- 基于PC104的航空發(fā)動機試車參數檢測系統(tǒng)研究[圖]

控制器是核心部分，主要功能是根據用戶程序從數據采集卡中讀取與各參數相對應的數據，經過計算得到各參數的實際值并存儲到數據存儲器上；控制EL平板顯示屏顯示人機交互的界面、各參數的試車數據、試車曲線等。它采用盛博科技有限公司生產的PC104總線的嵌入式工業(yè)計算機，型號為SysCentreModule/SDXpn。其主要技術數據為：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℃。

數據采集卡完成各參數模擬量信號的采集，采用由北京中泰研創(chuàng)計算科技有限公司生產的PC104總線的多功能數據采集卡PM511P，具有16路A/D轉換通道、4路D/A通道、24路可編程開關量輸入輸出、3路計數通道，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的直流電轉換為系統(tǒng)內部電路需要的+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的數據以及試車曲線等，采用的型號是EL640.480-AGI-ET。它的主要技術參數為：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數據，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式鍵盤，鍵盤信號通過數據采集卡送入到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據。它有6個鍵，選用簡單的開關式鍵盤，鍵盤信號通過數據采集卡進入到控制器中，接口簡單、方便適用。

4 檢測電路設計

檢測電路的功用是把能夠反映各參數大小的電流、電壓、頻率信號轉換為數據采集卡能夠拾取的0～5V的直流電壓信號。

4.1 轉速檢測電路設計

發(fā)動機轉速檢測原理如圖2所示。隔離電壓傳感器把轉速傳感器的輸出信號進行隔離，輸出與轉速傳感器的輸出頻率信號的電壓成正比的-5v～+5V電壓信號，經濾波電路對輸出的信號進行濾波，濾掉高頻干擾信號，再經整形電路把輸出的信號轉換為標準的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過計算得到發(fā)動機的轉速，向D/A轉換器輸出與轉速成正比的數字量。D/A轉換器把與轉速成正比的數字量轉換為與轉速成正比的0～5V直流電壓，然后送入到數據采集卡中。在數據采集卡中經過A/D轉換后變?yōu)閿底至?，然后送入到控制器內。在控制器內經過計算就可以得到轉速的實際值。

4.2 振動速度檢測電路設計

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，然后經過濾波器濾掉高頻干擾信號，最后送入到數據采集卡中。在數據卡中經過A/D轉換，轉換為數字量，然后送入控制器中。在控制器內經過計算就可以得到振動速度的實際值。

4.3 滑油壓力檢測電路設計

在圖4中左側虛框內表示一個滑油壓力傳感器，右側虛框內表示一個滑油壓力表，它們組成飛機上原有的滑油壓力檢測裝置?；蛪毫Q定滑油壓力傳感器內的活動銜鐵的位移，活動銜鐵的位移決定兩線圈的感抗，兩線圈感抗的變化又改變了滑油壓力表的流比計的兩線框的電流變化，且兩線框的電流比i1/i2與滑油壓力是一一對應的?；蛪毫Ρ硎且粋€電流比值表。它的指針偏轉角度與電流比i1/i2一一對應，即一定的滑油壓力對應一定的滑油壓力指示值。