石荣武, 白新玉, 余 康, 李小鹏

(中航电测仪器股份有限公司, 陕西 西安 710119)

机载测力传感器用来测量飞机驾驶员操纵力的大小，并将力测量信号供给飞控系统。飞行控制系统根据驾驶员的操纵力位移指令传感器信号、飞机状态参数和飞行大气参数等按某控制律驱动飞机相关舵面运动，实现飞机的俯仰、横滚及偏航。因此测力传感器对飞机驾驶员的操纵俯仰、横滚及偏航力的可靠、精确、具有非常重要的作用。机载测力传感器也有其特殊的优势特点：荷载大，一般承受的极限载荷可达最大被测力值的10～20倍甚至更高；工作温度范围宽，一般为-55～+70 ℃；耐受性好：耐机械、耐电磁环境干扰、耐盐雾、耐湿热、抗霉菌；另外尺寸小、重量轻等，所以航空领域得以广泛应用。

目前，国内外测量驾驶员对驾驶杆/盘的操纵力有两类原理的测力传感器。一类是采用变压器原理[1]的LVDT线位移传感器串联于操纵线系中，测量其弹性结构受力后的变形(一般为1～2 mm)获得操纵力的大小，其缺点是测量直线度差、变形大、存在通道间的高频信号交叉干扰，进而对飞机操纵力——位移曲线带来较大误差，使飞机难以获得良好的操纵品质；另一类是采用电阻应变原理的二维复合力传感器测量驾驶员纵横向操纵力[2-5]，这种电阻应变式二维力传感器虽然变形较小、刚度有所提高，但缺点是输出灵敏度低、存在较大的纵向力与横向力的测量交叉干扰[6]、精度较低。

为了彻底消除上述测力传感器的各通道或纵横向间的交叉干扰，提高测量精度和刚度，本文设计出一种用于测量驾驶员对驾驶杆的纵向推拉操纵力的电阻应变式测力传感器，弹性体采用十字板辐应变结构。……