1、 JJF 中华人民共和国民用航空部门计量技术规范 JJF( 民航) 01122011 MPS31C大气数据测试仪 MPS31C Air Data Test Set 20111129 发布 20120101 实施 中国民用航空局 发 布 JJF(民航)0112 2011 JJF(民航) 01122011 MPS31C大气数据测试 仪校准规范 Calibration Specification for MPS31C Air Data Test Set 本规范经中国民用航空局于2011年11月29日批准，并自 2012 年 01月01日起施行。 归口单位:中国民用航空局适航审定司 起草单位:北京飞机
2、维修工程有限公司 本规范技术条文由起草单位负责解释。 JJF(民航)0112 2011 本规范起草人： 吴华波 (北京飞机维修工程有限公司) 郑雨 (北京飞机维修工程有限公司) 崔文涛 (北京飞机维修工程有限公司) JJF(民航)0112 2011 目 录 1 范围 . ( 1 ) 2 概述 ( 1 ) 3 计量特性 ( 1 ) 4 校准条件 ( 3 ) 5 校准项目和校准方法 . ( 3 ) 5.1 校准项目 ( 3 ) 5.2 校准方法 ( 4 ) 6 校准结果的处理 ( 6 ) 7 复校时间间隔. ( 6 ) 附录A 校准记录格式. ( 7 ) 附录B 校准证书内容. ( 9 ) 附录C
3、 不确定度评定. ( 10 ) 附录D 不确定度评定示例. ( 13 ) JJF(民航)0112 2011 1 MPS31C大气数据测试仪校准规范 1 范围 本规范适用于民用航空系统飞机维修中应用的技术手册为The MPS31C Air Data Test Set Operation Instructions And Users Manual1-0506版 的MPS31C大气数据测试仪(以下简称测试仪)的校准。 对于技术手册为其它版本的MPS31大气数据测试仪，如果本规范能够满足其 技术要求，可参照本规范进行校准。 2 概述 测试仪可以对机载动静压设备进行渗漏测试、准确度测试，并为大气数据仪
4、器、部件和系统的功能测试及排故提供压力、真空的测量和控制。 3 计量特性 3.1 渗漏测试 12 192 m(40 000 ft，对应绝对压力为18 754 Pa)时，静压渗漏率 15m/min (50 ft/min)。 450 kn(对应相对压力为36 801 Pa)时，动压渗漏率0.5 kn/min。 3.2 静压控制波动度测试 校准点和允许误差见表1。 表1 m(ft) 测试项目 校准点 允许误差 -457 （-1 500） 1 （2） 1 524 （5 000） 1 （2） 3 048 （10 000） 1 （2） 静压（高度） 4 572 （15 000） 1 （2） JJF(民航)
5、0112 2011 2 9 144 （30 000） 1 （3） 15 240 （50 000） 2 (5) 3.3 动压控制波动度测试 校准点和允许误差见表2。 表2 kn 测试项目 校准点 允许误差 60 2 100 2 150 2 250 2 动压（空速） 450 2 3.4 静压指示 校准点和允许误差见表3。 表3 校准点 允许误差 测试项目 高度 m (ft) 对应绝对压力 Pa 高度 m (ft) 对应绝对压 力 Pa -457 （-1 500） 106 939 1 （3） 10 1 524 （5 000） 84 307 1 （3） 10 3 048 （10 000） 69 681
6、 1 （4） 10 4 572 （15 000） 57 182 1 （4） 10 9 144 （30 000） 30 089 2 （5） 10 静压（高度） 15 240 （50 000） 11 597 5 (15) 10 3.5 动压指示 校准点和允许误差见表4。 JJF(民航)0112 2011 3 表4 校准点 允许误差 测试项目 空速 kn 对应相对压力 Pa 空速 kn 对应相对压力 Pa 60 585 0.5 17 100 1 630 0.4 17 150 3 694 0.3 17 250 10 498 0.2 17 动压（空速） 450 36 801 0.1 17 4 校准条件
7、4.1 校准环境条件 环境温度：20 2 相对湿度：75 电源电压：90 V240 V 电源频率：50 Hz400 Hz 周围无影响正常工作的电磁场干扰和振动。 4.2 校准设备 4.2.1 精密压力校准器 静压范围：绝对压力10 000 Pa110 000 Pa 动压范围：相对压力0 Pa40 000 Pa 允许误差：0.005%读数值 4.2.2 密闭容器 1升2升密闭容器 5 校准项目和校准方法 5.1 校准项目 校准项目如下： JJF(民航)0112 2011 4 渗漏测试； 静压控制波动度测试； 动压控制波动度测试； 静压指示误差的校准； 动压指示误差的校准。 5.2 校准方法 5.
8、2.1 渗漏测试 5.2.1.1 开机预热90 min，将动压和静压接口分别用堵头堵住。 5.2.1.2 设定静压为12 192 m（40 000 ft）按压“CNTRL”（控制）键,待稳定 后按“LEAK”（渗漏）键，60 s后，读取渗漏率示值填入附录A的表A.1中，按 “VENT”（通大气）键使测试仪静压达到大气压值。 5.2.1.3 设定动压为450 kn按压“CNTRL”键，待稳定后按“LEAK”键，60 s 后，读取渗漏率示值填入附录A的表A.1中，按“VENT”键使测试仪动压为0。 5.2.2 静压控制波动度测试 将测试仪“STATIC”端连接到密闭容器，按照表5依次设定各校准点，
9、在各 校准点上待测试仪示值稳定后，观察测试仪示值在1 min内波动变化，将结果分 别填入附录A的表A.2中，按“VENT”键使测试仪静压达到大气压值。 表5 校准点 序号 高度 m(ft) 对应绝对压力 Pa 1 -457 （-1 500） 106 939 2 1 524 （5 000） 84 307 3 3 048 （10 000） 69 681 4 4 572 （15 000） 57 182 5 9 144 （30 000） 30 089 6 15 240 （50 000） 11 597 JJF(民航)0112 2011 5 5.2.3 动压控制波动度测试 将测试仪“PITOT”端连接到密
10、闭容器，按照表6依次设定各校准点，在各 校准点上待测试仪示值稳定后，观察测试仪示值在1 min内波动变化，将结果分 别填入附录A的表A.3中，按“VENT”键使测试仪动压为0。 表6 校准点 序号 空速 kn 对应相对压力 Pa 1 60 585 2 100 1 630 3 150 3 694 4 250 10 498 5 450 36 801 5.2.4 静压指示误差的校准 5.2.4.1 将精密压力校准器的输出端连接至测试仪的“STATIC”端。静压指示 校准前应做12次升压试验。校准中升压和降压应平稳，不应有冲压和过压现 象。 5.2.4.2 按照表5分别对各点进行校准，在各校准点上待压
11、力稳定后，读取测试 仪示值，将结果填入附录A的表A.4中。 5.2.4.3 按公式（1）计算测试仪静压指示误差： （1） 式中： 测试仪指示误差，Pa； d P 测试仪示值，Pa； s P 标准器示值，Pa。 5.2.5 动压指示误差的校准 5.2.5.1 将精密压力校准器的输出端连接至测试仪的“PITOT”端。动压指示 校准前应做12次升压试验。校准中升压和降压应平稳，避免有冲击和过压现 象。 5.2.5.2 按表6分别对各点进行校准，在各校准点上待压力稳定后，读取测试 仪示值，将结果填入附录A的表A.5中。 s d P P JJF(民航)0112 2011 6 5.2.5.3 按公式（2）
12、计算测试仪动压指示误差： （2） 式中： 测试仪指示误差，Pa； d P 测试仪示值，Pa； s P 标准器示值，Pa。 6 校准结果的处理 经校准的测试仪出具校准证书。校准证书格式见附录B。不确定度评定方法 见附录C。不确定度评定实例见附录D。 7 复校时间间隔 测试仪的复校时间一般为12个月，需要时可随时送校。 s d P P JJF(民航)0112 2011 7 附录A 校准记录格式 设 备 名 称 型 号 规 格 制 造 厂 设 备 编 号 送 校 单 位 相 对 湿 度 环 境 温 度 校 准 结 果 校 准 员 核 验 员 校准日期 表 A.1 渗漏测试 设定值 渗漏率显示值 允差
13、 静压40 000 ft 50 ft/min 动压450 kn 0.5 kn/min 表 A.2 静压控制波动度测试 ft 设定值 静压控制波动度 允差 -1 500 2 5 000 2 10 000 2 15 000 2 30 000 3 50 000 5 表 A.3 动压控制波动度测试 kn 设定值 动压控制波动度 允差 60 100 150 250 450 2 JJF(民航)0112 2011 8 表 A.4 静压指示误差的校准 Pa 序号 标准器示值 测试仪示值 误差 允差 1 106 939 （高度-1 500 ft） 10 （3） 2 84 307 （高度5 000 ft） 10
14、（3） 3 69 681 （高度10 000 ft） 10 （3） 4 57 182 （高度15 000 ft） 10 （4） 5 30 089 （高度30 000 ft） 10 （5） 6 11 597 （高度50 000 ft） 10 (15) 表 A.5 动压指示误差的校准 Pa 序号 标准器示值 测试仪示值 误差 允差 1 585 （空速60 kn） 17 （0.5） 2 1 630 （空速100 kn） 17 （0.4） 3 3 694 （空速150 kn） 17 （0.3） 4 1 0498 （空速250 kn） 17 （0.2） 5 36 801 （空速450 kn） 17 （0
15、.1） JJF(民航)0112 2011 9 附录B 校准证书内容 校准证书的内容应排列有序、清晰，一般包括下列内容： a）标题“校准证书”； b）实验室名称和地址； c）证书或报告的唯一性标识（如编号），页码及总页的标识； d）送校单位的名称和地址； e）被校测试仪的描述和明确标识； f）校准日期； g）采用本校准规范的说明，包括名称、代号以及对本规范的任何偏离、增加或 减少的说明； h）本次校准所用测量标准的溯源性及有效性说明； i）校准环境的描述； j）校准结果：数据及测量不确定度的说明； k）校准证书或校准报告签发人的签名或等效标识，以及签发日期； l）复校时间间隔的建议； m）校准实
16、验室签章； n）校准结果仅对被校对象有效的说明； o）未经实验室书面批准，不得局部复制校准证书的声明。 JJF(民航)0112 2011 10 附录C 不确定度评定 C.1 评定依据 JJF1059-1999测量不确定度评定与表示 MPS31大气数据测试仪校准规范 常用测量不确定度评定方法及应用实例 C.2 测试仪测量不确定度评定种类 测试仪应对压力测量的测量结果进行不确定评定。 C.3 产生不确定度的来源 不确定度的来源如下： 在重复性条件下被测量在n次观测中的变化； 标准装置本身带来的不确定度； 测量过程中环境变化带来的不确定度，如温度、湿度、电源电压不稳 定等； 数字仪表的分辨力带来的不
17、确定度； 测量方法带来的不确定度，如：标准器与测试仪被测压力点的高度在 实测时引入的水平位置差。 C.4 测量不确定的评定方法 C.4.1 测量不确定度A类的评定方法 测量在某一点进行n次重复性测量。n一般不少于10次。用C.1贝塞尔公式计 算试验标准差 。 2 1 1 1 n i i i x x n x s （C.1） 式中：s(x i ) 实验标准差； n 测量次数； JJF(民航)0112 2011 11 x i 第n次的测量结果； x n次测量结果的算术平均值。 测量结果的标准不确定度u（x）: n x s x U i （C.2） 式中：u（x）标准不确定度； s(x i ) 实验标准
18、差； n 测量次数。 C.4.2 测量不确定度B类评定 C.4.2.1 标准装置的不确定度 对标准器所带来的不确定度计算，若标准器检定/校准证书上出具了不确定 度的可直接引用在测量点上的标准不确定度；若标准器证书上未出具不确定 度，则可引用标准器在此测量点上的准确度或允差通过计算得到的不确定度： 3 s ut C.4.2.2 测量过程中环境的变化带来的不确定度 由温度、相对湿度、电源电压不稳定等带来的影响，若环境条件为标准条 件，此影响可忽略不计。 C.4.2.3 数字仪表的分辨力带来的不确定度 由于标准器和被测仪表均为高精度数字显示仪表，其分辨率或人读数带来 的不确定度在多次测量随机变化的A
19、类评定中有足够体现，所以认为不确定度影 响可忽略不计。 C.4.2.4 测量方法带来的不确定度 对于绝压测量时，水平高度差是测量方法不确定度的主要来源，由于工作 基准精密活塞压力校准器的下端面与测试仪测压点的高度实测时处于同一水平 面，因此认为高度差引入的不确定度可忽略不计。 C.4.3 合成标准不确定度（Uc）的评定 JJF(民航)0112 2011 12 按公式C3计算合成标准不确定度 c u ： N k k c u u 1 2（C.3） 式中： c u合成标准不确定度； N 标准不确定度来源个数； 2 k u 第k个来源的不确定度。 C.4.4 扩展不确定度（U）的评定 按公式C4计算扩
20、展不确定度U ： c Uk u （C.4） 式中：k 包含因子，一般取2。 JJF(民航)0112 2011 13 附录D 不确定度评定示例 D.1 数学模型 建立数学模型，如公式所示： s d p p p （D.1） 式中： p 测试仪的基本误差，Pa； d p 测试仪显示的示值，Pa； s p 标准器输入的被校点示值，Pa。 D.2 评定实例（序号：5834） D.2.1 静压指示的校准不确定度评定 D.2.1.1 测量重复性导致的标准不确定度 1 u在30 000 Pa a时, 用精密活塞压力校准器对其进行10次连续测量得到测量 列： Pa a 次数n 1 2 3 4 5 6 7 8 9
21、 10 i x 30001 30001 30001 30001 30001 30001 30001 30001 30001 30001用贝塞尔公式计算试验标准差S: 1 ) ( 1 2 n x x S n i i =0 Pa a 计算测量结果的标准不确定度u（x）: 0 1 n x s u iPa a D.2.1.2 精密活塞压力校准器的误差所引入的标准不确定度 2 u JJF(民航)0112 2011 14 证书上给出的相对允许误差为0.005 读数值，在30 000 Pa a处的不确 定度为： 2 u = 3 00005 . 0 300000.9 Pa a D.2.1.3 合成标准不确定度
22、的计算 计算合成标准不确定度 c u ： N k k c u u 1 2 = 2 2 2 1 u u 0.9 Pa a D.2.1.4 扩展不确定度的评定 计算扩展不确定度U ，得到： 8 . 1 2 9 . 0 U Pa a D.2.2 动压指示的校准不确定度评定 D.2.2.1 测量重复性导致的标准不确定度 1 u在10 000 Pa时, 用精密活塞压力校准器对其进行10次连续测量得到测量 列： Pa 次数n 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 i x 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000用贝塞尔公式计
23、算试验标准差S: 1 ) ( 1 2 n x x S n i i =0 Pa 计算测量结果的标准不确定度u（x）: 0 1 n x s u iPa D.2.2.2 精密活塞压力校准器的误差所引入的标准不确定度 2 u JJF(民航)0112 2011 15 证书上给出的相对允许误差为0.005 of reading，在10000 Pa处的不 确定度为： 2 u = 3 00005 . 0 10000 0.3 Pa D.2.2.3 合成标准不确定度的计算 计算合成标准不确定度 c u ： N k k c u u 1 2 = 2 2 2 1 u u 0.3 Pa D.2.2.4 扩展不确定度的评定 计算扩展不确定度U ，得到： 6 . 0 2 3 . 0 U Pa
