FZC-1型發(fā)動(dòng)機(jī)性能參數(shù)測試系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

0 引言
定期對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)進(jìn)行測試是保證飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)性能的正常發(fā)揮和飛行安全的必要手段，目前部隊(duì)進(jìn)行該項(xiàng)工作時(shí)面臨的問題主要有三點(diǎn)：一是沒有專門用于發(fā)動(dòng)機(jī)性能檢測的設(shè)備。對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能的檢測只是在發(fā)動(dòng)機(jī)試車時(shí)依靠人工讀表來完成。二是測試精度低。由于機(jī)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(shí)間短等導(dǎo)致了地面測試精度低，不利于飛機(jī)最佳性能的發(fā)揮。三是錯(cuò)判、漏測造成的操作反復(fù)還使發(fā)動(dòng)機(jī)的有效壽命大大減少。以上諸多因素的存在，直接導(dǎo)致座艙內(nèi)外配合困難、測試工作中人為誤差大、勞動(dòng)強(qiáng)度高、資源浪費(fèi)嚴(yán)重、測試可靠性差等困難，嚴(yán)重影響部隊(duì)作戰(zhàn)訓(xùn)練任務(wù)的完成。為此，我們研制了FZC-1型發(fā)動(dòng)機(jī)性能參數(shù)測試系統(tǒng)。該系統(tǒng)在發(fā)動(dòng)機(jī)地面試車時(shí)能夠自動(dòng)判斷發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)，自動(dòng)完成技術(shù)參數(shù)的測試，并將實(shí)測值與維護(hù)規(guī)程規(guī)定的范圍、參數(shù)相比較，判斷發(fā)動(dòng)機(jī)的性能參數(shù)是否正常。
1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)思想及實(shí)現(xiàn)途徑
該測試系統(tǒng)是以PC-104計(jì)算機(jī)為控制核心，以傳感器技術(shù)為依托，以軟件技術(shù)為開發(fā)工具，根據(jù)自動(dòng)測試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想和方法，綜合運(yùn)用多種技術(shù)手段（如：計(jì)算機(jī)控制技術(shù)、自動(dòng)測試技術(shù)、數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)、面向?qū)ο缶幊碳夹g(shù)、圖形圖像處理技術(shù)、傳感器技術(shù)等），構(gòu)建了一個(gè)用于發(fā)動(dòng)機(jī)性能自動(dòng)測試的綜合化通用平臺(tái)。可以實(shí)現(xiàn)試車過程中對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、各種油壓、排氣溫度的實(shí)時(shí)采集處理，自動(dòng)判斷發(fā)動(dòng)機(jī)所處狀態(tài)，分析計(jì)算發(fā)動(dòng)機(jī)穩(wěn)態(tài)及起動(dòng)和加、減速性能和臺(tái)架點(diǎn)，進(jìn)行實(shí)時(shí)參數(shù)監(jiān)控，圖文指示發(fā)動(dòng)機(jī)各類信息，完成對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能的全面自動(dòng)化測試。其工作原理如圖1所示。

工作時(shí)，通過電纜連接發(fā)動(dòng)機(jī)上的轉(zhuǎn)速、壓力、溫度信號(hào)測試接頭，信號(hào)經(jīng)過調(diào)理、A/D轉(zhuǎn)換、計(jì)數(shù)等操作被采集到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，結(jié)合高速數(shù)字I/O測得的狀態(tài)電門信號(hào)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)所處狀態(tài)的判斷，進(jìn)而完成參數(shù)的計(jì)算和性能的測試，并實(shí)現(xiàn)各類信息的指示和數(shù)據(jù)存檔。
2系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
發(fā)動(dòng)機(jī)性能參數(shù)測試系統(tǒng)硬件部分在裝配結(jié)構(gòu)上由一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)A型機(jī)箱組成。機(jī)箱內(nèi)包括PC104系統(tǒng)，主要用來處理數(shù)據(jù)；2個(gè)壓力變送器，用來采集發(fā)動(dòng)機(jī)的滑油、燃油壓力信號(hào)；電纜線，提供機(jī)箱與發(fā)動(dòng)機(jī)之間的電氣聯(lián)系。硬件部分在功能實(shí)現(xiàn)上由數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)處理兩個(gè)模塊組成。
2.1 數(shù)據(jù)采集模塊
該模塊由傳感器、測壓導(dǎo)管、信號(hào)及電源電纜和數(shù)據(jù)調(diào)理電路板組成。
1)2個(gè)壓力變送器及2根測壓導(dǎo)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(jí)，保證壓力測量達(dá)到維護(hù)規(guī)范要求；測壓導(dǎo)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(dá)1500，符合外場維護(hù)要求。
2)供電及測試用高溫電纜。電源電纜1根，發(fā)動(dòng)機(jī)接口信號(hào)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(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)模擬量采樣，使壓力精度達(dá)到0.6%。
4)10個(gè)16位計(jì)數(shù)/定時(shí)器的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速采集板（ADT600），保證轉(zhuǎn)速采集誤差不超過0.1%。
5)按質(zhì)量體系要求設(shè)計(jì)的高可靠信號(hào)調(diào)理電路板，使采集信號(hào)進(jìn)行精確調(diào)理轉(zhuǎn)換為可為計(jì)算機(jī)處理的數(shù)據(jù)，并采取電氣隔離等保護(hù)措施防止過載對(duì)儀器甚至對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)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(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成，是檢查儀的核心部分，主要完成數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)處理，發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)的自動(dòng)判斷，發(fā)動(dòng)機(jī)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(guān)系到儀器的整機(jī)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(jì)算機(jī)板，32M字節(jié)可讀寫DiskOnChip，用以滿足同時(shí)采集2路頻率信號(hào)、2路模擬信號(hào)及8路開關(guān)量信號(hào)的運(yùn)算速度要求。