Page 173 - 航空电子传感器技术的研究与应用

Research and Application of Avionics Sensor Technology
航空电子传感器技术的研究与应用

稳系统，如美国的 H-13、UH-1、S-58 和法国的“云雀”等。20 世纪 60 年代到
20 世纪 70 年代初的直升机，大多采用模拟式自动驾驶仪，如美国的 AH-1G、
S-61、贝尔 -214 和法国的“超黄蜂”“海豚”等。20 世纪 70 年代中期到 20 世

纪 80 年代的直升机，大多采用数字式自动飞行控制系统，如美国的贝尔 -412、
CH-47D、S-70、AH-64 和法国的“超美洲豹”、英国的 EH-101 等。军用直升机
从开始装备控制增稳系统开始，就开始用到位移传感器，目前直升机上应用最广
泛的位移传感器为电磁式位移传感器。电磁式位移传感器主要安装于总距杆、脚

蹬、周期变距杆等处，称为驾驶员传感器。同时在直升机舵机中也装有电磁式位
移传感器，用以监测驾驶员操作指令的执行情况。
电磁式位移传感器多采用差动结构，因此电磁式位移传感器又称为差动式位
移传感器，分为线位移传感器和角位移传感器。现以线位移传感器为例说明其原

理，差动式线位移传感器，实际上是一个交流变压器，有激磁绕组和输出绕组两
个绕组，激磁绕组流过交变电流后，在绕组空间产生交变磁场。因为激磁和输出
之间存在互感，所以在输出绕组中感应出一个与动铁心直线位移成比例的电信号。
输出绕组两个线圈是反接的，头接头或尾接尾，因此，当动铁心在两个输出线圈

中间时，两个输出线圈的感应电压互相抵消。如果动铁心向一个方向移动，输出
电压与动铁心的直线位移成比例增加；如果动铁心从中位向另一个方向移动，输
出电压仍然与动铁心的直线位移成比例增加，但相位相反。
电磁式位移传感器有以下的特点：结构简单，整个结构没有活动电触点，因

此工作稳定可靠、寿命长，尤其适合应用在航空领域。灵敏度和分辨率较高，应
用于军用直升机的电磁式位移传感器最高能测出微米级别的位移变化。传感器的
输出信号强，一般每毫米的位移可对应数百毫伏的输出。线性度和可重复性都比
较好，在一定位移范围内，电磁式位移传感器的非线性误差可以达到 0.1% 量级，

并且复现性很好。
但是电磁式位移传感器也有一定的不足，其频率响应较低，不适宜用于快速
动态监控场合。同时相对于更先进的光学位移传感器，电磁式位移传感器精度不
够高。最重要的是，电磁式位移传感器由于其原理和构造，在信号测量和传输过

程中，容易受外界电磁干扰造成误差，对于低空飞行的军用直升机更是如此。
2. 光学位移传感器
从六、70 年代以来，直升机先进飞行控制系统的研究得到西方各国的高度

158