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摘要：本文对航空电子仪表的发展趋势进行了简要概述，并分析了在发展过程中航空电子仪表的具体应用，主要包括机械式仪表、机电式仪表、电子仪表以及显示控制仪表系统。
关键词：航空电子仪表；机电式仪表；机械式仪表
引言：现阶段计算机技术得到了快速发展与广泛应用，计算机技术对航空领域电子仪表的发展也起到了明显的推动作用，促进了航空电子仪表各项功能的完善。对航空电子仪表的发展趋势与应用方式进行研究，有利于实现航空电子仪表可靠性与各项性能的提升。
1航空电子仪表的发展趋势
航空电子仪表目前的发展主要受到通信技术、计算机技术和ASIC芯片技术的影响。在总体发展情况上，20世纪70年代的航空仪表主要为机械仪表，在20世纪70年代末，航空电子仪表逐渐得到了发展。在20世纪80年代，现场总线技术出现，该技术主要通过在传统仪表中放置微处理器，使设备与自控系统间具有通信能力，这一技术应用于飞机中，能够提供导航信息，使飞行员或飞行控制系统能够按照规定航线向预定目标飞行，对航线误差进行修正。航空电子仪表在发展趋势上主要表现为以下几点。
1.1开放式
目前自动化技术的快速发展使得航空电子仪表出现了开放式控制的趋势，自动控制系统中的可信软件逐渐在航空领域取得了普遍应用，通过自动化技术与开放式控制的应用，能够在航空领域建立完善的网络连接，实现过程控制与智能化控制。
1.2智能化
在航空电子仪表的智能化发展进程中，现场总线技术起到了关键作用，明显促进了电子仪表控制系统的优化。具体来说，这一技术主要是通过应用具有微处理器的仪表，从而使信号的传输实现数字化，有利于航空操作与控制的智能化。
1.3网络化
网络技术的快速发展促进了航空电子仪表控制的网络化与数字化。通过运用网络技术，能够使设备与自动控制系统之间更好地进行连接，也促进了信息数据采集能力的提升，也使得自动化技术在航空仪表中得到了更为广泛的应用。
1.4 DCS系统的发展
DCS系统具有在航空电子仪表的发展中逐渐得到了推广。传统的通信方式主要是依靠4-20mA直流模拟信号，在这一系统中，主要应用了双向数字通信技术代替传统通信方式，此外还应用了智能执行器和智能变送器，促进了航空电子仪表功能与可靠性的提升。
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2航空电子仪表的应用
2.1机械式仪表的应用
在航空仪表发展的早期阶段，飞机只能在白天可以通过目视进行监测的状态下才能飞行，此后在飞机中应用了机械膜盒式仪表，该仪表的工作原理主要是通过感知外界的气压情况，将压力值转换为速度数值与高度数值，并利用机械连杆带动仪表指针，将数值显示在刻度盘上，从而能够实现对飞机的飞行高度以及速度的判断[1]。此类仪表的主要优点为故障的发生率较低，但在使用过程中存在较为明显的误差，因此目前此类仪表的应用较少。
2.2机电式仪表的应用
机电式仪表在20世纪20-30年代逐渐得到了广泛应用，在机电式仪表中最具代表性的是根据经典力学所研发的航空陀螺仪表，通过使用地平仪等仪表，能够为飞行员的飞行过程提供参考。机电式仪表在应用时能够通过刻度盘以及指针显示出元件的相对位移。在这一发展阶段，航空仪表结构较为简单，主要采用独立系统以及独立的传送机构与传感器。在显示控制上，主要是控制某些单一航空参数，仪表板上具有独立的显示控制空间。随着电子技术、数字技术和网络技术的发展，机电仪表逐步将测量、处理与显示三者进行结合，对信息进行集中处理，并能将信息数据显示在不同仪表和系统中。比如可以通过大气数据计算机系统对测量信号进行处理，还可以通过数字传送，向很多个仪表和系统发送计算结果，使其对计算结果进行应用或显示，能够明显提升航空仪表数值的准确程度，并促进了飞机的体积减小，重量减轻。另外，信息技术的发展减小了电子元件的体积，使得机电式仪表的结构加工方法也得到了改进，降低了仪表的体积与重量，仪表逐渐趋向于小型化与组合化，使用性能方面也得到了相应的提升。
2.3电子仪表的应用
机电式仪表在提升了使用性能的同时仍然存在一些问题，比如机电式仪表将一项航行数据在很多不同仪表中显示，会造成飞行员注意力分散。此时波音737需要应对高空和高速等复杂的环境，机电式仪表自身的问题使其难以满足飞机的使用要求，因此电子仪表在这一时期逐渐得到了应用。电子仪表的具体应用包括平视显示器和多功能下视显示器等，在使用时利用发光方式显示信息，并能通过执行不同的控制指令，对参数以及数值的格式进行转换。还能够对信息进行集中处理和整体显示，控制电子仪表周边案件的设置，改进仪表指示操作过程，能够在同一显示器当中，显示不同时区的时间信息，促进了利用效率的提高。同时屏显技术也在这一时期的航空仪表中得到了应用，通过时分制进行显示。总体来说这一时期的航空仪表主要特点为一表多用，具有较为丰富的种类，并且能够根据具体使用需求对信息进行显示。
2.4显示控制仪表系统的应用
随着计算机技术的进一步发展，出现了很多种类的应用程序，在航空领域中，表现为利用计算机技术进一步对工作界面进行优化，利用总线技术与多功能显示技术实现对飞机航行信息的远端集中化控制和显示[2]。在计算机技术发展的基础上，目前传统意义上的航空仪表已经被计算机显示器代替，通过计算机显示器实现对各类信息的处理、控制和显示。此外还能进行地面和空中的信息共享，在地人员能够随时对航空信息进行查看，了解飞机飞行状况的同时，飞行员也能利用显示控制系统随时查看信息，并根据信息进行正确反应。比如波音737普遍采用了综合显示控制系统，综合运用了各种先进技术，使航空电子仪表技术从本质上得到了提升。
结论：通过对航空电子仪表发展与应用过程的分析，可以看出科学技术的发展在其中起到了关键作用。目前，信息技术与自动化技术在航空电子仪表的发展中起到重要的推动作用，在今后的发展中，需要加强对新技术的研究和应用，促进航空电子仪表技术的更好发展。
参考文献：
[1]张栋善,赵成.航空电子仪表的发展与应用[J].电子测试,2018(15):135+120.
[2]任渊博,彭龙.基于计算机技术的航空电子仪表技术研究[J].电脑迷,2018,(9):101.
论文作者:梁阳阳
论文发表刊物:《科技新时代》2019年8期
论文发表时间:2019/10/12
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