FZC-1型發(fā)動機性能參數(shù)測試系統(tǒng)的實現(xiàn)

0 引言
定期對發(fā)動機參數(shù)進行測試是保證飛機發(fā)動機性能的正常發(fā)揮和飛行安全的必要手段，目前部隊進行該項工作時面臨的問題主要有三點：一是沒有專門用于發(fā)動機性能檢測的設備。對發(fā)動機性能的檢測只是在發(fā)動機試車時依靠人工讀表來完成。二是測試精度低。由于機載傳感器少、指示儀表誤差大、需記錄數(shù)據(jù)多及狀態(tài)停留時間短等導致了地面測試精度低，不利于飛機最佳性能的發(fā)揮。三是錯判、漏測造成的操作反復還使發(fā)動機的有效壽命大大減少。以上諸多因素的存在，直接導致座艙內(nèi)外配合困難、測試工作中人為誤差大、勞動強度高、資源浪費嚴重、測試可靠性差等困難，嚴重影響部隊作戰(zhàn)訓練任務的完成。為此，我們研制了FZC-1型發(fā)動機性能參數(shù)測試系統(tǒng)。該系統(tǒng)在發(fā)動機地面試車時能夠自動判斷發(fā)動機狀態(tài)，自動完成技術參數(shù)的測試，并將實測值與維護規(guī)程規(guī)定的范圍、參數(shù)相比較，判斷發(fā)動機的性能參數(shù)是否正常。
1 系統(tǒng)設計思想及實現(xiàn)途徑
該測試系統(tǒng)是以PC-104計算機為控制核心，以傳感器技術為依托，以軟件技術為開發(fā)工具，根據(jù)自動測試系統(tǒng)的設計思想和方法，綜合運用多種技術手段（如：計算機控制技術、自動測試技術、數(shù)字信號處理技術、面向?qū)ο缶幊碳夹g、圖形圖像處理技術、傳感器技術等），構建了一個用于發(fā)動機性能自動測試的綜合化通用平臺?？梢?a class="contentlabel" href="http://butianyuan.cn/news/listbylabel/label/實現(xiàn)">實現(xiàn)試車過程中對發(fā)動機轉速、各種油壓、排氣溫度的實時采集處理，自動判斷發(fā)動機所處狀態(tài)，分析計算發(fā)動機穩(wěn)態(tài)及起動和加、減速性能和臺架點，進行實時參數(shù)監(jiān)控，圖文指示發(fā)動機各類信息，完成對發(fā)動機性能的全面自動化測試。其工作原理如圖1所示。

工作時，通過電纜連接發(fā)動機上的轉速、壓力、溫度信號測試接頭，信號經(jīng)過調(diào)理、A/D轉換、計數(shù)等操作被采集到計算機系統(tǒng)，結合高速數(shù)字I/O測得的狀態(tài)電門信號，可實現(xiàn)對發(fā)動機所處狀態(tài)的判斷，進而完成參數(shù)的計算和性能的測試，并實現(xiàn)各類信息的指示和數(shù)據(jù)存檔。
2系統(tǒng)硬件設計
發(fā)動機性能參數(shù)測試系統(tǒng)硬件部分在裝配結構上由一個標準A型機箱組成。機箱內(nèi)包括PC104系統(tǒng)，主要用來處理數(shù)據(jù)；2個壓力變送器，用來采集發(fā)動機的滑油、燃油壓力信號；電纜線，提供機箱與發(fā)動機之間的電氣聯(lián)系。硬件部分在功能實現(xiàn)上由數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)處理兩個模塊組成。
2.1 數(shù)據(jù)采集模塊
該模塊由傳感器、測壓導管、信號及電源電纜和數(shù)據(jù)調(diào)理電路板組成。
1)2個壓力變送器及2根測壓導管。壓力變送器采用湖南賽西傳感器有限公司產(chǎn)HS-956金屬濺射薄膜壓力變送器，精度不低于0.2級，保證壓力測量達到維護規(guī)范要求；測壓導管采用黎明液壓公司的HF系列G型微型高壓軟管，耐高溫300℃，最大彎折角度可達1500，符合外場維護要求。
2)供電及測試用高溫電纜。電源電纜1根，發(fā)動機接口信號電纜1根。
3)16路12位單端模擬輸入、10微秒A/D變換器（ADT600），實現(xiàn)發(fā)動機模擬量采樣，使壓力精度達到0.6%。
4)10個16位計數(shù)/定時器的發(fā)動機轉速采集板（ADT600），保證轉速采集誤差不超過0.1%。
5)按質(zhì)量體系要求設計的高可靠信號調(diào)理電路板，使采集信號進行精確調(diào)理轉換為可為計算機處理的數(shù)據(jù)，并采取電氣隔離等保護措施防止過載對儀器甚至對發(fā)動機的損壞。
2.2 數(shù)據(jù)處理模塊
數(shù)據(jù)處理模塊主要由PC-104計算機系統(tǒng)組成，是檢查儀的核心部分，主要完成數(shù)據(jù)的實時處理，發(fā)動機狀態(tài)的自動判斷，發(fā)動機性能的測試與分析，信息及數(shù)據(jù)指示與存檔，其工作的可靠與否直接關系到儀器的整機性能。該硬件模塊的主要包含：
1)在板內(nèi)存16M，高速嵌入式486DXCPU66MHz PC104主計算機板，32M字節(jié)可讀寫DiskOnChip，用以滿足同時采集2路頻率信號、2路模擬信號及8路開關量信號的運算速度要求。