓IⅡ↑→M1↓M2↑→指示增大；反之，Q↓→h↓→指示減小。即Q→h→R→IⅠ/IⅡ指示油量（原理電路是一個直流半對角線電橋）2、使用特點（1）通電前，機械零位；通電后，指示被測油量；（2）姿態誤差大，平飛時判讀；（3）警告燈亮時，結合耗油情況，正確判斷剩油量。二、電容式油量表

利用電容器把油量轉變成電容量，從而測量油量。

組成：

傳感器

指示器、

轉換開關(一)油量轉換成電容量的原理空氣部分電容C1＝2πε1(H－h2)/ln（r２/r１）燃油部分電容C２＝2πε２h２/ln（r２/r１）式中：ε1、ε２—空氣、燃油的介電常數；r1、r２—內、外圓筒極板的半徑；h1、h２—空氣、燃油在電容器中的高度；H—電容器極板的總高度。

總電容C＝C1＋C２＝2πε1(H－h２)/（lnr２/r1）＋2πε２h２/（lnr２/r1）＝2πε1H/（lnr２/r1）＋2π(ε２－ε1)h２/（lnr２/r1）＝C０＋△C式中：C０＝2πε1H/（lnr２/r1）；△C＝2π(ε２－ε1)h２/（lnr２/r1）C０是油箱無油時傳感器的電容量，稱為干電容；△C隨著燃油高度變化而變化。即Q→h２→C(二)儀表的工作原理

當XCX（R2+R2′）=XC0R1時電橋平衡Q↑→CX↑→XCX↓→U出

→電機轉動→R2′↑，重新平衡，指示↑；反之，Q↓→CX↓→指示↓。即Q→C→自動平衡電橋測量電容

電容式油量表的指示以某一種燃料在某一規定溫度時的介電常數和密度為根據。溫度誤差：由于溫度變化，使介電常數和密度變化引起的誤差。換油誤差：由于更換燃油，使介電常數和密度變化引起的誤差。（三）使用特點1、配合轉換開關讀數。通電前指任意位，通電后指油量。2、采用多根傳感器，姿態誤差比浮子式小。3、傳感器無摩擦，可靠性高。2．7流量表(fuelflowmeter)體積流量：流體在單位時間內流過管道某一截面的體積（公升/小時）質量流量：流體在單位時間內流過管道某一截面的質量（公斤/小時、磅/小時）功用：測量燃油流量、消耗量或油箱中的剩余油量流量：流體在單位時間內流過管道某一截面的體積或質量一、葉輪式流量表(一)流量轉換成葉輪轉速的原理流量ＱV＝svQm＝ρsv式中：ＱV—體積流量；Qm—質量流量；s—管道截面積；v—流速；ρ—密度。由于s一定時，ＱV∝v∝ω可得ω＝２πＱV/zls式中：ω—葉輪轉速；z,l—葉輪葉片數和寬度。利用葉輪把燃油流量轉換成葉輪轉速，從而測量流量。(二)測量流量的原理

傳感器（葉輪式電磁轉換器）ω→α；同步指示器Q∝v∝ω→M電∝ω∝Q→平衡時，M反=M電，∵M反=Kα，∴α∝Q(三)測量總消耗量的原理

耗量q=Qt=svt=knt=k（nt）即q∝葉輪在一段時間內的總轉數→由計數器計數（無觸點式轉數變換器）（四）使用特點認讀：流量、耗量、剩油量特點：剩油量在無交輸供油、無泄漏時準確；無姿態誤差；受溫度密度影響。二、角動量式流量表角動量式流量表是把燃油質量流量轉換成角動量(即動量矩jω)，從而測量質量流量的流量表。(一)流體流量與角動量的關系

根據動量定理F△t=mv2-mv1

動量mv=ml/t=l（m/t）即l一定時，動量mv∝質量流量；若這段流體繞固定軸旋轉，且轉速衡定時，動量之矩（角動量）jω∝質量流量(二)工作原理

結構：角動量式流量傳感器、指示器Qm∝jω→M∝jω∝Qm→平衡時，M反=M，M反∝Qm，而M反=Kα，∴α∝Qm（三）使用特點認讀：流量、耗量特點：與溫度、密度無關，精度較高。2．5轉速表(tachometer)功用：測量發動機曲軸、渦輪軸或直升機旋翼軸等轉速。根據轉速表和進氣壓力表的指示，可以了解活塞式發動機的功率；根據轉速表和排氣溫度表的指示，可以了解渦輪噴氣發動機的推力。一、磁轉速表（一）原理

傳感器（永磁式三相交流發電機）n→u；指示器指示nn發∝f→n電∝n發→M渦∝n電∝n發→當M反＝M渦時，指針穩定，M反＝Kα，即α∝n發(二)指示

1、轉/分活塞式發動機等2、百分比噴氣發動機（100%即表示額定轉速）二、磁電式轉速表簡介

傳感器（磁電感應式）n→e；指示器指示轉速，因為f＝nz／60→所以n∝f2．8振動指示器

(enginevibrationindicator)功用：測量發動機振動程度的儀表（g、mil密耳，1密耳＝10－3英寸）一、振動的概念位移y=Ymsinωt速度v=dy/dt＝ωYmcosωt＝Vmsin（ωt＋π/２）加速度a＝d２y/dt２＝-ω２Ymsinωt＝Amsin(ωt＋π)式中：Ym—位移的最大值，稱為振幅；Vm—振動速度幅值；Am—振動加速度幅值；ω—振動角頻率。全振幅S＝２Ym振動載荷系數G＝Am/g＝ω２Ym/g＝ωVm/g振動載荷系數與全振幅的關系是G＝（ω２/g）（S/2）＝ω２S/2g二、測量原理(一)速度式測振原理傳感器（永磁發電機式）V→E；指示器（毫伏表）E＝BNLV式中：E—感應電動勢有效值；B—磁感應強度；N—線圈匝數；L—每匝繞組的有效長度；V—相對速度的有效值。∴V=?（E）又∵V＝ωY∴Y=?′（E）∣ω一定時→S∵G＝ωVm/g∴G＝?〞（E）∣ω一定時→G將振動速度轉換成感應電動勢測量(二)加速度式測振原理傳感器（壓電式力傳感器）a→U；指示器（毫伏表）

∵Fi＝-ma式中：Fi—運動物體所受慣性力；m—運動物體的質量。∴a∝Fi而U∝Fi∝a∴S＝K∫∫a＝K′∫∫U三