基于PC104的航空發(fā)動機試車參數(shù)檢測系統(tǒng)研究
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試車時，發(fā)動機輸出的高、低壓轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速模擬信號、振動速度模擬信號、滑油壓力模擬信號、滑油溫度模擬信號和排氣溫度模擬信號從飛機的連接插頭處引出，經(jīng)過檢測電路把各參數(shù)的模擬信號隔離轉(zhuǎn)換為直流電壓信號。主、副油道燃油壓力變送器與燃油主、副輸油圈上的測量接頭相連，壓力變送器感受油壓變化，輸出與主、副油道燃油壓力成正比的直流電壓信號。這些直流電壓信號通過數(shù)據(jù)采集卡轉(zhuǎn)換為數(shù)字量送入到控制器中，在控制器內(nèi)通過程序計算得到各參數(shù)的數(shù)值。控制器通過程序控制把檢測到的數(shù)據(jù)存儲到數(shù)據(jù)存儲器，并在EL顯示屏上顯示各參數(shù)的試車數(shù)據(jù)和試車曲線等。
控制器是核心部分，主要功能是根據(jù)用戶程序從數(shù)據(jù)采集卡中讀取與各參數(shù)相對應的數(shù)據(jù)，經(jīng)過計算得到各參數(shù)的實際值并存儲到數(shù)據(jù)存儲器上；控制EL平板顯示屏顯示人機交互的界面、各參數(shù)的試車數(shù)據(jù)、試車曲線等。它采用盛博科技有限公司生產(chǎn)的PC104總線的嵌入式工業(yè)計算機，型號為SysCentreModule／SDXpn。其主要技術(shù)數(shù)據(jù)為：1)嵌入式486處理器，工作頻率50MHz；2)16M字節(jié)的RAM；3)1M顯存；4)標準DMA，中斷定時控制器；5)帶擴展的工業(yè)標準BIOS；6)VGA支持單色LCD，EL顯示屏，以及模擬CkT；7)支持DOC電子盤；8)電源要求：+5V ±5％，0．8A；10)工作環(huán)境溫度：-40～+80℃。
數(shù)據(jù)采集卡完成各參數(shù)模擬量信號的采集，采用由北京中泰研創(chuàng)計算科技有限公司生產(chǎn)的PC104總線的多功能數(shù)據(jù)采集卡PM511P，具有16路A／D轉(zhuǎn)換通道、4路D／A通道、24路可編程開關(guān)量輸入輸出、3路計數(shù)通道，并且能夠在-40～+80℃的環(huán)境條件下進行工作。此外該采集
卡還完成鍵盤信號的采集。
供電電源用來把機場的27V的直流電轉(zhuǎn)換為系統(tǒng)內(nèi)部電路需要的+5V、±12V，+24V直流電，采用兩塊DC-DC變換器，把27V直流電轉(zhuǎn)換為PC104以及其它用電元件所需要的+12V、-12V、+24V和+5V的直流電源。它的轉(zhuǎn)換精度高并且能在-40～55℃的環(huán)境下穩(wěn)定工作。
EL顯示屏用于顯示人機交互時的提示字符和檢測到的各參數(shù)的數(shù)據(jù)以及試車曲線等，采用的型號是EL640．480-AGI-ET。它的主要技術(shù)參數(shù)為：1)分辨率：640×480；2)尺寸：8．1英寸；3)供電電源：12V；4)工作溫度：-40～+85℃。
DOC電子盤用來保存試車過程中檢測得到的各參數(shù)數(shù)據(jù)，另外還用來存儲控制器的操作系統(tǒng)文件、儀器的控制程序文件等。DOC電子盤的容量為128M。鍵盤采用的是簡單的開關(guān)式鍵盤，鍵盤信號通過數(shù)據(jù)采集卡送入到PC104總線的工業(yè)計算機中。
面板上的鍵盤用于人機交互，向控制器輸入命令和數(shù)據(jù)。它有6個鍵，選用簡單的開關(guān)式鍵盤，鍵盤信號通過數(shù)據(jù)采集卡進入到控制器中，接口簡單、方便適用。
4 檢測電路設(shè)計
檢測電路的功用是把能夠反映各參數(shù)大小的電流、電壓、頻率信號轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)采集卡能夠拾取的0～5V的直流電壓信號。
4．1 轉(zhuǎn)速檢測電路設(shè)計
發(fā)動機轉(zhuǎn)速檢測原理如圖2所示。隔離電壓傳感器把轉(zhuǎn)速傳感器的輸出信號進行隔離，輸出與轉(zhuǎn)速傳感器的輸出頻率信號的電壓成正比的-5v～+5V電壓信號，經(jīng)濾波電路對輸出的信號進行濾波，濾掉高頻干擾信號，再經(jīng)整形電路把輸出的信號轉(zhuǎn)換為標準的5V方波信號并保持頻率不變。通過單片機測量5V方波信號的頻率并經(jīng)過計算得到發(fā)動機的轉(zhuǎn)速，向D／A轉(zhuǎn)換器輸出與轉(zhuǎn)速成正比的數(shù)字量。D／A轉(zhuǎn)換器把與轉(zhuǎn)速成正比的數(shù)字量轉(zhuǎn)換為與轉(zhuǎn)速成正比的0～5V直流電壓，然后送入到數(shù)據(jù)采集卡中。在數(shù)據(jù)采集卡中經(jīng)過A／D轉(zhuǎn)換后變?yōu)閿?shù)字量，然后送入到控制器內(nèi)。在控制器內(nèi)經(jīng)過計算就可以得到轉(zhuǎn)速的實際值。本文引用地址：http://www.butianyuan.cn/article/161416.htm
4．2 振動速度檢測電路設(shè)計
在圖3中上面虛框表示的是發(fā)動機上原有的振動速度檢測裝置的工作原理。圖中電子組合用來感受發(fā)動機兩個振動速度傳感器輸出的微弱交流電壓信號，然后把它轉(zhuǎn)換為直流電壓信號，再送入到振動指示器中進行指示。
在圖3中下面虛框表示的就是發(fā)動機振動速度檢測電路。把送入到振動指示器的與振動速度一一對應的直流電壓信號引出到振動速度檢測電路中，隔離電壓傳感器把與振動速度一一對應的直流電壓信號進行隔離，輸出成正比的直流電壓信號，然后經(jīng)過濾波器濾掉高頻干擾信號，最后送入到數(shù)據(jù)采集卡中。在數(shù)據(jù)卡中經(jīng)過A／D轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，然后送入控制器中。在控制器內(nèi)經(jīng)過計算就可以得到振動速度的實際值。
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